DE441584C - Elektrisches Hochfrequenz-Fernmeldesystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBENAM 5. MÄRZ 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

-JVi 441584 KLASSE 21 a* GRUPPE

(H 104675 VIIII21C1¹)

Dr. Marten Johann Huizinga in Haarlem, Holland.

Elektrisches^Hochfrequenz-Fernmeldesystem. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1925 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in England vom 17. Dezember 1924 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenz-Fernmeldeeinrichtungen, sowohl mit Übertragung der Wellen frei durch den Äther (drahtlose Telegraphie und Telephonie) wie auch mit drahtgeleiteten Wellen (Hochfrequenz-Drahttelegraphie oder sogenannte drahtlose Drahttelegraphie), bei denen keine Trägerwelle in den Pausen zwischen den Zeichen ausgestrahlt wird, d. h. in der Zeit, wo der Hochfrequenzstrom nicht moduliert

wird, wird keine Welle oder doch nur eine schwache ausgestrahlt.

In der britischen Patentschrift 102 503 sind bereits Einrichtungen beschrieben, um die Ausstrahlung unmodulierter Trägerwellen zu verhindern. Ströme gleicher Frequenz und Stärke, aber entgegengesetzter Phase, werden in zwei Primärwicklungen eines Transformators gesandt, derart, daß die in der Sekundärwicklung erzeugten Ströme sich aufheben, daß aber ein Strom auftritt, sobald die Primärströme moduliert werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist · dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzströme in einen Arbeitskreis gesandt werden, der so eingerichtet ist, daß man in ihm zwei Punkte auswählen kann, in denen die Spannung nach Größe und Phase immer gleich ao ist. Insbesondere kann man zwei Punkte auswählen, in denen die Spannung immer Null ist.

Wenn diese beiden Punkte mit einem Sendekreis verbunden werden, der die elekirischen Ströme ausstrahlen kann, wenn z. B. der erste Punkt mit Erde und der andere mit einer Antenne verbunden wird, durchfließen keine Ströme den Sendekreis, und es wird keine elektrische Energie ausgestrahlt werden.

Eine Ausstrahlung wird jedoch möglich, sobald die Frequenz der erzeugten elektrischen Ströme oder die elektrischen Bestimmungsstücke des Ortskreises in bezug zueinander verändert werden. In diesem Falle tritt eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden vorher spannungsgleichen Punkten des Ortskreises auf, so daß in dem Sendekreis elektrische Ströme erregt und elektrische Wellen ausgestrahlt werden. Diese Modulationen des Ortskreises werden in Abhängigkeit von Morsezeichen oder von Schallwellen gesteuert, so daß das Prinzip auf Telegraphic und auf Telephonic angewandt werden kann.

Aus dem vorher Gesagten wird es klar, daß die Sendung durch Modulation der Frequenz des erzeugten Stromes allein oder durch Modulation der ' elektrischen Bestimmungsstücke des Ortskreises ohne Änderung der Frequenz oder durch beide Mittel in solcher Verbindung, daß sie sich gegenseitig verstärken, bewirkt werden kann.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Ausführungsformen erläutert, die nur Ausführungsbeispiele des Prinzips, das in den verschiedensten Weisen; verkörpert werden kann, darstellen.

In Abb. ι sind L₁ und L₂ zwei Induktanzen, die mit den Kondensatoren C₁ und C₂ zu einem geschlossenen Kreis geschaltet sind.

Wenn in diesen Kreis eine Schwingung \'on passender Frequenz eingeleitet oder in ihm erregt wird, lassen sich zwei Punkte A und B finden, in denen die elektrische Spannung immer konstant oder gleich ist.

In der Abb. 1 ist die Spannungskurve des Schwingungskreises durch eine punktierte Linie angedeutet, die durch Auftragen der zu jedem Punkt gehörigen Höchstspannung in horizontaler Richtung von dem betreffenden Punkte aus erhalten worden ist. Wo die Spannung negativ ist, liegt die gestrichelte Linie auf der Innenseite des Kreises; wo die Spannung positiv ist, liegt sie auf der Außenseite.

Wenn ein Sendekreis beispielsweise mit den Punkten A und B verbunden wird, treten in diesem Kreis keine Ströme auf. In einigen Fällen kann man auch zwei Punkte gebrauchen, die oberhalb A und unterhalb B oder umgekehrt liegen und in denen die Spannung gleiche Größe und Phase hat.

Um die geeignete Verbindung mit dem Sendekreis leichter zu bestimmen, kann in diesen eine Kopplungsspule L_B eingeschaltet werden (Abb. 2), die die von einer unrichtigen Wahl des Punktes G herrührende Induktion ausgleicht.

Die Kopplungsspule kann einstellbar gemacht werden, so daß die Kopplung in weiten Grenzen geregelt werden kann. Es gibt mehrere Wege, die elektrischen Bedingungen im Ortskreis so zu verändern, daß Ströme in dem Sendekreis erregt werden. Zu diesem Zwecke kann die Induktanz oder die Kapazität in dem Stromkreis geändert werden. Wenn die Induktanz so geändert wird, daß die Spannungsdifferenzen so groß wie möglich werden, wird die Höchstwirkung erreicht, z. B. wenn die Induktanzen zwischen A und C₁ und zwischen B und C₁ vergrößert werden und die Induktanzen zwischen A und C₂ und zwischen B und C₂ vermindert werden.

Diese Änderungen können derart vorgenommen werden, daß die Abstimmung des Kreises unverändert bleibt. Die Induktanzen können in irgendeiner bekannten Art verändert werden, z. B. können Spulen mit vormagnetisiertem Eisenkern benutzt werden, deren Magnetisierung entsprechend den Morsezeichen oder der Sprachwelle geändert wird. Auch ist es möglich, einen Übertrager oder einen anderen veränderlichen Widerstand einer Spule oder einem Teil derselben parallel zu schalten, wodurch die sogenannte effektive Induktanz geändert werden kann. '." '

Eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 3 dargestellt, in der die Induktanzen ^verändert werden, und bei der

die Ströme von einem Hochffequenzerzeuger durch eine Kopplungsspule in den geschlossenen Kreis eingeführt werden. Der Erzeuger kann eine Hochfrequenzmaschine oder eine Schwingröhre sein.

Die Antenne ist in B, die Erde in A derart angelegt, daß im Regelfalle kein Spannungsunterschied zwischen diesen beiden Punkten vorhanden ist. M₁ und M₂ sind zwei Übertrager, die zu einem »Druck-Zug«-Satz vereinigt sind. Sie können auf den beiden Seiten ein und desselben Diaphragmas angeordnet werden, so daß der Widerstand des einen Kohlenbehälters sich vergrößert, während sich gleichzeitig der Widerstand des anderen Behälters verkleinert. Die Mikrophone sind je einem Spulenabschnitt parallel geschaltet, und wenn Sprachwellen auf sie fallen, wird sich- die effektive Induktanz des einen Abschnittes vergrößern und die Induktanz des anderen verkleinern, so daß in dem Sendekreis, wie oben erläutert, Ströme erregt werden.

Bekanntlich können auch. Dreielektrodenröhren als Übertrager dienen, weil sie einen mit dem Gitterpotential veränderlichen Widerstand haben und das Gitterpotential durch einen Mikrophonkreis beeinflußt werden kann. In diesem Falle ist es -sicherer zu erreichen, daß der geschlossene Kreis immer in seinen Anfangszustand zurückkehrt.

An Stelle der Spuleninduktanz kann die Kapazität der Kondensatoren verändert werden. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise in Abb. 4 erläutert.. Die drei Elektroden einer Röhre sind mit drei Punkten der Spule verbunden, die mit den Kondensatoren C₁ und C₂ einen geschlossenen Kreis bilden. Diese zwei Kondensatoren sind miteinander verbunden und bilden ein »Druck-Zug« - Kondensatormikrophon. Zu diesem Zweck ist ein bewegliches Diaphragma, das im Takt der Sprachwelle schwingt, zwischen zwei starre Platten gesetzt, so daß zu beiden Seiten des beweglichen Diaphragmas Kondensatoren entstehen und die Kapazität des einen sich vermindert oder vergrößert, während die Kapazität des anderen sich im umgekehrten Sinne vergrößert oder verringert. Demgemäß bleibt die Gesamtkapazität in dem geschlossenen Kreis unverändert, und deswegen ändert sich die Frequenz des Kreises nicht, was in einigen Fällen sehr vorteilhaft ist.

Dieses Modulationsverfahren kann mit dem vorherigen verbunden werden. Auch ist es möglich, nur das Gitterpotential der Dreielektrodenröhre in Abb. 3 zu ändern, weil die effektive Induktanz der Spulenabschnitte von dem inneren Widerstand der Röhre abhängt, der sich entsprechend der Modulation des Gitterpotentials ändert. Das Gitterpotential wird in bekannter Weise durch einen mit dem Gitterkreis gekoppelten Mikrophonkreis verändert. Natürlich wird demgemäß die Energie nur während des Besprechens des Mikrophons oder der Handhabung des Morseschlüssels ausgestrahlt, da ja die Strahlung eine Folge dieser Veränderungen ist.

Danach ergibt sich leicht, daß die Anordnung auch für Drahttelegraphie mit Trägerwelle benutzt werden kann.

In Abb. 5 ist eine Anordnung erläutert, mit der man mehrere Punkte mit Nullpotential oder mit gleichem Potential herausgreifen kann. Der Ortskreis wird von einer Spule und einem Kondensator gebildet. In diesen Kreis werden die Hochfrequenzschwingungen eines Ortsgenerators eingeführt. Die Frequenz dieses Generators ist einer der Obertöne der Grundfrequenz des geschlossenen Kreises.

Die Spannung ist graphisch in derselben Weise wie in Abb. 1 mittels einer gestrichelten Linie im Zeitpunkt der höchsten Spannung aufgetragen. A und B sind Nullspannungspunkte, in denen der Sendekreis angelegt ist. Manchmal reicht es aus, zwei Punkte zu wählen, in denen die Spannung nicht dau- go ernd Null oder unveränderlich ist, sondern nur nach Größe und Phase gleich ist. Solche Punkte liegen z. B. oberhalb A und oberhalb B.

Wenn der Sendekreis mit diesen Punkten verbunden wird, wird in ihm kein Strom erregt. Wenn jedoch die Befestigungsstücke des Arbeitskreises moduliert werden, z. B. die Induktanz oder die Kapazität oder beide zusammen, tritt zwischen diesen Punkten ein Spanmmgsunterschied auf,' und es werden Ströme von dem Sendekreis in Form freier Wellen oder in Form von drahtgeleiteten Wellen ausgestrahlt.

Abb. 6 zeigt ein Verfahren, wonach die Hochfrequenzströme mittels einer bekannten Anordnung erzeugt und unmittelbar oder durch induktive Kopplung in einen Ortskreis eingeleitet werden, der mittels des Kondensators C auf das Doppelte der Generatorwellenlänge abgestimmt ist, so daß in den Punkten^ und B die Spannung Null bleibt. In diesen Punkten ist der Sendekreis abgeschlossen, und wenn die Bestimmungsstücke des Kreises geändert werden, wie dies bei den anderen Abbildungen erläutert ist, wird Energie ausgestrahlt.

Wie schon vorher bemerkt, kann die Modulation nicht nur durch Modulation der Bestimmungsstücke des Kreises bei unveränderter Frequenz ausgeführt werden, sondern auch durch Veränderung der er-

zeugten Frequenz bei ungeänderten Induktanzen und Kapazitäten im Arbeitskreis, denn die Änderung der Frequenz bewirkt es, daß die Spannung in den Punkten A und B nicht mehr nach Größe und Phase gleichbleibt.

Es sind verschiedene Verfahren zur Modulation der Frequenz eines Stromerzeugers bekannt. Diese Verfahren haben jedoch

ίο nichts mit der Erfindung zu tun und brauchen hier nicht behandelt zu werden. Auch ist es klar, daß die modulierten Ströme im Sendekreis vor der Ausstrahlung verstärkt werden.

In den Pausen zwischen den Zeichen oder der Sprache kann man mit der Anordnung nach der Erfindung auf der sonst zur Sendung benutzten Antenne empfangen, wenn ein Empfänger mit ihr gekoppelt ist. Damit der Empfänger während der Sendung nicht zuviel Energie verzehrt, kann in die Zuleitung zum Empfänger ein Strombegrenzer eingeschaltet werden.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem, bei dem in den Modulationspausen die untnodulierte Trägerwelle nicht ausgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzkreis mit zwei Punkten eines Arbeitskreises verbunden ist, die in den Modulationspausen gleiches Potential besitzen, und daß bei der Modulation die Bestimmungsstücke des Arbeitskreises oder die erzeugte Frequenz oder beide Teile so beeinflußt werden, daß die beiden Punkte des Arbeitskreises eine Spannungsdifferenz erhalten.
2. 2. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskreis eine oder mehrere Spulen und zwei oder mehr Kondensatoren in Reihe enthält.
3. 3. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisefrequenz eine höhere Harmonische der Grundfrequenz des Arbeitskreises ist.
4. 4. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbstinduktion in einem oder mehreren Zweigen des Arbeitskreises beeinflußt wird.
5. 5. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität in einem oder mehreren Zweigen des Arbeitskreises beeinflußt wird.
6. 6. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand in einem oder mehreren Zweigen des Arbeitskreises beeinflußt wird.
7. 7. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des in den Arbeitskreis eingeleiteten, in ihm induzierten oder erzeugten Stromes beeinflußt wird.
8. 8. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Modulationsmittel gleichzeitig angewandt werden.
9. 9. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verstärkung der modulierten Ströme vor der Ausstrahlung.
10. 10. Elektrisches Hochfreqenz - Fernmeldesystem nach Anspruch t bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Pausen die Sende-Antenne zum Empfang benutzt wird.
11. 11. Elektrisches Hochfrequenz - Fernmeldesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine eventuelle ungleiche kapazitive Kopplung zwischen den Spulenhälften und dem nach dem Spannungsknoten führenden Verbindungsdraht durch eine geringe induktive Kopplung ausgeglichen wird.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.