Empfangsanordnung mit Rahmenantennen. Die Rahmenantenne zeichnet sich gegen über andern Antennentypen besonders durch ihre hohe Störfreiheit aus; nimmt. doch bei der Rahmenantenne das Verhältnis Nutz-/Störspannung, welches Verhältnis für die Güte einer Radioempfangseinrichtung ausschlaggebend ist, Werte an, welche von keiner der einfacheren Antennentypen auch nur angenähert erreicht werden. Dies rührt daher, dass die den Rundfunkempfang stören den Geräte der Schwach- und Starkstrom einrichtungen nahezu kein magnetisches Störfeld ausstrahlen, während ihre hohen elektrischen Störspannungen von der Rah menantenne nicht aufgenommen werden.
Wenn trotz dieser unbestreitbaren Vor teile gerade hinsichtlich der sehr lästigen Empfangsstörungen die Anwendung von Rahmenantennen auf einige Sonderfälle be schränkt blieb, so ist dies hauptsächlich fol genden Umständen zuzuschreiben: Erstens ihrer geringen elektrischen Höhe und daraus resultierend einer sehr geringen Nutzspan nung, und ferner der Notwendigkeit, den Empfangsrahmen zu bedienen, das heisst ihn in die Einfallsrichtung .des. zu empfangenden Senders zu .drehen.
Da die Rahmenantenne, ähnlich den üblichen Antennentypen im Freien auf gestellt werden muss, um möglichst viel Nutzspannung zu erhalten, kann das Drehen des Rahmens nur mittels elektrischer oder mechanischer Fernsteuereinrichtungen er folgen.
Man hat daher schon mehrfach vor geschlagen, greuzrahmenanordnungen zu verwenden, bei welchen die von .den einzelnen Rahmen empfangenen Spannungen derart über eine phasenverschiebende Impedanz auf ,die Empfangseinrichtung zur Einwirkung gebracht werden, dass dadurch .ein ungerich- teter Empfang ermöglicht wird. Allerdings wird hierbei der nicht unbeträchtliche Vor teil der Richtwirkung des Rahmens preis gegeben.
Zudem treten immer noch gewisse Bedienungsnachteile .dadurch auf, dass man gezwungen ist, im. Rahmenkreis bezw. in dem mit diesem gekoppelten Eingangskreis Re sonanzmittel anzuwenden, um die sehr ge- ringen Rahmenspannungen auf einen Betrag zu erhöhen, bei welchem man sich über der Rauschgrenze des ersten Verstärkerrohres befindet.
Besonders ungünstig liegen die Verhältnisse, wenn die Verbindiingsleitucig zwischen der Rahmenantennenanordnung einerseits und der Empfangseinrichtung an derseits abgeschirmt werden muss, iun eine Kopplung dieser Verbindungsleitung mit benachbarten Störspannungsträgern zu ver meiden. In diesem Fall kann überdies die> Anpassung der Empfangseinrichtuilg an den Wellenwiderstand des Verbindungskabels praktisch nur für eine einzige Frequenz durchgeführt werden, es treten daher noeb zusätzliche Kabelverluste auf.
Die Erfindung betrifft eine Empfang=- anordnung mit zwei nicht drehbaren und mit ihren Empfangsebenen uin <B>90'</B> gegen einander versetzten Rahmenantennen.
Gemäss der Erfindung ist die Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen der Rahmenantennen durch eine Umschalt- vorrichtung wahlweise über mindestens zwei separate Kanäle geleitet werden können, da.ss der erste dieser Kanäle eine für die Spannung des einen Rahmens phasenverschie bende Impedanz aufweist, wobei nach er folgter Phasenverschiebung dieser Rahmen spannung die aus beiden Rahmenspannungen abgeleiteten Spannungen auf ein beiden Kanälen gemeinschaftliches Empfangsglied zur Einwirkung gelangen, und dass der zweite Kanal Mittel aufweist,
durch welche die Phasendrehung der elektrischen Ströme so vorgenommen wird, dass eine Addition der aus den Rahmenspannungen abgeleiteten Spannungen derart erfolgt, dass durch die mechanische Verstellung dieser Mittel ein gerichteter Empfang erzielt wird.
Wenn im ersten Kanal die genannte Phasenverschiebung<B>90'</B> beträgt und die ab geleiteten Spannungen gleich sind, so wird der Empfang -angerichtet.
Im Gegensatz zu den bekannten bereits erwähnten Kreuzrahmenanordnungen für -an gerichteten Empfang wird bei den verschie denen nachstehend beschriebenen Ausfüh- reiiigafornien des Erfindungsgegenstandes die Schaltung .der Rahmenantennen zweckmässig vollkommen aperiodisch durchgeführt, wo durch mit Ausnahme der Umschaltung der Ralimenantennenanorelnungen auf gerichte ten oder ungeriehteten Empfang,
sowie der Anpeilung des zu empfangenden Senders bei Stellung auf Richt.cinpfang jede weitere Be dienung der Antennenanlage überflüssig wird. Richtempfang wird selbstverständlich nur dann angewendet, -,venn der -angerichtete Empfang nicht befriedigend ist.
Durch voll kommene j\-periodizität. können die namhaf ten Bedienungsschwierigkeiten der bekannten Rahinenantennenanordnungen, welche Re- sonanzinittel im Rahmenkreis bezw. in dem mit dem Rahmenkreis gekoppelten Emp fangskreis enthalten, restlos behoben werden, welche sonst bei Leitung der Rahmenspan nungen auf den ersten Kanal auftreten könnten.
-Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, die Rahmenantennenanordnung im Freien aufzustellen, um möglichst: viel Nutzspan nung zu erhalten.
Bei einer derartigen, im folgenden be-- t:ra.chteten Ausführungsform ist, um eine Kopplung mit benachbarten Störspannungs- trägern zu vermeiden, die Antennennieder führung abzuschirmen. Dabei ist es aller dings erforderlich, dass sowohl das Kabel mit einer seinem Wellenwiderstand entsprechen den Impedanz abgeschlossen wird, wie auch, dass die Antenne an das Kabel angepasst wird.
Während die Dimensionierung des Ka- belübertragers keine weiteren Schwierigkei ten bietet, ist eine brauchbare Anpassung des Rahmens an das Kabel nur bei sehr geringer Selbstinduktion des Rahmens mög lich. Man ist daher gezwungen, den Emp- fangsrahinen aus nur einer bis höchstens zwei Windungen anzufertigen.
Dass die Enipfindliclikeit der Antennenanlage durch diese Massnahme nicht leidet:, geht aus folgen der Betrachtung hervor: Es! sei mit 1i der im Gitterkreis der ersten Verstärkerröhre eines Empfängers liegende Widerstand, an dem die , Empfangsleistung verbraucht wird, und mit 1 die primäre Windungszahl des Ankopp- lungsübertragers bezeichnet, so gilt folgende Beziehung <B><I>11</I></B> .' <I>=</I> CG <I>.</I> 712 für den in den Rahmenkreis übertragenen Widerstand R'.
Der Faktor cc enthält ,die als konstant angenommene sekundäre Windungszahl z2, den im Gitterkreis. der Röhre wirkenden Wi derstand R, das Ankopplungsmass und dergl. mehr.
Da die im Gitterkreis der Röhre ent stehende Wechselspannung proportional der Rahmenwindungszahl zR, ist, gilt die Gleichung E=b.zR,. Daraus errechnet sich die am Widerstand R' verbrauchte Leistung zu
EMI0003.0019
Aus dieser Gleichung ersieht man, dass die verbrauchte Leistung nur von dem Ver hältnis der Rahmenwindungszahlen zR einer- s seits und der primären Windungszahl z1 ab hängig ist.
Man kann also, :so lange man die Rahmen windungszahl einerseits und die primäre Windungszahl des Ankop.plungsübertragers anderseits im gleichen Verhältnis reduziert, die gleiche Leistung übertragen. Diese Be trachtungsweise wurde durch Experimente eindeutig bestätigt.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 5 und 6 die Schemas von beispielsweisen Ausfüh rungsformen der erfindungsgemässen Emp fangsanordnung.
Fig. 1 und 2 zeigen Teilschemas.
Fig. 3 und 3a zeigen eine Peilvorrichtung in Aufriss und Grundriss, und Fig. 3b zeigt eine Einzelheit derselben. Fig. 4 und 4a zeigen eine andere Peil vorrichtung in Aufriss und Grundriss.
Fig. 7, 7a und 7b zeigen drei Empfangs diagramme der Anordnung nach Fig. 6, wo bei von der Einzeichnung von Koordinaten abgesehen wurde, da die dargestellten Emp fangsdiagramme allgemein bekannt sind. Das Teilschema. nach Fig. 1 dient zur Erläu terung der Wirkungsweise des ersten Kanals einer beispielsweisen Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung.
Die Empfangsebenen der Rahmenanten nen 1, 2 sind um<B>90'</B> gegeneinander versetzt. Diese Rahmen weisen beispielsweise einen Durchmesser von 80 ein auf und haben je zwei Windungen. Die Rahmenantennen sind durch eine abgeschirmte Kabelniederführung 6 mittels der Eingangsübertrager 3, 4 mit der gemeinschaftlichen Empfangsvorrichtung, be stehend aus dem ersten Verstärkerrohr 5, verbunden.
Dass Niederführungskabel 6 ist ein abgeschirmtes Kabel, welches aus drei Adern 7, 8, 9 besteht, und dessen Abschirm- mantel an das gemeinschaftliche Massepoten- tial der Empfangseinrichtung gelegt ist.
Der Mittelleiter 8 ist noch einmal durch einen, separaten Schirm 10, welcher ebenfalls an das gemeinschaftliche Potential angeschlos sen ist, umgeben, dies zwecks Entkopplung der Niederführung 8 mit den beiden Kabel- leitungen 7, 9. Allerdings kann dieser sepa rate Schirm auch fortfallen.
Die Anschaltung des Rahmens 1 mit der gemeinschaftlichen Empfangseinrichtung erfolgt mittels der Antennenniederführung 8, 9 und der Primär wicklung des Übertragers 4, während Rahmen 2 über die Leitung 7, 8 und die Primärwicklung des Übertragers 3 auf die gemeinschaftliche Empfangseinrichtung ein- , wirkt. Die Sekundärwicklung des Über- . tragers 4 enthält eine durch den Widerstand 11 symbolisierte Impedanz, durch welche eine Phasenverschiebung der Spannungen des einen Ralhmens gegenüber der andern , Rahmenspannung um<B>90'</B> bewirkt wird.
In Serie mit dieser Sekundärwicklung des Über tragers 4 ist die Sekundärwicklung des Übertragers 3 geschaltet, während das andere Ende dieser Wicklung an das Gitter der Ver- s stärkerröhre 5 angeschlossen ist.
Hierbei hat es sich gezeigt, dass man von Resonanzmitteln zur Abstimmung des Rahmenkreises bezw. des Gitterkreises der ersten Verstärkerstufe
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Abstand <SEP> nehmen <SEP> kann, <SEP> wodurch <SEP> eine <SEP> bedeu tende <SEP> Erleichterung <SEP> der <SEP> Bedienung <SEP> bewirkt
<tb> wird. <SEP> Überdies <SEP> gelingt <SEP> es <SEP> auf <SEP> diese <SEP> Art, <SEP> wie
<tb> bereits <SEP> dargelegt <SEP> wurde, <SEP> eine <SEP> einwandfreie
<tb> Anpassung <SEP> des <SEP> ersten <SEP> Verstärkerkreises <SEP> an
<tb> den <SEP> Kabelwiderstand <SEP> der <SEP> Antennennieder führung <SEP> zu <SEP> erhalten.
<SEP> Um <SEP> eine <SEP> feste <SEP> Ankopp lung <SEP> der <SEP> Rahmenkreise <SEP> an <SEP> den <SEP> gemeinschaft lichen <SEP> Empfangskreis <SEP> zu <SEP> bewirken, <SEP> ist <SEP> es <SEP> vor teilhaft, <SEP> Hochfrequenzeisenübertrager <SEP> zu <SEP> ver wenden. <SEP> Die <SEP> für <SEP> die <SEP> angegebenen <SEP> Empfangs rahmen <SEP> und <SEP> für <SEP> eine <SEP> Niederfiihrung <SEP> mit
<tb> einem <SEP> Wellenwiderstand <SEP> von <SEP> 100 <SEP> Ohm
<tb> günstigsten <SEP> Ankopplungsdaten <SEP> für <SEP> die <SEP> Über trager <SEP> 3 <SEP> bezw. <SEP> 4 <SEP> sind <SEP> folgende:
<SEP> Primär windungszalil <SEP> 40 <SEP> Windungen, <SEP> sekundäre
<tb> Windungszahl <SEP> 250, <SEP> entsprechend <SEP> 72 <SEP> ,uHy
<tb> und <SEP> 450 <SEP> ,uHy, <SEP> während <SEP> der <SEP> Überträger <SEP> 4
<tb> noch <SEP> den <SEP> Phasenversehiebungswiderstand <SEP> 11
<tb> von <SEP> 6000 <SEP> Ohm <SEP> aufweist. <SEP> Die <SEP> Eingangsröhre
<tb> 5 <SEP> kann <SEP> eine <SEP> beliebige <SEP> Schirmgitterröhre <SEP> oder
<tb> auch <SEP> eine <SEP> Triode <SEP> sein, <SEP> je <SEP> nach <SEP> ihren <SEP> Daten
<tb> wird <SEP> der <SEP> Anodenwiderstand <SEP> entsprechend <SEP> zu
<tb> bemessen <SEP> sein.
<tb> Fig. <SEP> 7 <SEP> zeigt. <SEP> das <SEP> Empfangsdiagramm
<tb> dieser <SEP> Einrichtung <SEP> für <SEP> das <SEP> Rundfunkwellen band. <SEP> das <SEP> heisst <SEP> die.
<SEP> Frequenzen <SEP> von <SEP> 150 <SEP> bis
<tb> 1500 <SEP> kHz.
<tb> Das <SEP> Teilschema. <SEP> nach <SEP> Fig. <SEP> 2 <SEP> dient <SEP> zur
<tb> Erläuterung <SEP> der <SEP> Wirkungsweise <SEP> des <SEP> zweiten
<tb> Kanals <SEP> einer <SEP> beispielsweisen <SEP> Ausführungs form <SEP> der <SEP> erfindungsgemässen <SEP> Anordnung.
<tb> Dieser <SEP> Kanal <SEP> weist <SEP> eine <SEP> Peilvorrichtung <SEP> auf,
<tb> -elche <SEP> zwei <SEP> Zylinderspulen <SEP> 12, <SEP> 13 <SEP> besitzt,
<tb> deren <SEP> Achsen <SEP> einen <SEP> Winkel <SEP> von <SEP> <B>90'</B> <SEP> bilden,
<tb> und <SEP> wobei <SEP> die <SEP> Spannungen <SEP> je <SEP> eines <SEP> Rahmens
<tb> auf <SEP> je <SEP> eine <SEP> dieser <SEP> Zylinderspulen <SEP> zur <SEP> Ein wirkung <SEP> gelangen,
<SEP> und <SEP> zwar <SEP> wird <SEP> die <SEP> Zy linderspule <SEP> 12 <SEP> vom <SEP> Rahmen <SEP> 1 <SEP> gespiesen <SEP> und
<tb> die <SEP> Zylinderspule <SEP> 13 <SEP> vom <SEP> Rahmen <SEP> 2. <SEP> Im <SEP> In nern <SEP> dieser <SEP> Zylinderspulen <SEP> befindet; <SEP> sich <SEP> je
<tb> eine <SEP> bewegliche <SEP> Spule <SEP> 14 <SEP> bezw. <SEP> 15, <SEP> welche
<tb> auf <SEP> einer <SEP> gemeinsamen <SEP> Achse <SEP> angeordnet
<tb> sind <SEP> und <SEP> in <SEP> einer <SEP> gemeinsamen <SEP> Ebene <SEP> liegen.
<tb> Diese <SEP> Spulen <SEP> 14, <SEP> 15 <SEP> .sind <SEP> hintereinander
<tb> geschaltet <SEP> und <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Gitter <SEP> der <SEP> Verstärker röhre <SEP> 5 <SEP> verbunden.
<SEP> Die <SEP> Rahmenantennen <SEP> 1, <SEP> 2
<tb> sind <SEP> wiederum <SEP> durch <SEP> ein <SEP> dreiadriges, <SEP> ab- geschirmtes Kabel mit den Spulen 12, 13 verbunden.
Zwei Peilspulenaggregate sind in den Fig. 3, 3a und 3u und 4, 4a näher dargestellt. Bei dem Aggregat nach Fig. 3, 3a und 3b sind im Innern der beiden gekreuzten Zylin derspulen 12, 13 je eine bewegliche Spule 14 bezw. 15 angeordnet. Diese beiden Spulen 14, 15 sitzen fest auf der gemeinschaftlichen Achse 16. Durch Drehung dieser Achse wird der zu empfangende Sender angepeilt.
Damit keine kapazitive Kopplung zwischen den festen und den beweglichen Spulen zustande kommt, sind diese beweglichen Spulen inner halb eines elektrostatischen Abschirmungs- gehäuses 17 angeordnet. Damit dieses Ge häuse 17 die Spule nicht kurzschliesst, ist sie durch einen Schlitz 17' an einer Hälfte auf geschnitten. Diese Abschirmung 17 wird wiederum an das 1Vlassepotential der Emp fangseinrichtung gelegt.
Bei dem Aggregat nach Fig. 4, 4a sind die Zylinderspulen mit paralleler Achse und in der gleichen Ebene angeordnet, während die beweglichen Spulen mit ihren :ochsen um <B>90'</B> gegeneinander verschoben sind. Damit die beiden Zylinderspulen sich nicht mit einander koppeln, sind sie in je einem Ab schirmgehäuse 17 bezw. 18 untergebracht. Auch bei dieser Ausführungsform empfiehlt es sieh, die beweglichen Spulen ebenfalls innerhalb einer elektrostatischen Abschir mung anzuordnen. Auch bei dieser Anord nung wird durch Drehen der Achse 16 der gewünschte Sender angepeilt.
Das Empfangs diagramm der Anordnung nach Fig. 2 ist in Fig. 7a dargestellt.
Die Empfangsanordnung nach Fig. 5 ist eine beispielsweise Ausführungsform der er findungsgemässen Empfangsanordnung. Bei derselben sind die an Hand,der Fig. 1 und 2 beschriebenen Kanäle wahlweise an die Rahmenantennen 1, 2 ausschliessbar. In der mit vollen Linien dargestellten Stellung der Schalter 19, 20 ist die Anordnung auf un- gerichteten Empfang gemäss Fig. 1 geschal tet, während in der mit gestrichelten Linien dargestellten Stellung der Schalter 19, 20 die Anordung auf Richtempfang,
das heisst nach Fig. 2, arbeitet. Diese Schalter 19, 20 befinden sich auf einer gemeinsamen Achse und werden gleichzeitig miteinander betätigt. Abweichend von der Ausführung nach Fig. 1 sind die Primär- und Sekundärwicklungen der Eingangsübertrager 3, 4 durch die elek trostatischen Schirme 21 und 21' kapazitiv entkoppelt. Diese Schirme 21, 21' werden wiederum galvanisch an das gemeinsame 14la.ssepotential der Empfangseinrichtung ge legt.
Auch bei der beispielsweisen Ausfüh rungsform der erfindungsgemässen Anord nung nach F'ig. 6 sind die Rahmenantennen gleich, wie bei Fig. 1 beschrieben, angeord net und ausgebildet, jedoch werden die ein zelnen Rahmenspannungen durch je einen separaten Übertrager 3 bezw. 4 je einem Ver- stärkerrohr 5a bezw. 5b zugeführt. Die Anode jeder dieser beiden Röhren ist mit dem Schaltsegment eines Umschalters 19a bezw. 19b, 19c verbunden.
In der mit vollen Linien gezeichneten Schalterstellung ist die Anlage auf ungerichteten Empfang gestellt. In diesem Fall ist die Wirkungsweise folgende: Die Röhre 5a hat eine Anodenimpedanz 22 und gibt ihre verstärkten Wechselspannun gen über,den Kondensator 23 dem Gitter der Röhre 5 ab. Die Anode .der Röhre 5b hat ebenfalls einen Widerstand 24 als Anoden impedanz und ein phasenverschiebendes Glied, bestehend aus dem Widerstand 25 und dem Kondensator 26. Dieses phasenverschie bende Glied bewirkt eine Phasenverschiebung um 90 .
Die von der Röhre 5b verstärkten Spannungen werden demnach ebenfalls, nachdem ,sie in ihrer Phase um<B>90'</B> ver schoben wurden, dem Gitterkreis der gemein schaftlichen Verstärkerröhre aufgedrückt. Bei Umschaltung auf .den mittleren Kontakt der Schalter 19x, 19b und 19e und 20, wird die Anlage auf Peilempfang umgeschaltet. In diesem Fall werden als Anodenimpedanzen die Spulen 12 und 13 der Peilanordnung ein geschaltet, während der Gitterkreis der Röhre 5 an die beiden hintereinander geschal teten Peilspulen 14, 15 gelegt wird.
Diese Peilspulen sind ähnlich ausgeführt, wie die bereits erwähnten Beispiele nach den Fig. 3, 3a, 3b oder 4, 4a. Bei der dritten Schaltstel lung auf den untersten Kontakt der Schalter 19a, 19b,<B>19e</B> und 20 ist wiederum die Peil anlage eingeschaltet, nur dass gleichzeitig noch an der Anode des Rohres 5b eine phasen verschiebende Impedanz, welche aus -dem Kondensator 27 und dem Widerstand 28 besteht, angebracht ist, durch welche die an der Anode ,der Röhre 5b wirkende Anoden wechselspannung dem Gitterkreis des Rohres 5 ebenfalls aufgedrückt wird.
Bei der zuletzt erwähnten Schalterstellung wirken demnach gleichzeitig die Spannungen, die dem un- gerichteten Empfang entsprechen, ,sowie die Peilspannung. Man hat also hier die Addi tion des Richtempfanges mit einem ungerich- teten Empfang und kommt so zu einem ein seitigen Richtempfang einer sogenannten Kardioideantenne, deren Diagramm in Fig. 7b dargestellt ist. Diese einseitige Richtwirkung trifft allerdings nur für eine bestimmte Ein fallsrichtung der elektrischen Wellen zu.
Immerhin hat man dadurch die Möglichkeit, bei der Montage der Rahmen einen örtlich feststehenden Sender oder Störsender voll ab zublenden. Die elektrostatische Abschirmung 6 der Rahmenkreise voneinander erstreckt sich durch die Abschirmung 21 (bezw. 21') auf die erste Ankopplungsspule dieser Rah menkreise, das heisst in diesem Fall auf die Primärwicklung .des Ankoppluugstransfor- mators 3 (bezw. 4).