Fortschritte auf dem Gebiete der Funkentelegraphie. Von Ingenieur Otto Nairz, Charlottenburg. Fortschritte auf dem Gebiete der Funkentelegraphie. Funkentelegraphische Stationen auf große Entfernung zu bauen, hat man in Deutschland bis auf die jüngsten Tage hauptsächlich Marconi überlassen, dem es indessen trotzdem nicht gelungen ist, den gewünschten transatlantischen Verkehr einzurichten. Neuerdings hat auch die Gesellschaft für drahtlose Telegraphie nach ihrem System „Telefunken“ zwei Großstationen ausgeführt, von denen die eine, für die Reichspost in Norddeich an der Nordsee bestimmte, noch unvollendet ist, und die andere für Versuchszwecke bei Nauen (40 km nordwestlich von Berlin) erbaut wurde. Die Ergebnisse, welche mit letzterer bis jetzt erhalten worden sind, sind nicht nur sehr gut, sondern sie ergeben auch Fingerzeige, wie das von Marconi erstrebte Ziel zu erreichen ist. Der Weg, den die genannte Gesellschaft eingeschlagen hat, ist ein von dem Marconis abweichender. Während dieser bei Poldhu vier Holztürme errichtete, zwischen denen ein Drahtsystem in der Form einer auf die Spitze gestellten Pyramide ausgespannt ist, sogenannte Trichterantenne (Fig. 1), benutzt die deutsche Gesellschaft einen 100 m hohen eisernen Turm, der ein Teil des Luftleiters ist, und von welchem ein Drahtnetz ausgespannt ist, das die Gestalt eines Regenschirmgerippes hat. Die Form desselben ist nicht neu, sie dient auch den 1906 321 S. 757 beschriebenen tragbaren Stationen, an welchen sie sich gerade in dem Maße bewährte, daß man es wagen konnte, mit dem Althergebrachten zu brechen und von den früheren Anordnungen abzugehen. Man hat bisher überhaupt die Antennenformen zu sehr spezialisiert und hielt die Fig. 1 am besten geeignet für Stationen bis zu 1000 km und mehr, die dachförmige Antenne (Fig. 2) für Küsten- und Landstation bis 500 km Reichweite und den Doppelkonus (Fig. 3) mit zusammenlegbarem, schwingendem und vom Boden isoliertem Metallmast als besonders günstig für bewegliche Landstationen. Die Schirmanordnung (Fig. 4) scheint indessen nunmehr allen anderen den Rang abzulaufen, und nur die auf Schiffen bevorzugte T-Antenne (Fig. 5), welche auf denselben wohl auch am bequemsten errichtet werden kann, macht hiervon eine Ausnahme. In der Tat handelt es sich ja hauptsächlich um die Beantwortung der Frage: soll ein Luftleiter schnell oder langsam strahlen, d.h. stark oder schwach gedämpft sein? Wie schon früher erörtert, ist schwache Dämpfung zweckmässiger. Textabbildung Bd. 322, S. 74 Fig. 1.Trichterantenne Textabbildung Bd. 322, S. 74 Fig. 2.Dachantenne. Der Wirkungsgrad einer funkentelegraphischen Station ist nach Slaby, wie bei jedem Generator dann am größten, wenn die Innere oder Widerstandsdämpfung gleich der Aeußeren oder Strahlungsdämpfung ist. Die Fernwirkung selbst verlangt eine möglichst geringe Gesamtdämpfung, denn, je kleiner der Widerstand, desto grösser die verfügbare Stromstärke. Dies gilt sicher für gedämpfte Schwingungen und wahrscheinlich auch für ungedämpfte. Da man heute die Widerstandsdämpfung schon sehr klein machen kann, d.h. das logarithmische Dekrement \vartheta=\pi\,W\,\sqrt{\frac{C}{L}} auf etwa 0,05 herabzudrücken vermag, indem man versilberte Drähte, gutleitende Verbindungen, gering beanspruchte Kondensatoren von bestem Dielektrikum und zweckentsprechende Funkenstrecken, über die sich starke Ströme entladen, verwendet, so geben die schwachstrahlenden Luftgebilde bessere Wirkungen. Gerade bei den Schirmanordnungen ist man durch Wahl des Winkels zwischen Mast und Luftdraht ausgezeichnet in der Lage der Strahlungsdämpfung jenes Maß zu geben, das den besten Erfolg zeitigt. Durch Herabführen der Drähte bis zur Erde gelangt man schließlich zum Extrem, der Schleife, mit welcher seinerzeit Slaby auf über 30 km zu telegraphieren vermochte. Da die Funkentelegraphie auf der Induktionswirkung hochfrequenter Wechselströme beruht, deren Stärke eine Funktion des Ortes ist, d.h. die an der Erdungsstelle des Luftleiters ihren Bauch und am freien Ende ihren Knoten haben, deren Stromverteilung also die Fläche eines gewissen Viertels der Sinuslinie bedeckt, kommt bei der Schirmantenne für die Fernwirkung die Differenz der Quadrate dieser Flächen in Betracht, also auch eine verminderte Strahlungsdämpfung im Gegensatz zu den Anordnungen Fig. 1 u. 2, welche sehr stark gedämpft sind. Die Fernwirkung, aber auch die Dämpfung hängen überhaupt vom Formfaktor des Stromes wesentlich ab. Eine in einen einfachen unten geerdeten Draht (sogen. Marconi-Sender), der bekanntlich in einer Viertelwelle schwingt, eingeschaltete Spule verkleinert den Formfaktor wesentlich; betrug er ohne sie \frac{2}{\pi} [Fläche durch Basis der Sinuslinie, Wert der Stromstärke gegenüber gleichmäßiger (quasistationärer) Verteilung], so nimmt er jetzt wesentlich ab. Mit dem Quadrat des Formfaktors nimmt aber die Induktionswirkung auf den Empfänger und die Dämpfung ab, letztere infolge der größeren Selbstinduktion und des kleineren Formfaktors. Textabbildung Bd. 322, S. 74 Fig. 3.Doppelkonusantenne. Die Großstation in Nauen, bei welcher in vollendetster Weise alle Fortschritte der letzten Jahre verwertet wurden, ist in der unglaublich kurzen Zeit von zwei Monaten erbaut worden. Sie besitzt einen von der Firma Hein, Lehmann & Co., Reinickendorf-Berlin, in Eisenkonstruktion ausgeführten Turm mit dreieckiger Grundfläche von etwa 4 m Seitenlänge und 100 m Höhe. Die drei kräftigen Seitenstreben, durch Querverbände genügend versteift, verlaufen im allgemeinen parallel zueinander, gehen jedoch etwa 6 m über dem Erdboden nach unten zu in eine Spitze über, welche als Gusstahlkugel ausgebildet ist und auf einer Druckplatte ruht. Die Platte befindet sich auf einer Mikanittafel, diese auf einem Marmorblock und das Ganze auf einem Betonfundament, das den gewaltigen Druck des Turmes aufnimmt. Da dieser als Teil des Luftleiters dient, mußte er von der Erde, in welcher der Grundwasserspiegel nur 2 m tief liegt, sorgfältig isoliert werden, was in einwandfreier Weise gelungen ist. Textabbildung Bd. 322, S. 75 Fig. 4.Schirmantenne. Der Turm müßte umfallen, würde er nicht durch drei Verspannungen gehalten, die in 75 m Höhe angreifen und nach drei Verankerungsklötzen aus Backstein führen, die sich in 200 m Entfernung vom Fuß des Turmes befinden auf den übrigens eine bequeme Treppe führt. Die Verspannungen, hergestellt aus starkem Rundeisen und durch entsprechende Gelenke verbunden, sind ebensowohl vom Turm wie auch von der Erde isoliert und zwar durch Oelisolatoren am Turm und präpariertes Holz an den Klötzen. An der Turmspitze führen über zwei Rollenpaare je zwei gegenüberliegende Segmente des Luftleiternetzes, welches insgesamt aus deren sechs besteht, die auf diese Weise ausbalanziert sind und somit auf den Turm selbst keinen Zug ausüben. Jedes Segment enthält neun Bronzelitzen, deren Zahl sich nach untenzu mehrmals gabelt, so daß am Umfang 162 Litzendrähte zur Verfügung stehen, welche segmentweise über Hanfschnüre und hintereinander geschaltete Porzellanisolatoren nach der Erde gespannt sind. Abgesehen vom Turm, führen noch 54 Litzen mit jenem leitend verbunden vom Netz ins Stationshaus. Das gleiche tun die Zuführungen zur Erdungsanlage, welche aus 108 strahlenförmig, etwa 25 cm tief ins Erdreich eingepflügten, sich analog dem Luftnetz in 324 Drähten gabelnden Eisendrähten besteht. Während der Halbmesser des letzteren etwa 200 m ausladet und 60000 qm beschattet, überdeckt das Erdnetz 126000 qm bei einer Drahtlänge von rund 50 km. Textabbildung Bd. 322, S. 75 Fig. 5.⊤-Antenne. Das Stationshaus, welchem ein Schuppen für die Dampflokomobile von 35 PS angebaut ist, enthält im ersten Stockwerke den Erreger, den Fig. 6 zeigt. Die Verbindung von Luftleiter und Erdung erfolgt über eine zur Verlängerung der Eigenwelle des Senders dienende Spule u (Fig. 7) und die diesem System und dem Erregerkreis gemeinsame Selbstinduktion t, welche zur Kupplung beider dient. Der Kupplungsgrad beträgt 4 v. H., so daß die beiden WellenSiehe D. p. J. 1906 321, S. 414 u. f. nahe beisammen liegen und der Empfänger die Wirkungen beider summiert. Die Spule zeigt sich auf dem Bilde (Fig. 6) links von der Transformatorenreihe und besteht aus mehreren Windungen starken versilberten Kupferrohres, welches an Isolatoren aufgehängt ist. Konzentrisch hierzu, jedoch ohne direkte Verbindung damit, läuft noch eine Windung, die zu einem Dönitzschen Wellenmesser führt, den auf dem Bilde gerade ein Ingenieur bedient. Ueber der Spule befindet sich die ringförmige Funkenstrecke c (Fig. 7), die trotz des bis zu 3 cm langen Funkens, in welchem eine Anfangsstromstärke von fast einer halben Million Ampere fließt, keiner künstlichen Kühlung bedarf. Der Schall desselben ist weithin hörbar und die Wirkung seiner ultravioletten Strahlen den Augen sehr unangenehm. Der Kreis wird geschlossen durch 360 grosse Leydenerflaschen s, die so angeordnet sind, daß je 120 Flaschen parallel und zu drei Gruppen hintereinander geschaltet sind, so daß die wirksame Kapazität 400000 cm oder 0,06 Mikrofarad beträgt. Die Ladung dieser Kondensatoren erfolgt durch vier Transformatoren, deren Primärwicklungen p ebenso wie zwei Drosselspulen y vom Strom einer, von der Lokomobile angetriebenen, Wechselstromdynamo in Reihe durchflössen werden, k und l stellen die Wechselstrom- bezw. Erregermaschine vor und m und n Widerstände zur Regulierung. Die sekundären Wicklungen q liegen parallel am Kondensator. Die Transformatoren sind in Resonanz mit demselben bei 50 Perioden des primären Wechselstromes. Textabbildung Bd. 322, S. 75 Fig. 6.Erregersystem der Station Nauen. Interessant ist die Art und Weise wie die Morsezeichen gegeben werden. Es ist von vornherein klar, daß sich 35 PS nicht durch einfache Taster aus- und einschalten lassen. Es wurde deshalb ein Tasterrelais o konstruiert, ein Elektromagnet, der durch Schwachstrom bewegt wird und zwischen (durch einen Ventilator gekühlten) Kohlekontakten den Wechselstrom, wenn gegeben werden soll, den Transformatoren zuführt und während der Pausen auf die Drosselspulen allein arbeiten läßt. Es ist dadurch erreicht, daß die Stromstärke konstant bleibt und sich nur der Leistungsfaktor ändert. Es gelang auf diese Weise, die Telegraphiergeschwindigkeit auf 30 Worte und mehr in der Sekunde zu bringen. Textabbildung Bd. 322, S. 76 Fig. 7.Schaltungsschema der Station Nauen. a = Antenne; b = Blitzschutzvorrichtung; e = Stockwerkrelais; f = Voltmeter; g = Frequenz; h = Amperemeter. Mittels eines einfachen Hebelumschalters kann innerhalb weniger Sekunden der Sendebetrieb auf den Empfang umgeschaltet werden, indem der Sender- oder Empfangskreis an die Antenne gelegt und beim Empfangen der Sender blockiert wird. Fig. 8 zeigt die als Pulttisch ausgebildeten Empfangsanordnung. Die ganze Schaltung ermöglicht ein getrenntes und gleichzeitiges Empfangen auf Hörer bezw. Schreiber. Durch Wellenmesser sowie Stationsprüfer ist der Telegraphist, der mit einem Heizer zusammen das ganze Bedienungspersonal ausmacht, imstande, jederzeit vollste Betriebssicherheit zu gewährleisten. Gegen atmosphärische Entladungen ist die Station in augenscheinlich wirksamer Weise durch eine Blitzschutzvorrichtung b gesichert, denn zwei kräftige Blitzschläge konnten ihr ebenso wenig etwas anhaben, wie einheftiger Sturm im letzten Sommer. Was die Reichweite betrifft, so konnte der Dampfer „Bremen“ des Norddeutschen Lloyd noch auf 2500 km bei nur ¾ der vollen Senderenergie gut empfangen, obgleich 1000 km Land dazwischen lagen, was bekanntlich die Reichweite stark zu verringern pflegt. Auch in St. Petersburg, das 1350 km von Nauen über Land entfernt ist, kann noch mit dem Schreiber empfangen werden. Ferner werden täglich die Depeschen mitgelesen, welche Marconi von Poldhu aus den Schiffen nachsendet, ein Beweis, daß er auch in Hinsicht Geheimhaltung der Telegramme der Gesellschaft für drahtlose Telegraphie nicht überlegen ist. Textabbildung Bd. 322, S. 76 Fig. 8.Empfangstisch der Station Nauen. 1. Parallelkondensator zur elektrolytischen Zelle (rechts davon eingebaut) um deren hohen Widerstand unschädlich zu machen. Davor das Telephon; 2. Hörtransformator; 3. Reihenschlußkondensator und 5. Erdkondensator zur Verringerung der Empfänger-Wellenlänge; 4. Abstimmspule zur Vergrößerung der Empfänger-Wellenlänge; 6. Schreitransformator; 7. Morseapparat; 8. Taster; 9. Relais. Da es sehr wohl möglich ist noch höhere Türme dieser Art zu bauen und die Fernwirkung der Höhe mehr als proportional ist, so ist die Möglichkeit gegeben, den Ozean vollständig zu überbrücken. Man wird dann auch in der Lage sein, Stationen, die sich eventuell weigern, Depeschen von fremden Systemen anzunehmen, moralisch dazu zwingen zu können, indem man, während sie geben, mit der gleichen Wellenlänge dazwischen telegraphiert und dadurch einen korrekten Empfang dritter unmöglich macht. Uebrigens ist nach den Beschlüssen der „Internationalen Konferenz für Funkentelegraphie“, die im Oktober in Berlin tagte, ein derartiges Zwangsmittel überflüssig geworden. England wie Italien, die zwar an Marconi gebunden sind, haben die Freiheit der Funkentelegraphie im Prinzip angenommen und wollen, falls sich Marconi noch immer nicht von seinem Monopol trennen kann, eigene Küstenstationen errichten. Es ist dadurch der Aether praktisch frei erklärt worden, was auch einzig in unsere Zeit paßt und nicht mehr als billig ist, da der ganze Wert der Funkentelegraphie sonst in mancher Hinsicht fraglich wird, wenn einem gefährdeten Schiff nur deshalb keine Hilfe geleistet werden soll, weil es mit einem fremden System ausgerüstet ist. Nicht in der Art der elektromagnetischen Wellen ergibt sich ein Unterschied, sondern ausschließlich in der Länge derselben; letztere richtig zu beherrschen gehört aber zum Handwerk des Funkentelegraphentechnikers.