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Einrichtung zum drahtlosen Gleichwellensenden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur möglichst gleichmässigen Verbreitung von Rundfunknachrichten über ein zu versorgendes Gebiet mehrere Rundfunkstellen, die alle auf der gleichen Welle gleichzeitig arbeiten, über das gesamte Versorgungsgebiet verteilt aufzustellen. Es kann sieh beispiels weise dabei um einen in einer zentralen Grossstadt angeordneten Hauptsender handeln, mit dem gleichzeitig zur Verbreitung ein und desselben Rundfunkprogrammes eine Reihe weiterer Sender in benachbarten kleineren Städten auf der gleichen Welle arbeiten.
Eine derartige Einrichtung hat auf der einen Seite bekanntlich den Vorteil, dass dem Mangel an verfügbaren Wellenlängen für den Rundfunk, der es verbietet, den einzelnen Sendestationen je eine getrennte Welle zuzuweisen, abgeholfen wird, während auf der anderen Seite gleichzeitig dadurch möglichst allen Rundfunkteilnehmern ein gleich guter Empfang unter Verwendung einfacher Empfangsapparate gesichert wird.
Bei einem derartigen Gleichwellenrundfunk treten nun eine Reihe von Problemen auf, deren Lösung für die praktische Durchführung mehr oder weniger von ausschlaggebender Bedeutung ist. Ein bekanntes Beispiel ist das Auftreten von Interferenzstellen innerhalb des Gebietes zwischen zwei oder mehreren Gleichwellenstationen. Dies ist in der beigefügten Fig. 1 noch näher veranschaulicht. In dieser sind beispielsweise zwei Gleichwellensender. A und B angenommen. Wie die Betrachtung ergibt, liegen in diesem Falle die Punkte stärkeren oder schwächeren Interferenzempfanges auf einer Schar von Hyperbeln, wie in der Fig. 1 in ungefährem Verlauf angedeutet. Als das am meisten gestört gefährdete Gebiet ist dabei insbesondere das in der Mitte zwischen zwei Stationen liegende Gebiet in der Abbildung schraffiert dargestellt zu betrachten.
Dabei ist vorausgesetzt, dass die Sendestärke der beiden Gleichwellenstationen A und B gleich oder nahezu gleich ist. Durch diese Interferenzerscheinung wird zunächst die Empfangslautstärke störend beeinflusst.
Ist die Energie einer Sendestelle wesentlich stärker als diejenige der anderen, so verschiebt sich das fraglich hauptsächliche Störungsgebiet nach der Richtung der schwächeren Station hin.
Es sind nun bereits Mittel angegeben worden, die im vorstehenden erwähnten Interferenzstörungen praktisch unschädlich zu machen, was beispielsweise durch eine periodische im Takte über Hörbarkeitsgrenze erfolgende künstliche Veränderung der Phase einer oder mehrerer Gleichwellensender geschehen kann, wodurch die in der Fig. 1 gezeichneten Interferenzlinien in dem fraglichen Gebiet dauernd hin und her wandern und so in allen Empfangsstellen eine gleichmässige Aufnahme der Empfangsenergie bewirken.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Unschädlichmachung einer weiteren, bei derartigen
Gleichwellensystemen auftretenden störenden Erscheinung, die nicht in der Schwächung der empfangenen Energie, sondern die in einer oft bis zur Unkenntlichkeit auftretenden Beeinträchtigung der Verständlichkeit bzw. Empfangsgüte besteht, u. zw. dadurch, dass die niederfrequente Modulation interferiert.
Betrachtet man nämlich nicht die eigentlichen Hochfrequenzschwingungen, wie im oben erwähnten Beispiele für den Fall auftretender Interferenzen, sondern betrachtet man die übertragene Niederfrequenz, d. h. die eigentlichen Ton-oder Sprachschwingungen, so kann man zur Vereinfachung der folgenden Betrachtungen
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jedoch mit dem Unterschied, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit nicht gleich ist der Schallgeschwindigkeit, sondern gleich der elektrischen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Hochfrequenzsehwingungen
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(3xlOS rn/see), die ja als Träger ffir die eigentliche Niederfrequenz dienen.
Hierin beruht bekanntlich das Wesen der drahtlosen Telephonie, indem die Niederfrequenz durch die hochfrequente Trägersehwingung vom Sende-nach dem Empfangsort gesandt wird, wozu als Hilfsmittel am Sender die Modulation und am Empfänger eine entsprechende Demodulation notwendig ist.
Es hat sich nun gezeigt, dass in viel höherem Masse Verzerrungen von Sprache und Musik auftreten, als sie durch die in Fig. 1 dargestellte hochfrequente Interferenzerscheinung erklärbar wären.
Dies hat nun gemäss der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis seinen Grund darin, dass die Niederfrequenzschwingungen am Empfangsort nicht gleichzeitig, sondern mit zu grosser Zeitverschiebung ankommen, ähnlich wie dies in einem akustisch sehr schlechten Raum der Fall sein
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Grund darin haben, dass der Aufnahmeraum meistenteils in der Nähe eines fraglichen Gleichwellensenders gelegen ist und mit diesem Sender über eine sehr kurze und entsprechend mit den übrigen Sendern über verhältnismässig sehr lange Niederfrequenzübertragungsleitungen (Kabel) verbunden ist.
Ein einfaches Beispiel möge dies klarmachen. Sind die Stationen A und B 100 km am, einander, so kommt bei gleichzeitigem Geben auch der Modulation bei beiden Sendern in der Mitte zwischen beiden die Modulationswelle gleichzeitig, in der Nähe eines der beiden Sender aber mit einer Zeitverschiebung an, die bis zu 100 km Ausbreitungszeit betragen kann. Dies bedeutet, dass in letzterem Falle für die Niederfrequenz auch Interferenz auftreten kann, wenn die Schwingungszahl entsprechend hoch ist, im besagten Beispiel von 1500 Perioden an aufwärts ist die Ausbreitung von einem Sender zozo Sek. später da, als vom anderen. Dies ergibt also eine Halbperiode mehr.
In unmittelbarer Nähe des einen Senders wird der Empfang vom entfernten Sender so schwach sein, dass dies nicht stört. Aber für die Fälle, in denen der Empfangsort zwar einem Sender näher als dem anderen, aber doch verhältnismässig nicht zu sehr verschieden weit von beiden Sendern weg liegt, kann das schon stark stören, ganz besonders wenn nun noch hinzukommt, dass die Sender nicht gleichzeitig, sondern mit einer gewissen in Betracht kommenden Zeitversehiebung moduliert werden.
In Fig. 1 ist beispielsweise der Aufnahmeraum mit C bezeichnet, von dem aus eine kurze Kabelleitung b nach dem in nächster Nähe liegenden Gleichwellensender B und eine verhältnismässig lange Leitung a nach dem entfernt liegenden Gleichwellensender A führt. Für eine Empfangsstelle E ergibt
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der gleichen von der Station B ausgesandten Niederfrequenzschwingung, abgesehen von der Differenz der Entfernung von E zu A und B, noch um einen Zeitbetrag später anlangt, der gleich ist der Zeit, die die Niederfrequenz zur Fortpflanzung auf der längeren Kabelstrecke a gegenüber der kürzeren Kabelstrecke b benötigt.
DieseFortpflanzungszeit ist nun unter Zugrundelegung der für die Praxis in Frage kommenden Entfernungen (Annahme zirka 90 km) für die in Frage kommenden Tonsprachniederfrequenzen (von 1500 pro Sekunde an aufwärts) gleich oder grösser als eine Wiederfrequenz-Halbperiodee so dass es beispielsweise im extremen Falle vorkommen kann, dass ein bestimmter Niederfrequenzton an der Empfangsstelle E von beiden Stationen A und B mit einer solchen Zeitverschiebung ankommt, dass er sich vollkommen aufhebt, wodurch die Sprache oder Musik entstellt werden kann. Liegt hingegen beispielsweise der Aufnahmeraum 0 in genau gleichem Abstand von beiden Sendestellen A und B, so findet eine derartige Zeitversehiebung bei B nicht statt.
Der Empfangsort E erhält in diesem Falle vielmehr einen beinahe gleichzeitig modulierten Empfang. Praktisch schadet eine nur geringe Zeitverschiebung nichts, sie kann vielmehr unter Umständen die angenehme Eigenschaft des sogenannten Nachhalts, der bei den meisten für Rundfunkstationen dienenden Aufnahmeräumen verloren geht, künstlich im Empfänger hervorrufen.
Von einem gewissen Betrage der Zeitverschiebung an jedoch beginnt die Sprache oder Musik undeutlich zu werden bzw. vollkommen verzerrt und entstellt einzutreffen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es nun, den im vorstehenden geschilderten Nachteil zu beheben. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass Mittel, insbesondere in der Form der Einschaltung künstlicher Leitungen in die Niederfrequenzübertragungsleitungen (a und b nach Fig. 1) vorgesehen werden, durch die ein gleichzeitig modulierter oder nahezu gleichzeitig modulierter Empfang an denen der Störung am meisten ausgesetzten Stellen (schraffiertes Gebiet nach Fig. 1) gewährleistet wird. Bei der Anordnung gemäss Fig. 1 wird dies beispielsweise erfindungsgemäss dadurch geschehen, . dass in die kürzere Ubertragungsleitung b eine künstliche Leitung in Form eines bekannten Ketten- gebildes eingeschaltet wird, so wird dies noch im näheren durch die Fig. 2 veranschaulicht.
Bei dieser ist angenommen, dass die Sendestelle A einer kleineren Stadt vom Aufnahmeraum C, der sich beispielsweise innerhalb einer Grossstadt befindet, 100 & m entfernt liegt, während die Grossstadtsendestelle B vom Aufnahmeraum nur einen Abstand von 10 & ) ? besitzen soll. E ist wiederum eine zwischen beiden ,, Stationen iL und B liegende Empfangsstelle, in dem Gebiet, das vorzugsweise den erwähnten Störungen ausgesetzt ist, d. h. ein Gebiet, innerhalb diesen ein merklicher Empfang von beiden Stationen A und B gleichzeitig stattfindet. Nimmt man nun an, dass die Stationen A und B gleiche Stärke besitzen und B
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Leitung von 90 km, d. h. dem Unterschied der Entfernung von a zu b entspricht.
Besitzen die beiden Sendestellen A und B verschiedene Sendestärke, so rückt das hauptsächliche Störgebiet, wie bereits erwähnt, nach der Gegend der schwächeren Station hin. Es kann einem weiteren Teil der Erfindung gemäss in diesem Falle bei der Bemessung der künstlichen Leitung 1 auch der Unterschied der Entfernungen A'und B'der Empfangsstelle E von den beiden Gleichwellensendern A und B berücksichtigt werden, d. h. es kann in solchem Falle die Anordnung auch so getroffen werden, dass die elektrische Entfernung des Aufnahmeraumes C von der Empfangsstelle E nach beiden Übertragungsrichtungen, d. h. sowohl über die Sendestelle A als auch über die Sendestelle B gleich oder ungefähr gleich ist.
Bei dem in Fig. 2 gegebenen Beispiel ist eine Empfangsgegend für E betrachtet, die zwischen beiden Sendern ungefähr in der Mitte liegt. Es kann aber auch Fälle geben, bei denen die Lage des haupt- sächlich vor Störungen zu schützenden Gebietes anderswo liegt. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der überaus grösste Teil der Empfangsstelle. n nicht auf das Zwisehengebiet zwischen beiden Stationen A und B gleichmässig verteilt ist, sondern wenn sich die grosse Zahl der Empfangsstellen um die beiden Stationen A und B herum konzentriert und besonders wenn die Sender verschieden stark sind. Zur Erläuterung dieses Falles dient die Fig. 3.
Hiebei ist angenommen, dass A einen zentralen, in einer Grossstadt befindlichen Sender darstellt, mit dem gleichzeitig weitere Sender B, D, E, F als Nebensender zum Unterschied gegen die bisher bekannten, mit verschiedenen Wellen betriebenen Zwischensender bezeichnet, in umliegenden Kleinstädten, u. zw. vorzugsweise mit kleinerer Energie betrieben werden.
Die zum weitaus grössten Teil mit Empfangsstellen besetzten Gebiete werden dabei die einzelnen Stadtgebiete (in der Fig. 3 schraffiert dargestellt) sein, während die zwischenliegenden Gebiete in den meisten Fällen weniger Empfangsanlagen aufweisen werden. In diesem Falle können dann die hauptsächlich gestörten Stellen an der Peripherie p des Grossstadtversorgungsgebietes sieh befinden, falls hier noch ein für eine Störung der erwähnten Art ausreichender merklicher Empfang von den kleineren Sendern vorhanden ist.
In diesem Falle wird man daher erfindungsgemäss die Zeitverschiebung der Modulation des Hauptsenders 4 (Einschaltung eines künstlichen Kabels zwischen C und A) so einregulieren, dass an der Peripherie p des Grossstadtempfangsgebietes ein störungsfreier, d. h. gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig modulierter Empfang von dem Sender A und dem Sender B bzw. D und E stattfindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum drahtlosen Gleichwellensenden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitverschiebung der Modulation durch Einschalten geeigneter Mittel in die Übertragungsleitungen zu den einzelnen Sendern hergestellt wird.