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Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten
Antenne, deren Ströme in einem Empfänger so überlagert werden, daß aus der Vereinigung
des mit einer Hilfsfrequenz modulierten Stromes der einen Antenne mit dem unmodulierten
Strom der anderen Antenne eine wechselseitig umgedrehte, sich überlappende Richtcharakteristik
entsteht. Ein Funkpeiler dieser Art wurde gemäß einer früheren Erfindung des Patentinhabers
geschaffen. Diese ältere Erfindung hat sich bestens bewährt. Mit vorliegender Erfindung
kommt es darauf an, für diesen Hochfrequenzpeiler eine Feineinstellung zur Gewährleistung
einer im wesentlichen phasenreinen Arbeitsweise über einen gegebenen Frequenzbereich
mit mechanisch gekuppeltem Luftleiter und Empfängerkreisen zu schaffen. Hierbei
ist unter Feineinstellung die möglichst vollständige Elimination der Trägerfrequenz
unter Aufrechterhaltung der Seitenbandfrequenzen des modulierten Antennenkreises
zu verstehen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für den ganzen Bereich der
Empfangsfrequenz bei Gleichheit der elektrischen Konstanten beider Anodenzweige
des im Gegentakt schwingenden Modulators die totalen Kopplungen zwischen dem Sammelkreis
bzw. jedem der beiden Anodenzweige des einen Antennenkreises einschließlich des
anderen Antennenkreises in der Weise eingestellt sind, daß sich für gleich große,
von der
Nullage links und rechts abweichende Rahmendrehungen entsprechend
gleich große Empfangsstromstärken entgegengesetzter Phase ergeben.
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In Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens kann im einzelnen vorgesehen
werden, daß zur Kopplung des einen Antennenkreises, des anderen Antennenkreises
und des Sammelkreises ein möglichst kapazitätsfreier Mehrnvicklungstransformator
(Mischtransformator) verwendet wird, von dessen Wicklungen mindestens eine gegen
die übrigen räumlich in Richtung der Hauptachse des Magnetflusses verschiebbar ist.
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In Weiterbildung dieses Gedankens kann der Mischtransformator zwei
Primärspulen besitzen, deren jede in einem der beiden Zweige des mit der einen Antenne
verbundenen Modulatorkreises liegt und daß die im anderen Antennenl;reis sowie im
Sammelkreis induzierten Trägerfrequenzspannungen des ersten Antennenkreises dadurch
unterdrückt werden, daß sich die durch gleichphasige Speisung der Gitterkreise des
Modulators erzeugten Wirkungen der in diesen Primärspulen fließenden Hochfrequenzströme
bei Abwesenheit der Modulationsspannung gegenseitig auf heben, dagegen bei aufgedrückter
Modulationsspannung nur die oberen und unteren Seitenbandschwingungen des ersten
Antennenkreises in den angekoppelten Kreisen erzeugen können.
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Dabei können die verschiedenen Spulen des Mischtransformators mehrere
Anzapfungen erhalten, die durch eine gemeinsame Steuervorrichtung zugleich mit dem
Sammelkreis und dem zweiten Antennenkreis auf verschiedene Frequenzbereiche umschaltbar
sind.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Trägerfrequenz des
einen Antennenkreissystems bei Abwesenheit der Modulationsspannung in den Anodenzweigen
des Modulatorkreises unterdrückt ist, was einerseits durch Parallelspeisung der
Modulations-und Hochfrequenzpotentiale auf die Gitterkreise des Modulators und anderseits
durch die entgegengesetzte Schaltung der beiden in diesen Zweigen liegenden Primärwicklungen
des Mischtransformators erreicht wird, und daß sie untereinander und mit der Sekundärwicklung
durch zwei in Reihe geschaltete Wicklungen, an die andere Antenne parallel angeschlossen,
gekoppelt sind, wobei mindestens eine der Spulen gegen die übrigen verschiebbar
ist.
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In Weiterbildung dieses Gedankens kann bei mehreren Frequenzbereichen
jeder mit einem besonderen Mischtransformator versehen sein, der zugleich mit der
entsprechenden Einstellung des Meßkreises (Sammelkreis) und des Kreises der zweiten
Antenne durch eine gemeinsame Steuervorrichtung eingeschaltet wird.
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Wie dies im einzelnen gedacht ist, wird nunmehr an Hand der Zeichnungen
in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. I ist ein Schaltungsschema eines Richtungsfinders nach der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt des im Stromkreis der Fig. I verwendeten Mischtransformators
in der Vorderansicht; Fig. 3, 4 und 5 sind Schaltungsschemas der Stromkreisanordnung
nach Fig. I, wobei in jeder Figur eine Abänderung der Art und Weise, wie die gewünschte
ausgeglichene elektrische Beziehung erreicht wird, in gestrichelten Linien gezeigt
ist; Fig. 3 B, ßB und 5B zeigen die Feldmuster, die den in jeder der entsprechenden
Fig. 3, 4 und 5 in voll ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien gezeigten Einstellungen
entsprechen; Fig. 3C, 4C und SC zeigen in voll ausgezogenen Linien Vektordiagramme
der EMK-Komponenten, die im Empfängerstromkreis während aufeinanderfolgender halber
Kommutierungsperioden der ausgeglichenen Modulatorvorrichtung induziert werden,
und in gestrichelten Linien die Änderung dieser EMK-Komponenten für die entsprechenden
Einstellungen, die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt sind; Fig. 6 und 7 zeigen charakteristische
Kurven der Reaktanzwerte der einzelnen Anodenkreise einer ausgeglichenen modulierten
Vorrichtung, bei der die LC-Produkte gleich bzw. ungleich sind; Fig. 8 stellt das
Schaltschema einer weiteren Ausführungsform des Richtungssuchers gemäß der Erfindung
dar; Fig. 9 zeigt einen Mischtransformator der in dem Stromkreis gemäß Fig. 8 verwendeten
Art im Aufriß; Fig. 10 stellt einen Teil der Schaltung nach Fig. 8 dar; durch voll
ausgezogene und gestrichelte Linien sind die verschiedenen Teile der Schaltung in
den Stellungen dargestellt, die sie einnehmen, wenn der Modulatorstromkreis in Tätigkeit
bzw. wenn derselbe untätig ist; Fig. 11 stellt ein vereinfachtes Schaltschema der
Stromkreise gemäß Fig. 8 dar, mit dem Antennenstromkreis in seiner elektrischen
gleichwertigen Form.
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Die hier beschriebene und in Fig. I der Zeichnung dargestellte Einrichtung
nach der Erfindung besteht aus einer nicht ausrichtbaren Antenne A für den Empfang
einer modulierten oder nicht modulierten Trägerwelle, ferner aus einem ausgeglichenen
Modulator von entsprechender Bauart B, mit dem nicht ausrichtbare Seitenbandfrequenzen
durch einen örtlichen Niederfrequenzoszillator 0 erzeugt werden, ferner einer Richtantenne
C zur Erzeugung einer gerichteten modulierten oder nicht modulierten Trägerfrequenz,
ferner einem Empfänger D für den Empfang und die Vereinigung der genannten ungerichteten
Seitenbänder mit der gerichteten Trägerfrequenz und für die Detektion der Niederfrequenzstromkomponente
ausrichtmäßiger Charakteristiken und endlich einer Anzeigevorrichtung E zur Anzeige
der genannten Richteigenschaften des detektierten Niederfrequenzstromes.
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Der ausgeglichene Modulator B ist ein elektrisches Instrument, dessen
Bauart und Wirkungsweise jedem Fachmann bekannt sind. Bei den Vakuumröhren 10 und
12 dieser Vorrichtung sind die einzelnen Anodenstromkreise Iq bzw. I6 mit dem Eingangsstromkreis
IS des Empfängers D und die Eingangs- bzw. Gitterstromkreise 20 und 22 mit der nicht
ausrichtbaren Antenne A (gleichphasig) verbunden. Die Anodenstromkreise I4, I6 und
der Eingangskreis des Empfängers sind durch eine Übertragungsleitung 24 mit der
Richtantenne verbunden. Die Anodenkreise, der Eingangskreis des Empfängers und der
Rahmenstromkreis sind miteinander durch einen Misch-
transformator
26 verbunden, der aus drei Primärwicklungen 28, 30 und 32 und aus einer Sekundärwicklung
34 besteht.
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Um die Phase des Stromes der Richtantenne und die Phase des Stromes
der nicht ausrichtbaren Antenne ohne beträchtliche gegenseitige Beeinflussung derselben
gegeneinander verändern zu können, wodurch die größtmögliche zulässige Energieübertragung
von der genannten Antenne nach dem Empfänger erhalten wird, sind die Anodenspulen
28, 30 und die Rahmenspule 32 gegeneinander und gegenüber der Empfängereintrittsspule
34 räumlich und elektrisch so angeordnet, daß die beiden Kopplungen M1 und M2 der
Größe nach mit der Kopplung, vergleichbar sind (zur Erzielung der wahren Umkehrung
einer idealen Kardioide werden sie mit der Kopplung M3 gleichgemacht), während die
Größe der Kopplungen M4 und M5 so klein wie praktisch möglich gemacht wird.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführung des Mischtransformators, der bei dieser
Einrichtung verwendet werden kann. Die Primärspulen 28 und 30 sind auf den entgegengesetzten
Seiten der Primärspule 32, und zwar in einem gewissen Abstand voneinander, konzentrisch
und parallel angeordnet. Jede Spule ist auf einer Form aufgewickelt, die auf einem
zylindrischen Halter 36 axial einstellbar angeordnet ist, wobei der Durchmesser
der Form 38 der ausgerichteten Antenne etwas größer ist als derjenige der Anodenspulen
28 und 30. Die Sekundärspule 34 ist in den Primärspulen teleskopartig angeordnet
und auf einer Form 40 aufgewickelt, die innerhalb des Halters 36 angeordnet ist
und gegenüber diesem axial eingestellt werden kann. Die Windungszahl und der gegenseitige
räumliche Abstand zwischen den genannten Primärspulen und der Sekundärspule sind
so gewählt, daß die günstigste Beziehung zwischen den Kopplungskoeffizienten für
eine gegebene Frequenz in der oben beschriebenen Weise erhalten wird.
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Bei dem obenerwähnten anderweitigen Vorschlag wurden in jedem Zweig
14 und I6 des Anodenkreises Kondensatoren verwendet, um gleiche Energieübertragungen
zwischen den einzelnen Zweigen des Anodenkreises und dem Empfängerstromkreis D zu
erhalten.
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Da die in den beiden Zweigen des Anodenkreises enthaltenen Induktanzen
die gleichen, während die Kapazitätswerte, die die Ausgleichskondensatoren haben
sollten, um gleiche und entgegengesetzte induzierte Spannungen im Empfängerstromkreis
zu erzeugen, nicht die gleichen waren, so waren die entsprechenden LC-Produkte eines
jeden Zweiges des Anodenkreises nicht gleich, und infolgedessen konnten diese Zweige
nicht die gleichen Resonanzcharakteristiken besitzen. Während es nun durchaus möglich
wäre, einen Ausgleich der genannten induzierten Antennenspannungen im Empfängerstromkreis
für eine gegebene Frequenz zu bewirken, so würde doch dieser Ausgleich zerstört
werden, wenn diese Frequenz verändert wird, da das Verhältnis der einzelnen Reaktanzen
des Anodenkreises nicht länger das gleiche ist, wie in Fig. 7 durch die Reaktanzverhältniskurve
CC der einzelnen Anodenkreisreaktanzkurven a und b gezeigt wird.
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Damit das Verhältnis des Kopplungskoeffizienten des einen Anodenkreises
gegenüber dem Empfängerstromkreis im Vergleich zum Kopplungskoeffizient des anderen
Anodenkreises gegenüber dem Empfängerstromkreis durch die ganzen Frequenzbereiche
hindurch im wesentlichen praktisch konstant bleibt, die gewöhnlich bei der Ausführung
von Empfängerstromkreisen verwendet werden, sollen die Einzelwerte von L und C des
einen Stromkreises mit denen des anderen Zweiges gleich sein.
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Im Schema der Fig. 6 zeigt die Kurve d die Reaktanzcharakteristiken
eines der beiden Zweige des Anodenkreises, während die Kurve e die Reaktanzcharakteristiken
des anderen Zweiges zeigt. Diese Kurven schneiden sich in einem gemeinsamen Resonanzpunkt
für die genannten Stromkreise bei r.
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Die Linie f zeigt das Verhältnis zwischen der Reaktanzkurve e und
der Reaktanzkurve d. Man sieht, daß dieses Verhältnis in dem ganzen Frequenzbereich
das gleiche bleibt, um so mehr es gelingt, die beiden Kurven d und e durch Gleichbemessung
der entsprechenden L- und C-Werte einander zu nähern.
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Das in Fig. I dargestellte System ist für drei verschiedene Wellenbänder
eingerichtet, weshalb jede der Anodenspulen 28 und 30 und die Mischtransformatorspule
32 der ausgerichteten Antenne (Fig. 2) drei Anzapfverbindungen aufweisen, welche
die Anzahl von Windungen umfassen, welche für die in Frage kommenden Frequenzbereiche
die günstigsten Kopplungskoeffizienten ergeben.
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Ein elektrostatischer Schirm 42 kann zwischen der Form 40 und dem
Halter 36 vorgesehen sein. Der Schirm dient in einem gewissen Grade dazu, eine etwaige
ausgleichstörende Wirkung des Empfängerstromkreises auf die Anodenkreise der Moduliervorrichtung
zu beseitigen, jedoch wird stets eine eigene Störung des Gleichgewichtes vorhanden
sein, die insbesondere auf ungleiche Verstärkungsfaktoren der beiden Röhren 10 und
12 zurückzuführen ist.
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Diese Gleichgewichtsstörung kann einerseits dadurch beseitigt werden,
daß die eine Spule des Mischtransformators in einer noch zu beschreibenden Weise
im Verhältnis zu den anderen Spulen bewegt wird, andererseits kann der relative
Unterschied zwischen den Gittervorspannungen entsprechend gewählt werden.
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Die einzelnen Fig. 3, 4 und 5 zeigen je in voll ausgezogenen Linien
räumlich symmetrisch angeordnete Stromkreissysteme, die an sich unausgeglichen sind.
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Es ist leicht ersichtlich, daß in jedem dieser Systeme phaseneinstellbare
und nicht phaseneinstellbare EMK-Komponenten in Viereckanordnung in dem Empfängerstromkreis
von einem Anodenstromkreis des ausgeglichenen Modulators induziert werden, die größer
sein werden als die entsprechenden phaseneinstellbaren und nicht phaseneinstellbaren
Komponenten, die durch den anderen Anodenkreis erzeugt werden (s. Fig.3C, 4C und
5C). In Fig.3C z.B. ist der VektorEM,-, mit der zugehörigen phaseneinstellbaren
Komponente Em 4' und mit der zugehörigen nicht phaseneinstellbaren Komponente EM
1-4" kleiner als derVektor EMS-6mit der zugehörigen phaseneinstellbaren Komponente
Es2~' und der
zugehörigen nicht phaseneinstellbaren Komponente EM25,,,
was zur Folge hat, daß die entsprechenden Feldmuster F, und F2 in Fig. 3 b ungleich
sind und daß eine Vor- und Rückpeilungsbeziehung P, bzw.
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P2 entsteht, die der gewünschten Verschiebung um I80" nicht entspricht.
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Da die phaseneinstellbaren und die nicht phaseneinstellbaren EMK-Komponenten
im Empfängerstromkreis von den Anodenspulen 28, 30 über die Rahmen spule 32 und
von den Anodenspulen unmittelbar induziert werden, so kann eine unterschiedliche
Änderung zwischen den Größen- und Phasenbeziehungen der durch die betreffenden Anodenkreiszweige
erzeugten EMK-Komponenten dadurch bewirkt werden, daß die Rahmenspule 32 entweder
nach der einen oder nach der anderen Anodenspule 28, 30, wie in Fig. 3 in gestrichelten
Linien gezeigt, so lange axial verschoben wird, bis die resultierenden induzierten
EMK EM2-5"' und -EMz-61 der entsprechenden Anodenkreiszweige gleich groß und in
Phase entgegengesetzt sind. Auf diese Weise werden Feldmuster F3 und pa erzeugt,
die in Fig. 3 B in gestrichelten Linien gezeigt sind und deren Kreuzungspunkte P,'
und P2, im wesentlichen um I80" gegeneinander verschoben sind.
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Gleiche und entgegengesetzte EMK-Komponenten können im Empfängerstromkreis
dadurch induziert werden, daß die eine der beiden Anodenkreisspulen, beispielsweise
die Spule 28, wie in Fig. 4 in gestrichelten Linien gezeigt, unabhängig bewegt wird,
während die übrigen Spulen gegeneinander fest und symmetrisch angeordnet bleiben.
Das Vektordiagramm für diese Beziehung ist in Fig. 4C dargestellt.
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In dieser Figur ist die phaseneinstellbare und die nicht phaseneinstellbare
Komponente EM1-4, bzw.
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EM1-4" der Größe nach auf den Wert der phaseneinstellbaren und nicht
phaseneinstellbaren Komponente EM2-5' bzw. EM2-5" gebracht worden, was einen Vektor
-EM2-5,,,, der der Größe nach mit dem EM25,, gleich ist, und infolgedessen eine
Vergrößerung des Feldmusters F2 bis zur Größe des Feldmusters -F, zur Folge hat,
das in Fig. 4B in gestrichelten Linien gezeigt ist, woraus folgt, daß die Kreuzungspunkte
derselben P1, und P2, um I80° gegeneinander verschoben sind.
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Ein weiteres Verfahren zur Änderung der im Empfängerstromkreis induzierten
EMK-Komponenten ist in Fig. 5 gezeigt, wo die Empfängerspulen 28, 30 und 32 feststehend
sind und die Empfängerspule 34 zur Erzielung der gewünschten gleichen und entgegengesetzten
Wirkungen, d. h. des Ausgleiches, axial einstellbar angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform
wird eine unterschiedliche Änderung zwischen den EMK-Komponenten erhalten, die im
Empfängerstromkreis durch die Ströme induziert werden, die in den einzelnen Stromkreisen
und in der Rahmenspule während aufeinanderfolgender Halbperioden fließen.
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Aus Fig. 5 C geht hervor, daß die phaseneinstellbare und die nicht
phaseneinstellbare Komponente F1,f 2-5' bzw. EM2-5sS der Größe nach ermäßigt wurden,
während die phaseneinstellbare und die nicht phaseneinstellbare Komponente EM1-4'
bzw.Elr,-," der Größe nach vergrößert wurden, so daß die resultierenden Vektoren
EM25,,1 und -EM 2-5"' der Größe nach gleich und in Phase entgegengesetzt sind. Die
entsprechenden Feldmuster F3 und -F3 sind nun während zweier aufeinanderfolgender
Halbperioden im wesentlichen gleich und entgegengesetzt, und deren Kreuzungspunkte
P1, und P2, sind gegeneinander um 1800 verschoben.
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Die besondere Meßvorrichtung E (Fig. 1 und 8), die dazu dient, die
Richtung der Quelle der erhaltenen Signale anzuzeigen, ist eine bekannte Elektrodynamometervorrichtung
mit einer Drehspule44 und einer festen Spule 46, die in bekannter Weise induktiv
miteinander verbunden sind, um eine Phasen- und Größenbeziehung zwischen den in
den einzelnen Spulen fließenden Strömen anzuzeigen. Die Vorrichtung besteht aus
einem lamellierten Eisenkern und einer Kernwicklung 46, die einen für Wechselstrom
geeigneten Elektromagnet bildet. Die Drehspule 44 ist um einen lamellierten (nicht
dargestellten) Kern drehbar angeordnet. Die Klemmen der Drehspule 44 sind mit einer
Sekundärwicklung 52 eines Hörfrequenzausgangstransformators 54 in Reihe verbunden,
der auf der Ausgangsseite des Empfängers D liegt. Die Klemmen der Feldspule 46 sind
mit der Sekundärwicklung 56 des Modulators 58 in Reihe verbunden, der einen Teil
des Niederfrequenzoszillators B bildet, durch welchen die örtliche Modulatorfrequenz
den beiden Röhren im Modulatorstromkreis aufgedrückt wird. Der Stromkreis M der
Drehspule und der Stromkreis F der Feldspule sind voneinander elektrisch isoliert.
Das Instrument bildet nicht nur einen Phasenanzeiger, sondern auch eine Vorrichtung,
die hinsichtlich der Unterscheidung der Frequenzen der durch die einzelnen Spulenstromkreise
fließenden Ströme sehr selektiv ist.
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Aus Fig. I geht hervor, daß der Rahmenstromkreis und der Mischtransformator
je mit Schaltvorrichtungen 78 bzw. 80 versehen sind, die durch ein Verbindungsstück
82 miteinander und durch ein Verbindungsstück 84 mit einer (nicht dargestellten)
im Empfänger angeordneten Schaltvorrichtung verbunden sind, so daß die geeignete
Anzahl von Windungen in jeder der Primärwicklungen28, 30 und 32 des Mischtransformators
so gewählt wird, daß sie der geeigneten Anzahl von Rahmenwindungen und von (nicht
dargestellten) Empfängertransformatorwindungen für den besonderen zu benutzenden
Frequenzbereich entspricht. Es geht daraus hervor, daß, wenn die genannten Schaltvorrichtungen
in dieser Weise geschaltet sind, ein gleichzeitiger Wechsel für die gerichtete Antenne,
den Empfänger und den Mischtransformator dadurch erhalten werden kann, daß man eine
auf Wunsch in der Ferne aufgestellte Handsteuervorrichtung betätigt, um willkürlich
nur eines der verschiedenen Frequenzbänder zu wählen, für welche sich der Apparat
eignet und das man zu empfangen wünscht.
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Wenn für alle Frequenzbereiche ein einziger Mischtransformator verwendet
wird, wie es in- Fig. I der Fall ist, so muß die Windungszahl jeder Mischtrausformatorwicklung
im voraus für einen vorbestimmten Frequenzbereich gewählt werden, so daß die gewünschten
Beziehungen der Antennenkopplungs-
koeffiziente zwischen den einzelnen
Anodenkreisen, dem Rahmen und den Empfängerstromkreisen im wesentlichen über dem
ganzen Band eines jeden Frequenzbereiches gleichbleibend aufrechterhalten werden.
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Bei der in Fig 8 gezeigten Stromkreisanordnung sind die zur Erzielung
einer Richtungsanzeige verwendeten Vorrichtungen im allgemeinen mit den in Fig.
1 gezeigten Vorrichtungen ähnlich. Die erstgenannte Anordnung unterscheidet sich
von letzterer dadurch, daß die Richtantenne C' mit der Eingangsseite der ausgeglichenen
Modulatorvorrichtung B' in Verbindung steht, um ausgerichtete örtlich modulierte
Seitenbandfrequenzen zu erzeugen, und die nicht ausrichtbare Antenne A' mit der
Ausgangsseite der genannten Modulatorvorrichtung verbunden ist, die im vorliegenden
Fall eine solche von der gewöhnlichen gangbaren Bauart ist, bei welcher die zugeführte
Hochfrequenz mit entgegengesetzten Phasen den beiden Röhren aufgedrückt wird. Ein
weiterer Unterschied besteht darin, daß die nicht ausrichtbare Antenne A', die die
Trägerfrequenz für die genannten richtungsmäßigen Seitenbandfrequenzen liefert,
mit Antennenkopplungsspulen versehen ist, die mit den Ausgangsspulen der Moduliervorrichtung
verbunden sind, um darin richtungsmäßige Bänder zu induzieren und sie auf die Empfängervorrichtung
zu übertragen, um bei der Verwendung eines ausgeglichenen Modulators von dieser
Bauart einen Ausgleich in der Energieübertragung auf die Empfängervorrichtung zu
erhalten. Endlich ist ein Unterschied dadurch vorhanden, daß einzelne Mischtransformatoren
für jeden Frequenzbereich, für welchen der Empfänger einstellbar und abstimmbar
eingerichtet ist und auf welchen der Rahmenstromkreis entsprechend eingestellt und
abgestimmt werden kann, an Stelle eines Mischtransformators vorgesehen sind, der
zu diesem Zweck mit Abzapfungen versehen ist.
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Es ist bekannt, daß ein ausgeglichener Modulatorstromkreis die Trägerfrequenz
beseitigt und die Seitenbandfrequenz isoliert hinterläßt. Bei einem ausgeglichenen
Modulatorstromkreis von gewöhnlicher Art (HF-Potentiale gleichphasig bzw. Niederfrequenzmodulationspotentiale
gegenphasig gespeist) wird die Trägerfrequenz in den mittleren Zweigen des Zu- und
des Abführungsstromkreisess dadurch beseitigt, daß in Abwesenheit eines gemeinsamen
Modulatorpotentials in den Gitterstromkreisen die Trägerfrequenzzuführungspotentiale
des genannten Gitterstromkreises, da sie entgegengesetzte Polzeichen haben, in den
beiden zugehörigen Anodenkreisen Trägerströme fließen lassen, die, wenn im mittleren
Zweig betrachtet, in Phase entgegengesetzt sind, aber nicht notwendigerweise den
gleichen Wert haben. Wenn die genannten Trägerströme gleich groß sind, so wird der
resultierende Trägerstrom in dem mittleren Zweig beseitigt. Bei Vorhandensein der
gegenphasigen Modulatorpotentiale in den Gitterkreisen sind die beiden Seitenbandfrequenzen
im mittleren Zweig vorhanden, während die Trägerfrequenz beseitigt wird.
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Die Amplituden der Seitenbandfrequenzströme hängen von der Größe und
Phase der in den Gitterkreisen herrschendenTrägerfrequenzpotentiale ab, die ihrerseits
von der Richtung und Weite des Ausschlages der Ebene der Rahmenantenne gegenüber
der eintreffenden Trägerfrequenz abhängig sind.
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Da diese richtungsmäßig von den zugehörigen Anodenkreisen kommenden
Seitenbandfrequenzen während der aufeinanderfolgenden Halbperioden durch den mittleren
Zweig fließen, so ist es klar, daß, wenn deren Größe ungleich ist und wenn die vereinigten
Wirkungen der zugehörigen Ströme mit der Wirkung des Antennenstromes ungleich sind,
entsprechende ungleiche EMK in der Empfängerspule des Empfängerstromkreises induziert
werden.
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Erfindungsgemäß werden diese ungleichen Zustände dadurch ausgeglichen,
daß in der Fig. 8 (gegenphasige Speisung der Hochfrequenz- und Modulationspotentiale)
unabhängige Kopplungsmittel zwischen den Seitenzweigen der Anodenstromkreise angeordnet
werden und der Stromfluß in einem Seitenzweig mit Bezug auf den Strom in dem anderen
Seitenzweig umgekehrt wird, so daß die Kopplung eine Beschaffenheit erhält, welche
gleichwertig ist der Mittelzweigkopplung (Fig. 2) zwischen den beiden Seitenzweigen.
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Zu diesem Zweck, und wie Fig. 10 zeigt, sind die Seitenzweige I4"
und I6" der einzelnen Anodenkreise I4' und I6' mit Selbstinduktanzen 28' und 30'
versehen, die gegenüber ihrer gemeinsamen Feldachse X-X' in demselben Sinne und
in derselben Richtung gewickelt sind; die Klemmen der einen Spule, und zwar der
Spule 28', sind gegenüber den Klemmen der anderen Spule 30' umgekehrt angeordnet,
um Felder von entgegengesetzter Polarität zu erzeugen, die mit den genannten Spulen
gekoppelt sind. Diese Spulen sind miteinander und mit dem Empfängerstromkreis D'
durch einen Kopplungsstromkreis 25 gekoppelt, der Kopplungsspulen 27 und 27' besitzt,
die in Reihe geschaltet und zwischen den zugehörigen Anodenspulen 28', 30' und der
Empfängerspule34' angeordnet sind.
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Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn die beiden Anodenspulen 28'
und 30' ebenso wie die Spulen 27 und 27' beiderseits der Empfängerspule 34' und
des Empfängers symmetrisch angeordnet sind, wie in gestrichelten Linien dargestellt,
und wenn ein Ausgleichzustand in den Gitterkreisen und in den Vakuumröhren I0' und
I2' vorhanden ist, wobei die Röhren gleiche Verstärkungsfaktoren besitzen, die entsprechenden
Trägerstromflüsse in den genannten Seitenzweigen I4" und I6" Felder und Ci' erzeugen
werden, die in jedem Augenblick dem Sinne und der Richtung nach entgegengesetzt
sind. Dadurch, daß diese Felder mit Spulen 27 und 27' verkettet sind, entstehen
in den genannten Spulen Stromflüsse, die in dem durch die Pfeile C0 und C0 angegebenen
Sinne entgegengesetzt gerichtet sind und ihrerseits in der Empfängerspule 34' Felder
Q-r und Q-r' erzeugen, die in jedem Augenblick dem Sinne und der Richtung nach einander
- entgegengesetzt sind.
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Wegen des angenommenen Ausgleichzustandes und der symmetrischen Anordnung
der genannten Spulen werden also die in der Empfängerspule induzierten EMK der Anodenspulen
und Kopplungsspulen einander gleich und entgegengesetzt sein, was zur Folge hat,
daß in der Empfängerspule keine Träger-EMK
induziert werden. In
gleicher Weise und unter diesen Bedingungen, wenn das Modulierpotential angelegt
wird, werden in der Empfängerspule 34' keine Seitenbandfrequenzen-EMK vorhanden
sein, weil für aufeinanderfolgende Kommutierungsperioden die in den Kopplungsspulen
27 und 27' induzierten Seitenbandfrequenzen in der Empfängerspule gleiche und entgegengesetzte
Wirkungen ausüben werden.
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Da es erwünscht ist, die Seitenbandfrequenzen während aufeinanderfolgender
halber Kommutierungsperioden in der Empfängerspule zu übertragen, so ist es klar,
daß die Spulen 27 und 27' gegenüber der Empfängerspule unterschiedlich verschoben
werden müssen, wie durch die in voll ausgezogenen Linien dargestellte Stellung der
Empfängerspule (s. Fig. Io) gegenüber den genannten Kopplungsspulen gezeigt.
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In dieser Stellung wird eine resultierende EMK von in der Empfängerspule
induzierten Seitenbandfrequenzen entstehen, die dem Unterschied zwischen den einzelnen
in der Empfängerspule induzierten Seitenbandfrequenzen-EMK entsprechen wird. Die
Polarität solcher resultierender EMK hängt davon ab, welche von den beiden Spulen
27, 27' in der Empfängerspule die vorherrschende Wirkung gegenüber der anderen ausüben
wird. Um die gegenseitige Kopplungsbeziehung zwischen den Anodenspulen 28', 30'
so eng wie praktisch möglich aufrechtzuerhalten, sind die genannten Anodenspulen
und die zugehörigen Kopplungsspulen 27, 27' eng aneinander angeordnet, und um die
gewünschte unterschiedliche Wirkung auszuüben, also die unterschiedliche resultierende
EMK zu verhalten, wird die Empfängerspule 34' gegenüber den Kopplungsspulen 27 und
27' um einen genügenden Betrag verschoben. Hierdurch wird in das Empfängersystem
eine Differentialträgerwelle induziert, jedoch hat die praktische Erfahrung gezeigt,
daß sie hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Beständigkeit der sichtbaren Anzeigen
unschädlich ist.
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Sollte der Verstärkungsfaktor der einen Vakuumröhre beträchtlich
größer sein als der der anderen Röhre oder sollte ein Gitterzuführungsstromkreis
gegenüber der Erde unausgeglichen sein oder irgendein anderer unausgeglichener Zustand
etwa vorhanden sein, wie z. B. im Niederfrequenzoszillatorstromkreis B', so sieht
man, daß es nötig ist, die Kopplung zwischen der einen Anodenspule und der entsprechenden
Spule gegenüber der Kopplung der anderen Anodenspule mit der entsprechenden Kopplungsspule
zu verringern, um in der Empfängerspule gleiche und entgegengesetzte Seitenbandfrequenzwirkungen
zu erhalten.
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Dieses zeigt Fig. 9, worin alle Spulen auf einem gemeinsamen Träger
angebracht und die Spulen 27' und 30' in einem größeren Abstand voneinander als
die Spulen 28' und 27 angeordnet sind, um den gewünschten Ausgleich zu erhalten,
wobei angenommen wird, daß die größere gewünschte Energieübertragung vom Anodenkreis
r6' (Fig. Io) ausgehen soll. Die Größe des Abstandes hängt natürlich vom Grad der
Differenz zwischen deren gegenseitigen Energieübertragungen ab.
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Der Antennenkreis A' ist mit den Kopplungsspulen 27 und 27' parallel
geschaltet. Der in Fig. II gezeigte, dem Antennenkreis A 'elektrisch gleichwertige
elektrische Stromkreise A" ist bekannt, und infolgedessen erübrigt sich eine ausführliche
Beschreibung desselben. Da der Antennenkreis einen hohen kapazitiven Charakter mit
einem entsprechend hohen Wert für den Wellenwiderstand besitzt und da der Wellenwiderstand
irgendeiner der beiden Kopplungsspulen 27 und 27' außerordentlich niedrig ist, so
ist es leicht ersichtlich, daß die scheinbaren engen Kopplungswirkungen zwischen
den Anodenspulen 28' und 30' und den Kopplungsspulen 27' und 27 durch die äußerst
lose Kopplung zwischen dem eigentlichen Antennenkreis A' und den genannten Kopplungsspulen
z7 und 27' ausgeglichen sind.
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Eine kombinierte Frequenzbereich- und Frequenzanzeigevorrichtung
86 (Fig. 8) ist mit der Empfangsvorrichtung D', den Mischtransformatoren 26a, 269
und 26¢ und der Rahmenvorrichtung C' durch eine mit Fern antrieb versehene Vorrichtung
88 arbeitsmäßig verbunden, um die in Kilohertz angegebene Frequenz und ebenso den
Frequenzbereich sichtbar anzuzeigen, auf welchen der Empfängermischtransformator
und die Rahmenspulen eingestellt werden können. Das gleichzeitige Arbeiten des Zifferblattes
gc sowie der ausgerichteten Antenne und der Abstimmkondensatoren 92 für den Peilrahmen
und 94 für den Empfänger, die in den Modulator- und Empfängerstromkreisen C' bzw.
D' angeordnet sind, wird mittels einer Drehkurbel 96 erhalten. Diese Kurbel ist
in der Steuervorrichtung 88 angeordnet und mit dem ge nannten Zifferblatt und den
genannten Kondensatoren durch Steuerwellen 98, IOO und IOX verbunden, während die
gleichzeitige Schaltung der Spulen der ausgerichteten Antenne, der (nicht dargestellten)
Empfängerspulen und der Mischtransformatorspulen durch den Steuerhebel IO4 erhalten
wird, der ebenfalls in der Steuervorrichtung angeordnet und mit den genannten Spulen
durch geeignete Wellenverbindungen Io5, Io6, Io8 und IIO verbunden ist. Der Hebel
104 ist ebenfalls mit dem Reichweitenanzeiger 112 durch Wellen 105, Io6 und 114
verbunden.