DE977786C - Verfahren und Einrichtung fuer Unterwassertelefonie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung für die Unterwassertelefonie unter Verwendung von in das Wasser eingetauchten Elektroden, die an den Verstärker des Empfängers und/ oder an den Ausgang des Senders über einen Transformator angeschlossen sind, dessen Übersetzungsverhältnis entsprechend dem spezifischen Widerstand des Wassers eingestellt ist.

Derartige Einrichtungen für die Untenvassertelcfonie sind bekannt. Bei diesen Einrichtungen werden bei einem Sender die verstärkten Leistungsinipulse zu den Elektroden durch einen die Impedanz einstellenden Transformator zugeführt. Die ausgesendeten Impulse, die in den bekannten Vorrichtungen verwendet werden, haben beispielsweise Rechteckforni.

Aus der Funktechnik ist es ferner bekannt, eine Nachricht einer dreieck form igen Hilfsspannungaufzumodulieren und dann mit dieser Spannung einen Sender zu modulieren. Hierbei wird die dreieckförmige Hilfsspannung jedoch nur innerhalb des Senders verwendet. Ferner ist eine Amplituden-'oder Frequenz-Modulation bekannt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachrichtenübertragung unter Wasser zu verbesscm, indem eine bessere Ausbreitung der in dem Wasser gesendeten Nachrichten und eine größere Reichweite erzielt wird. Erfindungsgemäß sind die ausgesandten Impulse im wesentlichen dreieckförmig und werden sowohl hinsichtlich ihrer Amplitude als auch ihrer jeweiligen Länge moduliert.

Bei der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemiißen Verfahrens ist zur Erzeugung der Sendeimpulse eine Senderöhre, beispielsweise eine Triode, mit hohem Durchgriff vorgesehen, deren Steuergitter zugleich eine dreieckförmige Hilfs-

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spannung mit hoher Frequenz und eine Tonfrequenzspannung aus dem Niederfrequenzverstärker des Senders zugeführt werden. Im Gitterkathodenkreis der Senderöhre ist ein Kondensator angeordnet, dessen Ladung und Entladung durch eine hierfür besonders vorgesehene Gleichspannungsquelle über Widerstände und ein Gasentladungsrohr erfolgt. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die als Senderöhre dienende Triode stark übersteuert.

In einer weiteren Ausführungsform werden der Ladewiderstand und der Entladewiderstand des Kondensators durch Pentoden gebildet, deren Steuergitter mit ihren Kathoden verbunden und 1.5 deren Schirmgitterspannungen so eingestellt werden, daß die Lade- und Entladezeit des Kondensators gleich groß sind. In der Zuleitung zu dem Steuergitter der Senderöhre sind ein Widerstand und ein zu diesem parallelgeschalteter Kondensator ao vorgesehen. Dieser Widerstand ist bezüglich des Lade- und Entladewiderstandes groß.

In dem Empfänger wird zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine normale Audionschaltung verwendet, bei welcher as vor dem Gitter der Audionröhre eine Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand liegt, und die Zeitkonstante dieses Gliedes der Grundfrequenz der dreieckförmigen Hilfsspannung angepaßt ist. Ferner ist vorzugsweise ein Beschneiden der Lautstärkespitzen im Empfänger vorgesehen.

Das verwendete Gerät, das zugleich die Vorrichtungen zum Senden und Empfang umfaßt, enthält ein sprachgesteuertes Relais, das selbsttätig die Umschaltung von Empfang auf Senden vornimmt.

Die von dem Sender gegebenen Signale können daher zum Zwecke der Ortung oder Entfernungsmessung von einem unmittelbar nach der Aussendung der Signale an den Übertragungselementen in Betrieb genommenen Empfänger in ihrer Reflektion aufgenommen werden.

Die Einrichtung wird an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. ι bringt den prinzipiellen Aufbau des Senders und des Empfängers;

Fig. 2 zeigt die Schaltung des Senderteiles.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist das an den Sender angeschlossene Mikrophon 1 an einen Niederfrequenzverstärker 2 angeschlossen. Die verstärkte tonfrequente Wechselspannung wird einer Impulsstufe 3 zugeführt, in welcher die Sendeimpulse erzeugt und moduliert werden. Am Ausgang dieser Stufe ist der Übertrager 4 angeschlossen, dessen Sekundärseite an ihren offenen Enden die Übertragungselemente 5 α und 5 & aufweist. Diese Übertragungselemente befinden sich im Wasser. Entsprechende Übertragungselemente 5 c und 5 d gleicher Ausführung sind beim Empfänger vorgesehen. Sie entnehmen die von dem Sender ausgestrahlte Energie dem Wasser und führen sie beispielsweise ebenfalls über einen Übertrager 6 und einen Verstärker 7 einem Gerät 8 zu, in welchem die elektrischen Schwingungen optisch oder akustisch erfaßbar gemacht werden.

In Fig. 2 ist die Impulsstufe 3 näher dargestellt. In ihr befindet sich als Senderöhre 9 eine Triode mit hohem Durchgriff, die auch durch eine Pentode oder Gasentladungsröhre ersetzt sein kann. Dem Steuergitter der Triode 9 werden sowohl die von dem Niederfrequenzverstärker kommende Tonfrequenz als auch eine dreieckförmige Hilfsspannung mit hoher Frequenz zugeführt. Der Niederfrequenzverstärker 2 ist an die Klemmen 10 und 11 eines Eingangsübertragers angeschlossen. Zur Erzeugung der dreieckförmigen Hilfsspannung wird die Aufladung bzw. die Entladung eines Kondensators 12 ausgenutzt, der durch eine Gleichspannungsquelle über die Klemmen 13, 14 und den Ladewiderstand 15 gespeist wird. Die Entladung erfolgt über eine Gasentladungsröhre 16 und den Entladewiderstand

17. Diese Gasentladungsröhre liegt in Reihe mit dem Entladewiderstand 17 zwischen der Kathodenzuleitung der Triode 9 und der Kathodenklemme 11. Parallel zur Gasentladungsröhre 16 und dem Entladewiderstand 17 liegt der Kondensator 12, wobei an den Verbindungspunkt des von der Gasentladungsröhre abgekehrten Endes des Entladewiderstandes 17 und des Kondensators 12 zugleich die positive Klemme 14 der Spannungsquelle, die zur Ladung des Kondensators dient, angeschlossen ist. Von der mit der Kathodenzuleitungsklemme 11 verbundenen Seite des Kondensators 12 führt der Ladewiderstand zu der Klemme 13, die mit der negativen Seite der Kondensatorladungsstromquelle verbunden wird. Das Steuergitter der Gasentladungsröhre ist über eine Widerstandsanordnung

18, 19 zwischen der Kathode der Triode 9 und dem negativen Pol der Spannungsquelle angeschlossen. An Stelle der Widerstände 15 und 17 können Pentöden eingesetzt werden, damit ein konstanter Ladebzw. Entladestrom des Kondensators 12 erzielt wird. Die Steuergitter der Pentoden werden mit ihren Kathoden verbunden und die Schirmgitterspannungen so eingestellt, daß die Lade- und Entladezeit des Kondensators 12 gleich groß werden. Die Schaltelemente 12 und 15 bis 19 sind so bemessen und aufeinander abgestimmt, daß eine dreieckförmige Ausgangsspannung zur Verfugung steht. Diese Spannung wird dem Gitter der Triode 9 über einen Widerstand 20 zugeleitet. Dieser Widerstand soll verhindern, daß durch den Gitterstrom der Triode die Lade- bzw. Entladezeit des Kondensators 12 beeinflußt wird. Er ist so bemessen, daß er in bezug auf die Widerstände 15 und 17 groß ist. Die dreieckförmige Hilfsspannung ist sehr obcrwellenreich. Um Formverzerrungen vorzubeugen, ist dem Widerstand 20 vor dem Gitter der Triode 9 ein Kondensator 21 parallel geschaltet.

Im Anodenkreis der Triode 9 ist die Spannungsquelle 22 angeordnet, die die Sendeenergie liefert. Der Hauptanteil der zugeführten Anodenspannung fällt bei fließendem Anodenstrom an dem Atißcnwiderstand 23 ab, so daß die Anodenverhistleistung gegenüber der abgegebenen Ausgangsleistung klein ist. Wenn die Triode 9 gesperrt ist, ist die Anoden-

Verlustleistung Null. Es wird also in der den Sender steuernden Anlage außerordentlich wenig Energie verbraucht.

Die Triode wird von der an das Steuergitter gelegten Spannung stark übersteuert. Der Anodenstrom ist durch den Sättigungswert der Triode begrenzt bei gleichzeitigem Gitterstromeinsatz. Durch die von dem Niederfrequenzverstärker 2 ebenfalls dem Gitter der Triode zugeführte Wechselspannung

ίο wird der Zeitablauf der durch die dreieckige Impulsspannung gegebenen Perioden in dem Sinne verändert, daß während der positiven Halbwelle der Betriebszustand des Senderelais, bei dem kein Anodenstrom fließt, kurzer und der Betriebszustand, bei welchem der Anodenstrom fließt, entsprechend ausgedehnt wird. Während der negativen Halbwelle der Steuerspannung nimmt zwangläufig der Betriebszustand, bei dem kein Anodenstrom fließt, einen größeren Teil der Periode ein.

ao Der Verstärker 7 des Empfängers wird zweckmäßig mehrstufig ausgeführt, und die erste Stufe arbeitet ohne besonders große Gittervorspannung. Vor das Gitter dieser Stufe wird eine Kombination aus einem Kondensator und einem Widerstand in

as Parallelschaltung gelegt, wie es bei Audiou-Empfängern bekannt ist. Die Bemessung des Widerstandes und des Kondensators richtet sich gegebenenfalls nach der Grundfrequenz der in der Impulssendestufe 3 erzeugten dreieckförmigen Sendehilfsspannung. Die Ausgangsleistung des Verstärkers 7 wird einem Empfangsgerät, beispielsweise einem Kopfhörer oder Lautsprecher, zugeführt.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Verfahren für die

   unter Verwendung

   tauchten Elektroden, die an den Verstärker des Empfängers und/oder an den Ausgang des Senders über einen Transformator angeschlossen sind, dessen Übersetzungsverhältnis entsprechend dem spezifischen Widerstand des Wassers eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesandten Impulse im wesentlichen drcieckförmig sind und sowohl hinsichtlich ihrer Amplitude als auch ihrer jeweiligen Länge moduliert werden.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Sendeimpulse eine Senderöhre (9), beispielsweise eine Triode, mit hohem Durchgriff vorgesehen ist, deren Steuergitter zugleich eine dreieckförmige Hilfsspan-

   Unterwassertel cf on ie von in das Wasser eingenung mit hoher Frequenz und eine Tonfrequenzspannung aus dem Niederfrequenzverstärker (2) des Senders zugeführt werden, wubei ein Kondensator (12) im Gitterkathodenkreis der Senderöhre (9) angeordnet ist, dessen Ladung und Entladung durch eine hierfür besonders vorgesehene Gleichspannungsquelle über Widerstände (15 bzw. 17) und ein Gasentladungsrohr (16) erfolgt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Senderöhre dienende Triode stark übersteuert ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladewiderstand (15) und der Entladewiderstand (17) des Kondensators (12) durch Pentoden gebildet werden, deren Steuergitter mit ihren Kathoden verbunden und deren Schirmgitterspannungen so eingestellt werden, daß die Lade- und Eutladezeit des Kondensators gleich groß sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (10) zu dem Steuergitter des Scnderelais (9) ein Widerstand (20) und ein zu diesem parallel geschalteter Kondensator (21) vorgesehen sind, wobei der Widerstand (20) bezüglich des Lade- und Entladewiderstandes groß ist.
6. 6. Empfänger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine normale. Audionschaltung verwendet ist, wobei vor dem Gitter der Audionröhre eine Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand liegt und die Zcitkonstante dieses Gliedes der Grundfrequenz der dreieckförmigen Hilfsspannung angepaßt ist.
7. 7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dynamik-Kompression bzw. ein Beschneiden der Lautstärkespitzen vorgesehen ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein sprachgesteuertes Relais, welches selbsttätig die Umschaltung von Empfang auf Senden vornimmt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 82 509, 273 169, 2S4643, 300792, 303202, 308522, 334691; USA.-Patcntschriften Nr. 2061734, 2389432;

   J. J. F a h i e χ A History of Wireless Telegraphic«, Edinburgh und London, 1899, S.114 und 115;

   F. Braun »Drahtlose Telegraphic durch Wasser und Luft«, Leipzig, 1901, S. 21 bis 23.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 613-10 3.70