UKW Empfangsversuche 1930/31

ID: 149315
UKW Empfangsversuche 1930/31 
19.Sep.07 14:35
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Dietmar Rudolph † 6.1.22 (D)
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Dietmar Rudolph † 6.1.22

Im Funkbastler 1930, S. 794, wird von "versuchsweisen Rundfunksendungen auf Ultrakurzwellen" berichtet. Danach hat Prof. Dr. Esau, Jena, in den Monaten Juli und August 1930 "im Benehmen mit der Deutschen Reichspost Chemnitz Versuche mit der Ausbreitung ultrakurzer Wellen (unter 10 m Wellenlänge) mit dem Ziel der Erprobung für Rundfunkzwecke angestellt. Es handelte sich dabei um die Fortsetzung von Versuchen, die bereits ein Jahr vorher ebenfalls in Chemnitz stattgefunden hatten. Bei den Versuchen wurde ein von der Firma C. Lorenz A.G., Berlin-Tempelhof, hergestellter Kurzwellensender mit einer Leistung von etwa 250W benutzt, der in dem hochgelegenen Gebäude der Oberpostdirektion Chemnitz im Dachgeschoß untergebracht war. Als Antenne diente ein einfacher Dipol von 3,5 m Länge. Die Wellenlänge lag hiernach zwischen 6 und 7 m. Als Empfangsgeräte wurden verschiedene Arten von Kurzwellenempfängern mit mehreren Röhren verwendet. [...]"  
"Für diese (weitergehenden) Fragen reichten die bisherigen Versuche in Chemnitz allein unter den örtlichen Gegebenheiten nach Ansicht der Deutschen Reichspost nicht aus. Sie mußten auf breiterer Grundlage, möglichst unter den besonderen Verhältnissen der Großstadt, wiederholt werden, um ein einigermaßen zuverlässiges Urteil über die Möglichkeiten eines Ultrakurzwellen-Rundfunks zu gestatten. Zu diesem Zweck stellt die Reichspost durch das Reichspostzentralamt (Telegraphentechnisches Reichsamt) seit Anfang November d.J. [1930] in Berlin neue Versuche mit einem Kurzwellensender der Firma Lorenz an, der in einem Lagergebäude des Reichspostzentralamtes aufgestellt ist und mit einem über einem Turm errichteten Dipol arbeitet."

Die weiteren UKW Versuche des Jahres 1930/31 sind in der Anlage UKW_Versuche_1930.pdf beschrieben.
Beim Studium dieses Textes fällt auf, daß zur damaligen Zeit zwei unterschiedliche Konzepte für die UKW Übertragung erprobt wurden, wobei damals nur die Amplitudenmodulation (AM) angewendet wurde.
  1. Direkte Amplitudenmodulation (AM) eines UKW-Senders mit dem Nachrichtensignal (Audiosignal) und Empfang mit einem Audion.
  2. Amplitudenmodulation des UKW Senders mit einem amplitudenmodulierten Signal (AM-AM). Dies ist eine hierarchische Modulation: Das Audiosignal moduliert einen AM Sender  (mit Trägerfrequenz im MW Bereich). Das so erzeugte AM-Signal wird als "Nachrichtensignal" verwendet, um einem UKW Sender in seiner Amplitude zu modulieren.
Der Empfang eines direkt amplitudenmodulierten UKW Senders mit Hilfe von Audions wurde bereits in zwei Beträgen beschrieben: TFK UKW-Vorsatz und UKW-Empfänger 1935

Die hierarchische AM-AM Modulation, die heute als veraltet angesehen werden kann, diente damals zu folgenden Zwecken.
  1. Unabhängigkeit von frequenzmäßigen Instabilitäten des UKW-Senders.
  2. Frequenzmäßige Bündelung von mehreren AM-Kanälen (Frühe Form von frequency division multiplex FDM)
  3. Gemeinsame Übertragung von TV Bild- und Tonsignal über einen UKW Sender.
Die Unabhängigkeit von Frequenzschwankungen des UKW-Senders wird dadurch erreicht, daß im Empfänger eine Hüllkurvengleichrichtung des UKW-Signals erfolgt. Ein Hüllkurvengleichrichter (auch landläufig Detektor genannt) reagiert nicht auf Frequenzänderungen des Trägers, weil er nur die Hüllkurve der HF-Schwingung abtastet.

Senderseitig wird ein AM-Signal, das z.B. mit Hilfe eines Geradeaus-Empfängers (H.F. Verstärker) empfangen wird, - nach dem damaligen Stand der Technik - per Gittermodulation einem UKW-Gegentakt-Oszillator als AM aufmoduliert. [Hollmann, Physik und Technik der ultrakurzen Wellen, Springer, 1936] hier "Zwischenfrequenzmodulation" genannt.

Als Empfänger dient z.B. ein "Detektorresonator" wie das im nächsten Bild dargestellt ist [Hollmann]. Am Ausgang des Detektors liegt wieder die AM vor, die in der Abb. 145 zur Modulation des UKW-Oszillators verwendet wurde und kann mit Hilfe eines nachgeschalteten AM-Empfängers (das damalige "normale" Radio) demoduliert werden.

Die frequenzmäßige Bündelung von mehreren AM Kanälen zur Versorgung eines Ballungsgebietes war auch schon 1931 ein Problem, da die auch damals schon die wenigen vorhandenen MW Kanäle überbelegt und dadurch gestört waren. Ein damals vorgetragener Vorschlag [Dr. Gehne, Vielfachrundfunk und Relaissendungen auf mehrfach modulierten ultrakurzen Wellen, Funkbastler 1931, pp. 49 - 51] hatte die folgende Struktur.

Danach sollten mit Hilfe von Geradeaus-Empfängern (1) mit Rahmenantenne und Schwundregelung (2) die Fernstationen (außerhalb der Stadt) empfangen und in einem breitbandigen HF-Verstärker (3) verstärkt werden. Das so gewonnene Frequenz-Multiplex-Signal wird über eine Leitung (4), ggf. mit Zwischenverstärker (5),  an den in der Nähe der Stadt stehenden UKW-Sender (7) geführt und dort als "gemultiplextes AM-AM-Signal"  ausgestrahlt. Nach Bedarf kann davor noch ein weiteres lokales Programm (ggf. mittels AM-Hilfssenders (6)) hinzugefügt werden.

Als UKW-Demodulatoren wurden Schaltungen vorgestellt [Gehne], wie sie auch v. Ardenne verwendet hat. Hinter diesen Demodulatoren, also an der Koppelspule K liegen die gemäß Abb. 1 eingespeisten Fernstationen wieder in ihrer ursprünglichen Frequenzlage vor.

"R.f.-Empf." ist ein Radio, das so abgestimmt werden kann, daß die übertragenen "Fernstationen" empfangen werden können.

Die gemeinsame Übertragung von Bild und Ton wurde insbesondere von Manfred v. Ardenne untersucht. Von diesem stammt auch der hier bei [Gehne] dargestellte Vorschlag zur AM-Multiplexbildung, die damals aber mit "Vielfachmodulation" oder "Mehrfachmodulation" bezeichnet wurde.

Die hierarchische AM-AM, so elegant sie aus damaliger Sicht auch war, hat leider auch Nachteile. Wenn eine Hüllkurven-Demodulation angewendet werden soll (wie in diesen Beispielen), so muß der Modulationsgrad mUKW <1 bleiben. Anders ausgedrückt: Amplitude des HF-Trägers > Spitzenwert des modulierenden Nachrichtensignals.
Das modulierende Nachrichtensignal besteht aber aus einer Summe von AM modulierten Schwingungen (der Fernsender). Demzufolge müssen alle diese Signale so weit abgesenkt werden, daß ihre Summe den zulässigen Maximalwert nicht übersteigt. Also wird jeder dieser Sender am nachfolgenden Empfänger entsprechend schwächer (und damit i.a. auch leiser) ankommen. In der Anlage UKW_Versuche_1930.pdf wird darauf hingewiesen, daß dies für den RPZ-Sender zutrifft und er daher beim Empfangsversuch schlechter abschnitt.

MfG DR Anlagen:

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

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Schon 1925 UKW-Versuche 
19.Sep.07 15:32

Wolfgang Eckardt (D)
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Wolfgang Eckardt

Zur Ergänzung des interessanten Beitrages von Herrn Rudolph hier der Wortlaut eines Textes aus dem Physikalischen Institut der Uni Jena, der Wirkungsstätte von Prof Esau, der 2003 anlässlich einer Ausstellung "80 Jahre Radio in Deutschland" so vorgestellt wurde. Am Anfang geht es "nur" um Kurzwelle, aber die Experimente mit UKW 1925 werden am Schluss auch erwähnt.

Am 26. März 1931 fand in der Saalestadt ein „Jenaer Tag“ statt. Auf dessen Veranstaltungen hatte „Die MIRAG“ als offizielle Programmzeitung der Mitteldeutschen Rundfunksender ihre Leser bereits fünf Tage vorher ausführlich eingestimmt. Demnach war vorgesehen, aus den Jenaer Stiftungsbetrieben Zeiss und Schott und aus dem in Fachkreisen geschätzten Kurzwellenlaboratorium des Physikers Prof. Abraham Esau an der Universität Jena Hörberichte zum Thema „Das industrielle Jena“ zu senden. Sie würden unter der Leitung des Vorstandes der Mitteldeutschen Rundfunk A. G., Dr . Fritz Kohl, stehen. Diese Übertragungen wurden als ein „äußerst interessantes Experiment“ angekündigt, weil die Redebeiträge über transportable Kurzwellensender gesprochen werden sollten und noch nicht über einen stationären Jenaer Radiosender. In der Pressenotiz hieß es dazu weiter: „Im Postamt Jena befindet sich der zugeordnete Empfänger, von dem aus die Reportage durch Kabel auf die Sender von Leipzig und Dresden weitergeleitet wird. – Prof. Esau, …, wird außerdem zusammen mit seinem Hochschulkollegen Prof. Schaxel in der Darbietung ‘Das heutige Jena’ zu Worte kommen.“ 
Die Reichspost hatte zu diesem Zeitpunkt zwar schon zwei Versuchssender errichtet, um einen optimalen Standort für den neuen mitteldeutschen Großsender Leipzig zu ermitteln. Beide Stationen wurden „den letzten Erfahrungen entsprechend“ in Flussniederungen mit gleichmäßiger Grundwasserausbreitung südlich der Messemetropole aufgestellt und nicht auf Höhenzügen. Doch beide Versuchssender strahlten im Frühjahr 1931 lediglich nicht hörbare Trägerwellen aus, deren Feldstärken im gesamten Sendegebiet gemessen wurden. Auf diese Weise hoffte die Betreiber-gesellschaft einen Standort für ihre neue Sendeanlage zu finden, der im gesamten mitteldeutschen Raum einen günstigen Empfang der Übertragungen ermöglichen würde.
Die Verbesserung der Sendeleistungen steckte eben noch in den Kinderschuhen; doch fand das neue Medium in dem Jenaer Hochschullehrer späteren Universitätsrektor Esau tatsächlich einen prominenten Pionier und engagierten Propagandisten des Radio-Gedankens. Im Rahmen seiner früheren funktechnischen Forschungen hatte er sich zunehmend dem Bereich sehr kurzer Wellen großer Energie zugewandt, die zu Beginn der 1920er Jahre sowohl technisch als auch kommerziell noch wenig interessant erschienen, sondern lediglich von Funkamateuren genutzt wurden.
Die Erzeugungs- und Übertragungsbedingungen sowie betriebssicheren Einsatzmöglichkeiten solcher elektromagnetischen Schwingungen im Meter- und Zentimeterbereich erforschte Esau nach seiner Berufung zum beamteten außerordentlichen Professor für technische Physik am 1. April 1925, verbunden mit seiner Ernennung zum Direktor des Technisch-Physikalischen Instituts der Universität Jena. In diesem Jahr wurde er auch einer größeren Öffentlichkeit bekannt, als ihm zwischen Jena und Kahla die erste experimentelle Übertragung im Bereich der Ultrakurzwellen gelang. 
 
Fakten zur Ergänzung durch meine Recherchen und Hinweisen von Herrn Pfau, Leipzig:
 
Ende 1925 führt Prof. Esau erste Versuche mit einem 100-W-Sender auf 3 m Wellenlänge in Kahla bei Jena durch. Die Modulation erfolgte mit einem Audion-Empfänger und NF-Verstärker. 1925/26 erfolgten weitere Versuche, bei denen ein Empfang 40 km weit nachweisbar war.
Hier noch ein Hinweis auf weitere Rundfunkversuche 1925 in Jena.
Wolfgang Eckardt

Ergänzung zu Prof. Ardenne, da er in Post 1 erwähnt wird:
Er erprobte 1930 eine Schaltung mit der Loewe-Röhre 2HF, so zu sagen einen UKW-Vorsatz für das "normale" Radio:
Und in der ETZ (Elektrotechnische Zeitschrift) 51 (1930), Nr. 47, S. 1619-1620 schreibt er über "Vielfachrundfunk auf einer Ultrakurzwelle" (ähnlich den Ausführungen von Herrn Rudolph.)
W.E.

 

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Wohl erste Kleinserie für Versuche 
19.Sep.07 18:57

Ernst Erb (CH)
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Ernst Erb

Hier findet man das Gerät von Jena der ersten Versuche mit einem Seriengerät - zwei Empfänger hat noch das Deutsche Museum und den Sender dazu, wie ich von Gerhard Bogner erfahren hatte.

Nun habe ich mein Gerät Thomas Günzel mitgegeben, in der Hoffnung, dass man es mit den anderen beiden Geräten vergleichen und verbastelte Teile wieder auf Originalzustand bringen kann. Vielleicht gibt es sogar jemand, der versucht, den Sender nachzubauen?

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1925 sind "Kurze Wellen" das Thema 
20.Sep.07 11:52

Dietmar Rudolph † 6.1.22 (D)
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Dietmar Rudolph † 6.1.22

Nachdem amerikanische Funkamateure entdeckt hatten, daß sich die damals "wertlosen" Kurzwellen hervorragend für Fernverbindungen eignen, und das auch noch mit sehr geringen Sendeleistungen, stürzte sich die Forschung auf dieses neue Gebiet. Der Begriff "Kurzwelle" war damals noch nicht genauer definiert, vielmehr war alles "kurz" was kürzere Wellenlängen als  ca. 100 m hatte.  So findet man im "Funk-Bastler" von 1925 viele Beiträge zu dem Thema Kurzwelle. Aber man muß schon genauer hinsehen um darunter die zu entdecken, die gemäß heutiger Definition die Ultrakurzwellen (Meter-Wellen) behandeln.

Im Heft 34 des Funk-Bastlers 1925, pp. 405 - 406, berichtet Prof. Dr. A. Esau, Jena, Präsident des Deutschen Funktechnischen Verbandes, über "Neue Versuche mit kurzen Wellen". Die Mitglieder dieses damals neu gegründeten Verbandes wurden aufgefordert, während 4 Wochen (bis Ende September) Empfangsbeobachtungen von Kurzwellenausbreitungen im Bereich 35 - 200 m zu machen.
Interessant dabei waren die vorgeschlagenen Stationen, die zu beobachten waren: 25 Mittelwellen-Stationen und 1 Langwellen-Station (Königs Wusterhausen 1300 m) Das sind alles keine Kurzwellenstationen - aber: alle diese Sender strahlten munter Oberwellen aus. Das störte ja vorläufig noch nicht, da die Kurzwelle bislang wertlos erschien. Von allen angegebenen Stationen wurden daher bis zur 5. Oberwelle die genauen Wellenlängen in m angegeben, damit die Beobachter die gefundenen Träger richtig zuordnen konnten.
(Heute ist von der ITU eine Toleranzmaske für AM Sender vorgegeben (Recommendation ITU-R SM.329-7). Danach dürfen Randaussendungen (out-of-band & spurious emissions) höchstens -92 dBc betragen, müssen also 92 dB kleiner als die Trägerleistung sein.)

Im Heft 38 des Funk-Bastlers 1925, pp. 457 - 458, berichtet Esau über "Erfolgreiche Versuche mit kürzesten Wellen", die er "soeben" auf der Wellenlänge 2,5 m in Jena durchgeführt hat. Die Stromstärke an der Sendeantenne habe dabei 0,75 - 1 A betragen. Nähere Angaben zur Antenne werden nicht gemacht, so daß man die erzeugte Leistung nicht bestimmen kann. Weiter wird berichtet, daß "nach ziemlich mühevollen Versuchen" es jetzt möglich sei, "hochempfindliche Rückkopplungsempfänger für Wellen bis unter 1 m herzustellen".  [...] "Der Empfänger selbst besteht aus einem Drahtkreis von etwa 10 cm Durchmesser, der mit einem variablem Kondensator von nur wenigen Zentimeter Kapazität den Gitterkreis der Röhre bildet."
"Nachdem Sender und Empfänger zur Zufriedenheit arbeiteten, konnte an die Reichweitenversuche herangegangen werden, die ein über alles Erwarten günstiges Resultat ergeben haben. Es gelang mit dem beschriebenen Empfänger ohne Verstärker noch in einer Entfernung von 15 km den Sender noch sehr laut aufzunehmen, der innerhalb des Institutsgebäudes aufgestellt war, was seine Fernwirkung, wie die Versuche gezeigt haben, erheblich heruntersetzt, und außerdem ohne Antenne arbeitete. d.h. also als strahlendes Gebilde nur einen Drahtkreis von ähnlicher Dimension wie der Empfänger besaß." [..]
"Aus den Versuchen, die zur Zeit fortgesetzt werden, hat sich ferner ergeben, daß zunächst mit wachsendem Abstand vom Sender die Empfangsintensität zunimmt und daß außerdem die Umgebung des Sendeortes von außerordentlich großem Einfluß auf die Ausbreitung der Wellen und damit die Reichweite ist."[..]

Von den von der Redaktion des Funk-Bastlers im Vorspann angekündigten "ausführlichen Berichte an dieser Stelle" von Prof. Esau zu Einzelheiten der Schaltung und zu den angewendeten Geräten ist leider weder im Jahrgang 1925 noch 1926 des Funk-Bastlers eztwas zu finden.

MfG DR

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Prof. Esau 3-m-Kurzwellensender 
04.Sep.09 14:28

Wolfgang Eckardt (D)
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Wolfgang Eckardt

In der Zeitschrift "Radio-Umschau", Heft 5/1925 fand ich einen zum Thread passenden Artikel zu den Experimenten von Prof. Esau mit einem Sender mit 3 m Wellenlänge.
Hier der OCR-Scan dieser Mitteilung (Satz verändert):


Q-S-T Mitteilungen

Deutscher Amateur-Sendedienst.
Jena.
Versammlung der deutschen Kurzwellen-Amateure.
Am 16. und 17. Januar fand in Jena die Versammlung der an der Kurzwellentelegraphie interessierten deutschen Amateure statt. Trotz der schlechten Zeiten kamen sie aus allen Gauen, die deutschen K's und DE's, selbst von der Peripherie des Reiches, von Hamburg, von Königsberg, von Schlesien, aus dem äußersten Süden und Westen.
An die Begrüßung der Versammlungsteilnehmer am 16. 1. schloß sich sofort die Besprechung wichtiger Organisationsfragen an. Der 17. 1. diente der Besprechung und Beschlußfassung über technische Fragen.Die Versammlung war getragen von einem einheitlichen Willen, von Hingabe und Begeisterung. Unter der energischen, zielsicheren Leitung des Vorsitzenden der deutschen Gruppe der J. A. R. U., Herrn Prof. Dr. Esau in Jena, schritten die Verhandlungen rasch und reibungslos vorwärts. Eines der Resultate der Verhandlungen ist der Zusammenschluß der deutschen Kurzwellenamateure zum »Deutschen Amateursendedienst". Über die auf der Tagung im einzelnen gefaßten Beschlüsse wird von der Sendeleitung ein Bericht herausgegeben werden, dem hier nicht vorgegriffen werden soll. Die Abende nach getaner Arbeit dienten der zwanglosen Zusammenkunft an berühmten Gaststätten Jenas, bei der manches Wiederfinden in Person durch einen guten Trunk gefeiert wurde.
Herr Prof. Esau hatte auch die Liebenswürdigkeit, den Versammlungsteilnehmern Einblick in seine Arbeiten auf dem Gebiete der kurzen Wellen zu geben und führte einen Sender für die Welle 3,20 m vor mit der erstaunlichen Leistung von ½ bis ¾ kW. Er ließ bei dieser Gelegenheit die Welle des Sender's auf Lecherschen Drähten vormessen. Herr Prof. Esau vermittelte auch den Besuch des Zeißschen Planetariums hoch über Jena. Jedem der Teilnehmer wird der Blick über das abendliche Panorama des schönen Jena mit dem charakteristischen Horizont und so mancher geschichtlich denkwürdigen Stätte im Gedächtnis bleiben. Überwältigend war auch der plötzliche Anblick des künstlichen Sternhimmels, auf dem sich die ewigen eigengesetzlichen Wandlungen und Wanderungen der Gestirne abspielten, hingezaubert auf die hohe Kuppel des Planetariums durch ein Meisterwerk deutscher Präzisionstechnik. Tage, Monate und Jahre verrannen in Minuten nach dem Willen des Operateurs über unseren Häupten.
Alle Versammlungsteilnehmer, die nach diesem Erlebnis unter dem wirklichen Sternhimmel zur Stadt zurück- und durch die Gassen Jenas schritten, waren voll zufrieden, hatten das frohe Gefühl, daß ein tüchtiges Stück Arbeit gut getan und würdig beschlossen worden war.                            Bd.
 
Quelle: Radio-Umschau Heft 5, 31. Jan. 1926

 
Wolfgang Eckardt

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