-
Verfahren zur Kompensation von Funkstörungen Bei der Ausbreitung von
elektromagnetischen Wellen und damit auch von Funkstörungen können drei Zonen unterschieden
werden, in denen das elektrische und das magnetische Feld verschiedenes Verhalten
zueinander aufweisen. Zunächst ist das Nahfeld interessant, das vom Ursprung der
Stör-oder Senderwelle, z. B. einer Antenne oder einem sonstigen Leiter, etwa bis
Vio reicht und dadurch charakteristisch ist, da'ß die Vektoren der elektrischen
und der magnetischen Feldstärke eine zeitliche Phasenverschiebung von go° haben.
Der daran anschließende Bereich wird als Übergangsfeld bezeichnet, das sich von
A/io bis A, erstreckt. In diesem Bereich dreht sich die Phase zwischen dem elektrischen
und dem magnetischen Feldvektor von go° auf o°. Im Fernfeld, das daran anschließt
und von einer Wellenlänge ab bis unendlich gerechnet wird, sind der elektrische
und magnetische Feldvektor in Phase.
-
An Hand vorgenommener Untersuchungen zeigt es sich, daß der größte
Teil der Funkstörungen in einer Entfernung von .1/6 des Störers oder der die Störungen
ausstrahlenden Leitung von einem Empfänger bereits so stark abgeklungen sind, daß,
sie nicht mehr in Erscheinung treten. Eine Ausnahme hiervon machen die atmosphärischen
oder ähnliche Fernstörungen, die jedoch verhältnismäßig selten sind. Das Gebiet
von A = o bis 1/6 ist aber, wie aus den vorangehenden Ausführungen ersichtlich ist,
das Gebiet des Nahfeldes und eines Teils
des Übergangsfeldes. Wie
.bereits erwähnt, beträgt im Nahfeld die Phasenverschiebung zwischen elektrischem
und magnetischem Feldvektor 9o°, während sie sich im Übergangsfeld -allmählich verkleinert
und bei Y6 den Wert von etwa 45° erreicht. Es kommt also im wesentlichen darauf
an, Störungen von Störungsquellen, die weniger als (2twa-2/6 vom Empfänger entfernt
sind, für die Beseitigung in Betracht zu ziehen.
-
Die vorerwähnten Eigenarten bei der Ausbreitung' des elektromagnetischen
Feldes von Wellen wird nun zu einem Verfahren für die Kompensation von Funkstörungen
auf der Empfangsseite mittels mehrerer Antennen ausgenutzt, wobei der Störungsursprung
in einer solchen Entfernung vom Empfänger liegt, daß noch eine merkliche Phasenverschiebung
zwischen elektrischem und magnetischem Feld besteht, also etwa bis zu einer Entfernung
von maimal 2J4. Die. Erfindung besteht darin, daß: die von den Antennen aufgenommenen
elektrischen und magnetischen Störfelder in einem elektrischen Schwingungskreis
der Größe und Phase nach kompensiert werden. Es ist verständlich, daß?' die für
die Kompensation vorgesehenen Maßnahmen, die auf eine Auslöschung der Stör-Spannung
in dem Kreis abzielen und demgemäiß die verschiedene Phase des elektrischen und
magnetischen Feldes einer dem Empfänger nähergelegenen Störquelle ausnutzen, auf
das mit gleicher Phase seiner elektrischen und magnetischen Komponente aufgenommene
Fernfeld ohne Wirkung bleiben und demzufolge für das Fernfeld praktisch keine interessierende
Änderung der Aufnahmecharakteristik des Antennensystems verursachen. Unter den gewählten
Voraussetzungen ist es daher auch mÖglich, einen Störer zu kompensieren, der in
Richtung des Fernsenders liegt.
-
In der Abb. i ist eine Ausführung einer nach der Erfindung arbeitenden
Schaltungsanordnung dargestellt. Während die Rahmenantenne 2 den magnetischen Feldvektor
aufnimmt, dient zum Empfang des elektrischen Feldvektors die statische Antenne 3.
Beide Antennen sind mit dem Eingangskreis 4 eines Empfangsgerätes gekoppelt. Dabei
ist die Mitte der antennenseitigen Kopplungsspule 5 der Rahmenantenne bei 6 geerdet,
um den statischen Antenneneffekt der Rahmenantenne zu beseitigen. Die statische
Antenne 3 besitzt neben einem Widerstand i zur Regelung der Phase eine Kopplungsanordnung
7 mit dem Eingangskreis 4, die sich dadurch auszeichnet, daß damit eine Regelung
der Größe der Antennenspannung im Eingangskreis 4 vors einem negativen Wert über
Null zu einem positiven Wert möglich ist. Dazu dient eine Differentialkopplungseinrichtung,
die in der Weise arbeitet, daS gleichzeitig mit der Zunahme der Kopplung der antennenseitigen
Wicklung 8 mit der Eingangskreisspule g die Kopplung zur anderen Eingangskreisspule
ro abnimmt oder umgekehrt. Zu : diesem Zweck kann entweder die Spule 8 zwischen
den Wicklungen 9 und" io verstellbar angeordnet sein, oder die Kopplungsregelung
erfolgt mittels magnetisierbarer "Kerne, die gleichzeitig derart verstellbar sind,
daß,- der eine z. B. mehr in die Spulenwicklungen 8 und 9 eintaucht, während der
andere gleichzeitig aus den Wicklungen 8 und io herausbewegt ist. Diese Anordnung
hat auch den Vorzug, da)ßl die Induktivität des Eingangskreises q: stets konstant
bleibt und damit Änderungen des Abstimmbereiches des Drehkondensators i i vermieden
werden.
-
Mittels des Widerstandes i läßt sich nun die Phase der von der statischen
Antenne 3 im Eingangskreis 4 induzierten Empfangsspannung, deren Größe außerdem
mit der Kopplungsanordnung regelbar ist, so einstellen, daß die gleichzeitig von
der Rahmenantenne :2 im Kreis 4 gelieferte Störspannung kompensiert wird.
-
Aus Abb. 2 ist die Wirkung des Antennensystems ersichtlich, und zwar
ist dazu die übliche Darstellung in einem Vektordiagramm gewählt. In diesem ist
die bekannte Charakteristik der Rahmenantenne durch die beiden mit A
und B bezeichneten kreisförmigen Kurven dargestellt, während die Charakteristik
der statischen Antenne 3 infolge ihrer fehlenden Richtwirkung aus einem gestrichelt
angedeuteten Kreis C besteht. Soll nun eine Störschwingung, die in Richtung des
Pfeiles D einfällt, kompensiert werden, so wird mittels der in Abb. i dargestellten
Antennenanordnung nach Einstellung der Rahmenantenne :2 eine derartige Kompensation
der Wirkung der beiden Antennen im Kreis 4 eingestellt, daß sich die strichpunktierte
Gesamtcharakteristik E ergibt, die kennzeichnend für das Verhalten des Antennensystems
in Richtung der ankommenden Nahstörung ist. Diese Charakteristik ergibt sich aus
der Eigenart der Nahstörungen, daß der elektrische und der magnetische Feldvektor
verschiedene Phase besitzen und damit die vorgesehene Kompensation, die sich in
einer Nullstelle in der Richtung des einfallenden Störsenders auszeichnet, möglich
macht. Für eine aus der gleichen Richtung wie die Störschwingung einfallende Welle
eines Fernsenders F liegt wegen der anderen Phasenverhältnisse keine Kompensation
vor, sondern das Antennensystem ergibt gleichzeitig die durch die ausgezogene Linie
G angedeutete Fernfeldcharakteristik, die zeigt, daß trotz der Ausschaltung des
Störsenders ein Fernempfang mit der in Abb. i dargestellten Antennenanordnung ohne
weiteres durchführbar ist. Die Rahmenantenne wird dabei auf die Einfallsrichtung
F - der Welle -des- Fernsenders eingestellt. Mittels des Regelwiderstandes i läßt
sich die Minimumstelle der Charakteristik E jeweils auf die Richtung der ankommenden
Störschwingungen einregem, die keineswegs immer mit der der Senderwelle F übereinzustimmen
braucht, sondern auch wie durch den Pfeil G angedeutet verlaufen kann.