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Radioempfänger mit Antennenabstimmung Zur Vereinfachung der Bedienung
ist man in der Rundfunktechnik neuerdings dazu übergegangen, mit sogenannten aperiodischen
Antennen zu arbeiten, d. h. man verzichtet auf die Abstimmung -des Antennenkreises
selbst, gibt diesem eine feste Eigenwelle wenig außerhalb des zu empfangenden Frequenzbereichs
und koppelt ihn induktiv mit dem ersten Empfangskreis, der auf die zu empfangende
Frequenz abgestimmt wird. Naturgemäß bestehen zwei Möglichkeiten, indem man nämlich
die -Eigenwelle der Antenne oberhalb oder unterhalb des zu empfangenden Frequenzbereichs
legt. Im ersten Falle ist der Wirkungsgrad lediglich bei hohen Frequenzen, im zweiten
Falle nur bei niedrigen Frequenzen des Frequenzbereichs gut. Der Grund dafür liegt
in der Frequenzabhängigkeit der Antennenreaktanz und der daraus resultierenden Änderung
der Ankopplung. Wie in den Fig. 1 und a der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist,
wird die Reaktanz einer Antenne, deren Eigenwelle oberhalb des Frequenzbereichs
liegt, für alle niedrigeren Frequenzen kapazitiv und wächst linear mit der Welle
(Fig. 1). Umgekehrt zeigt Fig. a, daß für eine Antenne, deren Eigenwelle unterhalb
des Frequenzbereichs liegt, die Reaktanz induktiv ist und mit zunehmender Frequenz
ansteigt.
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Von großer Bedeutung für die auf den Eingangskreis übertragene Spannung
ist auch die Ankopplung. Für jeden Wert der Antennenreaktanz läßt sich eine optimale
Ankopplung einstellen, die die größte Lautstärke ergibt. Eine festere Ankopplung
als dieses Optimum bedeutet Verringerung der Signallautstärke und der Selektivität;
eine losere Ankopplung bedeutet Verringerung der Signallautstärke und verhältnismäßig
geringe Vergrößerung der Selektivität.
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Für den Rundfunkbereich von 50o bis 1 Soo kHz ergeben sich bei einer
Antenne mit einer Eigenwelle von über 1500 kHz und einer Empfangswelle von etwa
150-o kHz die größten Eingangsspannungen bei einer verhältnismäßig losen Kopplung,
die beim Empfang von längeren Wellen fest und fester gemacht werden muß. Um aber
einer Antenne eine Eigenwelle höher als 1500 kHz geben zu können, muß die
Größe der Serieninduktivität, d. h. die Koppelspule, klein gewählt werden.
Das
begrenzt aber die erreichbare Kopplung auf einen verhältnismäßig kleinen Betrag,
der beim Empfang am anderen Ende des Frequenzbandes, bei 500 kHz, lediglich
einen Bruchteil der optimalen Kopplung beträgt.
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Diese Schwierigkeiten sollen durch die erfindungsgemäße Anordnung
beseitigt werden. Man gibt dazu der Antenne eine Eigenwelle, die nahe an der Frequenz
liegt, auf die der Empfänger abgestimmt ist und höher oder tiefer sein kann, stellt
dann die Kopplung so ein, daß sie dem optimalen Zustand möglichst nahe kommt und
ändert gleichzeitig mit der Änderung der Abstimmung des Empfängers die Antennenwelle
so, daß die ursprünglich eingestellte Kopplung erhalten bleibt. Es wird erfindungsgemäß
nicht, wie es bisher üblich war, die Ankopplung der Antenne, d. h. der räumliche
Abstand der Koppelspule von der Induktivität des ersten Kreises geändert, sondern
dieser Abstand wird konstant gelassen und zur Erreichung des erfindungsgemäßen Zieles
die elektrischen Daten der Antenne geändert. Die Änderung der Antenneneigenwelle
zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Eingangsspannung über dem ganzen Frequenzbereich
ist an sich schon bekannt. Durch Serien- oder Parallelschaltung von Blockkondensatoren
konnte der jeweilig günstigste Wert eingestellt werden. Von diesen Anordnungen unterscheidet
sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß die Antennenwelle kontinuierlich und
zwangsläufig mit der Abstimmung geändert wird. In den Fig.3 und 4 sind beispielsweise
zwei Schaltungsanordnungen gezeigt, in denen die erfindungsgemäße Anordnung verwendet
wird. x und a sind Hochfrequenzverstärkerröhren mit durch die Kondensatoren 3 und
4 abstimmbaren Eingangskreisen, 5 ist das Detektorrohr, dessen Eingangskreis durch
den Kondensator 6 abgestimmt wird. Mit der Spule 8 des Eingangskreises des ersten
Rohres ist eine Spule 9 gekoppelt, die in Serie mit dnem Variometer i o, i i in
der Antenne AG liegt. Die Rotoren der Kondensatoren 3, 4, 6 und die Drehspule des
Variometers io, 1i werden durch ein gemeinsames Gestänge 12 bedient. Durch das eingeschaltete
Variometer wird erreicht, daß die Antennenwelle immer in dem richtigen Verhältnis
zur Empfängerabstimmung steht. Zur näheren Erläuterung diene folgendes Zahlenbeispiel:
Die Antenne sei auf 165o bzw. i ioo bzw. 605 kHz und die Kreise 3, 4 und
6 auf 1500 bzw. iooo bzw. 55o kHz abgestimmt.
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Der gewünschte optimale Kopplungswert bleibt dann aus dem Grund konstant,
däß die Kopplung, die den größten Strom ergibt, sowohl von der Frequenz als auch
von der Antennenreaktanz abhängt; die Wirkung der Veränderung der Frequenz wird
durch die Veränderung der Antennenreaktanz ausgeglichen.
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Die optimale Kopplung ergibt sich aus der Gleichung
wo o - an # Frequenz, M = gegenseitige Induktanz zwischen Antenne und ersten Kreis,
Z,== Antennen reaktanz (- R1 + jXi), R1 - Antennenwiderstand, R2 -Widerstand
des abgestimmten Kreises.
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Diese Gleichung kann folgendermaßen umgeschrieben werden:
Wenn nun - als konstant betrachtet wird, wird die optimale
Kopplung M. konstant sein, wenn das Verhältnis
konstant ist. Unter der Bedingung, daß die Antenne auf eine Frequenz abgestimmt
ist, die etwas von der Signalfrequenz abweicht, wird der Widerstand R1 klein im
Vergleich zur Reaktanz X, sein, und man kann deshalb in guter Annäherung schreiben
Um die optimale oder eine gewünschte weniger optimale Kopplung zu erhalten, braucht
man nur die Antennenreaktanz so einzuregeln, daß konstant ist.
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Bei der Schaltung
gemäß Fig.4 wird die Antenne A, 9, G durch einen Drehkondensator 13 abgestimmt,
der im Nebenschluß zu der Spule 9 liegt und mit den Kondensatoren 3, 4 und 6 durch
das Gestänge 12 gekuppelt ist.
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Naturgemäß stellen das Variometer io, ii -in Fig. 3 und der Drehkondensatär
13 in Fig. 4 nur Ausführungsbeispiele dar, die beliebig kombiniert werden können.