DE512026C - Duplexsystem fuer Nachrichtenuebermittlung mittels Hochfrequenzstroeme laengs Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Nachrichtenübermittlung längs Drähten, bei der Hochfrequenzströme über elektrische Starkstromleitungen oder sonstige Leiter übermittelt werden, die in normaler Weise anderen Zwecken dienen. Insbesondere betrifft die Erfindung hochfrequente Nachrichtenübermittlung längs Leitungen für Duplexfernsprechen, ist jedoch auch für TeIegraphie, Fernsteuerung, Schutz- und sonstige

to Systeme mit Duplexarbeit verwendbar, d. h. für Systeme, bei denen Ströme über den Trägerleiter in beiden Richtungen übermittelt werden. Es ist klar, daß es bisweilen zweckmäßig sein kann, mehr als eine Leitung zur Führung der Hochfrequenzströme zu benutzen. So können beispielsweise die drei Leitungen eines Dreiphasenverteiler- oder Speisenetzes parallel gekoppelt sein (soweit die Hochfrequenzströme in Frage kommen), so daß sie einen einzelnen Führungsleiter bilden. Andererseits wird ein Trägerleiter aus einer einzelnen Leitung oder einer Gruppe von Leitungen gewöhnlich in Verbindung mit einer Erdrückleitung benutzt; dieser Erdrückleiter kann jedoch durch einen anderen Führungsleiter ersetzt werden, der gleichfalls aus einer einzelnen Leitung oder einer Gruppe von Leitungen bestehen kann. Bei der hochfrequenten Nachrichtenübermittlung längs Leitungen für Duplexbetrieb der bisher üblichen Weise wurden Sender und Empfänger an jedem Ende zusammengeschaltet und mit dem Führungsleiter oder mit jedem Leiter durch eine gemeinsame Kopplungseinrichtung verbunden, wobei in geeigneter Weise dafür gesorgt wurde, daß die Ströme, die vom Sender ausgesendet wurden, den benachbarten Empfänger nicht beeinflussen konnten, und wobei andererseits verhütet wurde, daß die empfangenen Ströme wieder über den Leiter zurückübertragen wurden. Die Kopplungseinrichtungen können beispielsweise die Gestalt von Kondensatoren oder Transformatoren annehmen, die eine solche Kapazität oder Induktanz, oder Kapazität und Induktanz haben, wie notwendig ist, um eine leichte Übertragung der Hochfrequenzströme über die Führungsleiter zu ermöglichen. Die Kopplungsvorrichtungen müssen ferner derart sein, daß sie Ableitungsverluste der Energie- oder sonstigen Ströme verhüten, die normal über den Leiter fließen, wodurch eine Beschädigung der Hochfrequenzapparate herbeigeführt werden würde. Es hat sich aber bei solchen Anordnungen gezeigt, insbesondere wenn eine Kraftleitung als Tragleiter verwendet wurde, daß das in den Empfängern erzeugte Geräusch infolge des Fließens atmosphärischer oder induzierter Ströme sowohl als der Kraft- oder sonstigen Ströme im Leiter eine erhebliche Störung der Wirkung des Hochfrequenzsystems herbeiführt. Dieses Geräusch, das eine unmittelbare Störungswirkung dann hat, wenn das System für

Fernsprechzwecke verwendet wird, ist auch mittelbar außerordentlich störend, wenn das System für andere Zwecke verwendet wird Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, hat es sich als notwendig herausgestellt, die Übermittlungsstärke auf einen viele Male größeren Wert zu steigern, als es zur Erzielung einer guten Signalstärke notwendig sein würde, wenn kein Störungsgeräusch vorhanden wäre. ίο Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Duplexübermittlungssystem mittels Hochfrequenzströme längs Leitungen derart einzurichten, daß die Störung aus der Interferenzwirkung von Kraft- oder sonstigen Strömen, die normal im Führungsleiter fließen, im hohen Maße oder gänzlich ausgemerzt wird, ohne daß die übertragene Leistung der Hochfrequenzströme oder die Empfindlichkeit des Empfängers wesentlich gesteigert werden müßte. Bei dem System gemäß der Erfindung sind die Hochfrequenzsender- und Empfängerkreise an beiden Enden mit dem Leiter an verschiedenen Punkten gekoppelt, so daß der Verzweigungspunkt zwischen diesen Kreisen an der Führungsleiterseite der Kopplungseinrichtung liegt, und die Kapazität oder Induktanz der Kopplungseinrichtung, die dem Übertragungskreis zugeordnet ist, ist wenigstens zehnmal so groß wie die Kapazität oder Induktanz der betreffenden zum Empfängerkreise gehörenden Einrichtung,

Wenn somit eine elektrische Starkstromleitung als Trägerleiter verwendet wird, in welchem Falle gewöhnlich kapazitive Kopplüngsvorrichtungen den Vorzug verdienen, sind die Sender- und Empfängerkreise vorzugsweise mit getrennten Kopplungseinrichtungen verbunden, die an verschiedenen Punkten der Kraftleitung liegen, wobei die Kopplungseinrichtung, die dem Empfängerkreis zugeordnet ist, die Gestalt eines Kondensators von vergleichsweise geringer Kapazität hat (z. B. zwischen 0,0001 und 0,000001 Mikrofarad), deren wirklicher Wert von den Verhältnissen der besonderen Anlage abhängt. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung das Störungsgeräusch aus den Kraftströmen auf ein Zehntel des früheren Betrages oder noch weniger verringert werden kann. Es sind gute Ergebnisse mit Hochfrequenzübertragung über Kraftleitungen in einem praktischen Beispiel erzielt worden, wobei die Senderkopplungseinrichtung eine Kapazität von 0,0005 Mikrofarad und die Empfängerkopplungseinrichtung eine Kapazität von 0,00001 Mikrofarad hatte.

Eine geeignete an sich bekannte praktische Form des Kopplungskondensators für den Senderkreis besteht aus zwei Elektroden, die einerseits mit der Kraftleitung, andererseits mit dem Hochfrequenzsendekreis in Verbindung stehen, sich im Innern eines Isolierkörpers befinden, der den Isolator für die Starkstromleitung bildet.

Für die Empfängerkopplungseinrichtung kann eine einfachere Kondensatorkonstruktion An-Wendung finden. Diese kann beispielsweise aus einem Metallband bestehen, das um das Äußere eines gewöhnlichen Starkstromisolators geschlungen ist, der eine Elektrode aufweist, die mit der Kraftleitung in Verbindung steht. Auch kann der Isolator, der den Metallstreifen trägt, einen zylindrischen Körper aus Isolierstoff aufweisen, der auf die Kraftleitung aufgeschoben ist. In dieser anderen Form besteht die Kopplungsvorrichtung aus einem kleinen Kondensator üblicher Konstruktion, der auf einem Starkstromisolator angebracht ist, wobei die beiden Elektroden einerseits mit der Starkstromleitung, andererseits mit dem Hochfrequenzempfangskreise verbunden sind. Vorzugsweise 8p sind die beiden Kopplungseinrichtungen völlig getrennt voneinander, doch kann es in" gewissen Ausführungen zweckmäßig sein, einen einzigen Isolierkörper dazu zu benutzen, beide Einrichtungen zu tragen. Bei einer solchen Anordnung ist es aber von Wichtigkeit, daß der Abstand, der die beiden mit dem Sender bzw. dem Empfänger verbundenen Elektroden trennt, die den verschiedenen Punkten eines einen Teil des Trägerleiters bildenden oder mit ihm verbundenen Leiters zugeordnet sind, dem Abstande vergleichbar ist, der vorhanden ist, wenn zwei gänzlich getrennte Isolatoren Anwendung finden. Allgemein kann man sagen, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn die Elektroden und die verbindenden Leiter für Sender und Empfänger so getrennt sind, daß keine merklichen kapazitiven oder induktiven Beziehungen zwischen ihnen vorhanden sind.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise praktisch ausgeführt werden. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar ist

Abb. ι eine Einrichtung mit kapazitiven Kopplungseinrichtungen, während

Abb. 2 die Anwendung von Transformatoren zum Koppeln veranschaulicht.

In beiden Fällen zeigt die Zeichnung ein Ende eines Duplexnachrichtensystems mittels Hochfrequenzströme längsLeitungen, wobei die Hochfrequenzströme über eine elektrische Starktromleitung mit Erdrückleitungskreis gegeben werden.

Bei der Anordnung nach Abb. 1 ist der Hochfrequenzsender, der bei A schematisch dargestellt ist, mit der Starkstromleitung B über eine Kapazitätskopplungseinrichtung verbunden, wie sie in dem erwähnten Patent beschrieben ist. Die Kopplungseinrichtung weist einen Hohlkörper C aus Isoliermaterial auf, der einen Isolator für den Starkstromkreis bildet, ientral in diesem Isolator C ist ein mittlerer

Leiter D angeordnet, der bei D¹ mit der Kraftleitung B verbunden und durch eine Isolierhülse E umschlossen ist, um die herum eine leitende Hülle F gelegt ist, die durch einen die Wandung des Isolators C durchdringenden Leiter F¹ mit dem Hochfrequenzsender A verbunden ist. Überschlagringe C¹ sind am Isolator angebracht, damit im Falle eines Überschlages des Starkstromes die Hochfrequenzeinrichtungen nicht beschädigt werden. Das Innere des Isolators C ist mit Öl gefüllt, und der Kopplungskondensator aus Leiter D und Hülse F ist für höhere Durchschlags- und Überschlagsverhältnisse gebildet als der äußere Leiter. Die Kapazität eines Kondensators bewegt sich vorzugsweise in Abmessungen von 0,0005 Mikrofarad.

Die Kopplungsvorrichtung zwischen dem Hochfrequenzempfänger G und der Starkstromleitung B ist von einfacher Konstruktion. Sie besteht aus einem Starkstromisolator H, der einen Leiter enthält, der durch eine Leitung / mit der Starkstromleitung verbunden ist. Ein Metallband K ist um die Außenseite des Isolators H an einer Stelle herumgelegt, die vom Anschluß des Leiters / entfernt liegt. Dieses Band ist durch einen Leiter K^l mit dem Empfänger G verbunden. Die Kapazität des Kopplungskondensators, der durch das Band K und durch den mit der Kraftleitung in Verbindung stehenden Leiter gebildet wird, möge im Bereich von 0,00001 Mikrofarad liegen.

Der schematisch dargestellte Empfänger G ist selbstverständlich auf die Welle des Senders am entfernten Leitungsende abgestimmt, die verschieden ist von der Welle des Senders A am gleichen Leitungsende, und es ist durch bekannte Mittel dafür gesorgt, daß die verschiedene Welle des Nachbarsenders den Empfänger nicht störend beeinflussen kann.

Bei der Anordnung nach Abb. 2 haben die Kopplungseinrichtungen zwischen der Kraftleitung L und dem Hochfrequenzsender M, sowie zwischen der Kraftleitung und dem Hochfrequenzempfänger N die Gestalt von Transformatoren 0 bzw. P. Die beiden Enden der einen Wicklung des Transformators 0 sind mit ■ dem Sender M und mit Erde verbunden, und die entsprechende Wicklung des Transformators P ist in ähnlicher Weise einerseits mit dem Empfänger N und andererseits mit Erde verbunden. Die geeigneten Werte für die Induktanzen dieser Kopplungseinrichtungen sind Mikrohenry für den Transformator 0 und Mikrohenry für den Transformator P. In manchen Fällen kann es zweckmäßiger sein, zwei getrennte Teile einer gemeinsamen Wicklung zur Kopplung mit Sender und Empfänger zu benutzen. Aber auch hier muß wiederum der Grad der Trennung vergleichbar mit dem sein, der vorhanden ist, wenn gänzlich getrennte Transformatoren benutzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Duplexsystem für drahtlose Nachrichtenübermittlung mittels Hochfrequenzströme längs Leitungen, bei denen die Hochfrequenzsender- und -empfangskreise an beiden Enden getrennt mit der Leitung gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität oder Induktanz der Kopplungseinrichtung des Senderkreises wenigstens zehnmal so groß ist wie die dem Empfängerkreise zugeordnete Kopplungskapazität oder Kopplungsinduktanz.

2. Duplexsystem nach Anspruch 1 zur Übermittlung von Hochfrequenzströmen über elektrische Starkstromleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfängerkreis mit der Starkstromleitung durch eine Kapazitätskopplungseinrichtung in Gestalt eines Kondensators kleiner, insbesondere zwischen 0,0001 und 0,000001 Mikrofarad liegender Kapazität gekoppelt ist.

3. Duplexsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungskondensator des Empfängerkreises aus einem Leiter besteht, der mit der Starkstromleitung verbunden ist oder einen Teil der Starkstromleitung bildet, ferner aus einem diesen Leiter umschließenden Starkstromkreisisolator und einem streifenförmigen Metallband, das um den Isolator geschlungen und mit dem Empfängerkreis verbunden ist.

4. Duplexsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungskondensator des Senderkreises zwei Elektroden aufweist, die einerseits mit der Starkstromleitung und andererseits mit dem Hochfrequenzapparat verbunden und in einem Hohlkörper aus Isolierstoff untergebracht sind, der als Isolator für den Starkstromkreis wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen