Tijdschrift van het Nederlandsch Radiogenootschap Mei 1949
Deel X IV No. 3
Toelaatbare onderlinge storing van twee in frequentie gemoduleerde omroepzenders door Th. }. Weijers Laboratorium voor Wetenschappelijk Onderzoek der N .V . Philips Gloeilampenfabrieken Eindhoven - Nederland
SUMMARY In order to give d a t a a b o u t the selectivity o f an F M b r o a d c a s t receiver the m e a su rem en ts m ust be m a d e a c c o r d in g to the tw o -sig n a l method. T h e resu lts o f these m e asu rem en ts, m a d e on three different receivers, are given a n d d is c u ss e d . A n interesting result is that, for an F M b r o a d c a s t service in a given area, the requ ired fr e q u e n c y b a n d is re d u c e d c o n s id e r a b ly if, b y re p e a tin g the sam e fr e q u e n c y b a n d at a sufficient d istan ce, the central fre q u en c ies o f the second set o f tra n sm itte rs a.re shifted over 50 kc s or more.
O n d e r de se le ctiv ite it van een rad io -o m ro ep o n tv an g to estel v e r s t a a t men het verm ogen om van alle zen d ers (w a a ro n d e r ook b egrep en de eventuele an d ere sto rin gsb ro n n en ), die een sp a n ning v ero o rzak en in de on tvan gan ten n e, een b e p a a ld e zen der uit te kiezen en h o o rb a a r te m aken, zonder d a t de an d ere zen ders een hinderlijke sto rin g v ero orzak en . V r o e g e r is in d it T ijd sc h r ift1) aan gegev en , op w elke wijze men deze se le ctiv ite it k an m eten, terw ijl tev en s van een a a n ta l on t v an g to e ste lle n v o o r am p litu d em od u latie (A M ) de m e etresu ltaten zijn w eergegev en en b esp ro k en . T h an s w illen w e de o v ereen kom stige m etingen v o o r freq u en tiem o d u latie ( F M ) beschouw en. In h et g e v a l van A M k an men re e d s b elan g rijk e gegeven s b etreffen d e de se le ctiv ite it verk rijgen m et behulp van de éénsign aal-m eth od e. D a a r b ij w o rd t een m eeto scillato r, oO°/0 gem o d u leerd m et een freq u en tie v an 400 H z, over een kun stan ten n e 1)
T i j d s c h n f t v. h.
Ned.
R a d io g e n o o ts c h a p , D e e l V I I blz. 156, 1957.
Z i e ook : D o c u m e n ts de la C o n fe re n c e E u ro p é e n n e des R a d i o
C o m m u n i
cations, L u c e r n e 1933. blz. 2 8 0 ; D o c u m e n ts du C . C . I . R . , B u c a r e s t 1937, blz. 109.
62
Th. J. W eijers
m et de ingangsklem m en van een o n tv an ger verbonden, de lu id sp re k e r v erv an gen d o o r een w e e rsta n d en de sp an n in g over deze w e e rsta n d gem eten bi) v ersch illen d e freq u en ties van de d ra a g g o lf van het in g an g ssig n a al. H ierbij k an men de span n in g van het in g a n g ssig n a a l co n stan t houden en de u itg an g ssp an n in g m eten a ls functie van de frequ en tie van de d r a a g g o lf van het in g an g ssig n a al, o fw el men kan de u itg an g ssp an n in g co n stan t houden en de span n in g van het in g a n g ssig n a a l m eten a ls functie van zijn d raa g g o lffre q u e n tie . O p deze w ijze v e rk rijg t men ech ter geen v o lled ig b eeld van de selectiv iteit van de o n tv an ger on der de con d ities, die bij n o rm aal geb ru ik op tred en . D o o r n iet-lineaire effecten in de on t v an g e r kan de u itg an gssp an n in g, v e r o o r z a a k t d o o r een o n ge w en st sig n aa l, bij aan w ezigh eid van het gew en ste sig n a a l som s gro ter, som s klein er zijn dan bij afw ezigh eid van het gew en ste sig n aa l. B oven d ien is bij de aan ged u id e m eetm ethode de invloed van de lu id sp re k e r geëlim ineerd. E en b e te r aa n h et p rac tisc h e geb ru ik a a n g e p a ste m eetm ethode is de tw ee-sign alen -m eth od e, w aarb ij tw ee sign alen, w a a rv a n het ene het gew en ste, het an d ere het on gew en ste sig n a a l v o o r ste lt, aa n de ingangsklem m en v an de o n tv an g er w ord en to e g e voerd, terw ijl de lu id sp re k e r in tact w o rd t gelaten . H e t gew en ste sig n aa l w o rd t 3 0 % gem o d u leerd m et 400 H z en de o n tv an g er d a a r o p afg e ste m d . D e v o lu m ereg elaar w o rd t zo in gesteld , d a t een b e p a a ld u itgan gsverm ogen , bijv. 500 m W , a a n de lu id sp re k e r w o rd t to eg ev o erd . B ij de volgen de m etingen b lijft de v o lu m ere g elaar ste e d s in deze sta n d sta a n . N u w o rd t de m odu latie van d it in g a n g ssig n a a l w eggenom en, z o d a t alleen de d r a a g g o lf o v erb lijft. H e t an d ere sig n aa l, d a t het on gew en ste sig n a a l v o o rste lt, w o rd t gem odu leerd m et een g ra m o fo o n p la a t, zo, d a t de h o o gste o p tred en d e m o d u latied iep te 9 0 % b e d r a a g t. H e t v e r schil tu ssen de d ra a g g o lffre q u e n tie s d er b eid e sign alen w o rd t g e v arie erd , w a a rb ij telk en s de sp an n in g v an het on gew en ste sig n a a l zo w o rd t in g esteld , d a t ju ist geen sto rin g w o rd t geh oord op k o rte a fsta n d (bijv. 20 o f 50 cm) m idden v o o r de lu id sp re k e r. D eze sp an n in g is een m a a t v o o r de sele ctiv iteit. D e selectiviteitsk ro m m en , die men op deze w ijze v erk rijgt, w ijken a f van de krom m en, die men m et de één -sign aal-m eth ode v erk rijgt. D e com bin atietoon d er d raa g g o lv e n , k ru ism o d u latie, k ru isd etectie , de lu id sp re k e r-k a ra k te ristie k , de oorgevoeligh eid skrom m e enz. doen bij de tw ee-sign alen -m eth ode hun norm ale invloed gelden, doch kom en bij de één -sign aal-m eth ode niet to t
Toelaatbare onderlinge storing van FM -zenders
63
hun recht. W a t de ge b ru ik er van het a p p a r a a t in te re sse e rt, is het g e d ra g on der norm ale geb ru ik so m stan d igh ed en , dus de selectiviteitsk rom m en , gem eten volgen s de tw ee-signalen -m ethode. B ijzonderheden over de m eetm ethode, re su lta te n d er m etingen en besch ouw in g dezer m e etresu ltaten vin dt men in bovengenoem d a rtik e l in D e e l V I I van dit T ijd sch rift. Bij freq u en tiem o d u latie is het eveneens van b elan g te o n d er zoeken, w elk e am plitu de van een sto ren d e zen der t o e la a t b a a r is tijdens de o n tv an g st van een gew en ste zen der a ls functie van het versch il d er cen trale freq u en ties v an beide zen ders. In een F M -o n tv a n g e r tred en de niet-lineaire effecten nog veel m eer op de voorgro n d d an in een A M -o n tv a n g e r. M en denke slech ts a a n de b egren zer, een essen tieel n iet-lin eair ele ment, w a a r a a n de voordelen van F M b oven A M in h o o fd zaak te dan ken zijn. E en selectiv iteitsm etin g volgen s de één -sign aalm ethode g e e ft een d o o rlaatk ro m m e van het gehele to e ste l, een w e lisw a a r n uttig gegeven, w a a r u it b e p a a ld e con clusies kunnen w ord en getro k k en , doch w a a r u it men in het geheel niet k an zien, w elk sto ren d sig n a a l t o e la a t b a a r is bij o n tv a n g st v an een g e w en st sig n aal. O m de se le ctiv ite it van het to e ste l te kunnen b eo o rd elen is het bij F M dus b e slist n oodzakelijk, deze te m eten volgen s de tw ee-sign alen -m eth ode. D e sch ak elin g d er a p p a r a tu u r en de w ijze van m eten is bij F M volkom en dezelfde a ls bij A M . H ie rv o o r moge d aaro m w orden verw ezen n a a r het m eergenoem de a rtik e l. V o o r rad io -o m ro ep m et F M w o rd t algem een een m axim ale fre q u e n tie z w aa i van 75 k H z aangenom en. T e r voorkom ing van d isto rsie is het n oodzakelijk, d a t de b an d filters in de on tvan ger, die het in freq u en tie gem oduleerde sig n a a l m oeten d o o rlaten , m instens 1 J, m aal het freq u en tiegeb ied , b e stre k e n d o o r de momen tele frequ en tie, d o o rlaten , dus in ons g e v a l m instens 225 k H z b re e d zijn. H e t v ersch il d er cen trale freq u en ties van de v e r schillende zen d ers ste lt men algem een op 200 k H z . D a a r bij F M bij gegeven freq u en tiez w aai de ingenom en b a n d b reed te v rijw el on afh an k elijk is van de m o d u latiefrequ en tie en er dus geen com prom is b eh o eft te w ord en gezocht tu ssen se le c tiv iteit en k w a lite it, sn ijd t men in zen der en o n tv an g er geen hoge tonen af, doch la a t de rep ro d u ctie d oo rlo p en to t de h o o gste h o o rb are freq u en ties, n.1. on geveer 15.000 H z. V a n enkele F M o m ro ep o n tv an g ers is de se le ctiv ite it op de aan geg ev en wijze gem eten. Bij afw ezigh eid van het „o n g e w e n ste ” sig n a a l w erd het „g e w e n ste ” sig n a a l gem odu leerd m et 400 H z
64
Th. J. W eijers
to t een fre q u e n tie z w aa i van 75 k H z en in gesteld op 1 m V . D e o n tv an ger w erd op d it sig n a a l afg e ste m d en de v o lu m ereg elaar zo in gesteld , d a t a a n de lu id sp re k e r 1 w a tt w e rd to egev o erd . Bij de nu volgen de m etingen b le e f de sta n d van de volum e r e g e la a r o n v eran d erd . V e rv o lg e n s w erd de m odulatie u itg e sch ak eld , terw ijl de on gem oduleerde d r a a g g o lf van het gew en ste sig n a a l aan w ezig bleef. D a a r n a w erd het on gew en ste sig n a a l in gesch ak eld en gem oduleerd m et een g ra m o fo o n p la a t to t een m axim ale fre q u e n tie z w aa i (tijden s de ste r k ste p a s s a g e s ) van 75 k H z . D e am plitu de v an d it sig n a a l w erd in g esteld op v e r schillende w a a rd e n en telk en s de cen trale freq u en tie van het on gew en ste sig n a a l in g esteld op de d re m p e lw a ard e , zo, d a t ju ist een sto rin g h o o r b a a r w a s op een a fsta n d van 20 cm v o or de lu id sp re k e r. (M en zou ook om gekeerd te w erk kunnen g a an en de cen trale frequ en tie van het o n gew en ste sig n a a l op v e r schillende w a a rd e n in stellen en telk en s de am p litu d e van dit sig n a a l in stellen op de d re m p e lw a ard e , doch d it bleek in de p ra c tijk m inder h an dig.) V a n enige F M o n tv an g ers is de se le ctiv ite it op de a a n g e geven wijze onderzocht. D e cen trale frequ en tie w a s bij alle 47 M H z ; de m axim ale fre q u e n tie z w aa i 75 k H z ; de h oogste au d io freq u en tie, die kon w orden w eergegev en , 15 k H z . D e con stru ctie d er o n tv an g ers w a s vrijw el d e z e lfd e ; de m idden frequen te b a n d b re e d te , de d iscrim in ato r en de b egren zer vertoon den ech ter enige verschillen. D e re su lta te n d er w aarn em in gen zijn v o o r drie o n tv an g ers w eergeg ev en in figuur 1 . D e krom m en geven de boven om sch reven d rem p elsp an n in g van het on gew en ste sig n a a l in db v ergelek en m et de span n in g van het g ew en ste sig n a a l a ls functie v an het v ersch il d e r cen trale freq u en ties. D a a r bij deze on t v a n g e rs de selectiviteitsk ro m m en v rijw el sy m m etrisch w aren ten opzichte van de cen trale freq u en tie is slech ts één h elft w eergegev en . D e re su lta te n d er m etingen bleken v rijw el on afh an k elijk van de sp an n in g v an het gew en ste sig n a a l m its deze sp an n in g v o l doende is om het geru is van de o n tv an g er - zelf -WoUedig? te o n d erd ru k k en . Bij de o n d erzo ch te- o n tvan gers, w a s h ierv o o r eeh in gan gssp an n in g van 2 $ ju V voldoende. O o k de a a r d v an het m odulerende sig n a a l v an de sto ren d e zen der (m uziek o f g e sp ro k e n w o o rd ) had w einig o f geen invlöed op het r e s u lt a a t d e r m eting. W e l v erd ien t het aan b ev elin g, een g ra m o fo o n p la a t te kiezen m et een vrij co n stan t geluid sn iveau , %
Toelaatbare onderlinge storing van FM -zenders
65
dus zonder u itg esp ro k e n ste rk e o f zach te p a s s a g e s . M arsm u ziek b leek v o o r d it doel zeer gesch ikt. D e w aarn em in gsp u n ten lagen zeer dicht om de getek en d e krom m en. D it b e w ijst w el, d a t het op het geh oor in stellen van de d rem p elsp an n in g zeer n au w k eu rig k an geschieden.
F ig . 1. Selectiviteitskrom m en voor drie verschillende F M
o m ro ep on tv an g ers.
Beschouwing der meetresultaten.
V e rsch illen de cen trale freq u en ties van het gew en ste en het on gew en ste sig n a a l m inder dan 15 k H z , dan h o o rt men, indien het on gew en ste sig n a a l niet gem od u leerd is, de versch iltoon d er cen trale freq u en ties (krom m e A ). V e rsch illen de cen trale fre q u e n ties m inder d an 30 H z, d an is de versch iltoon o n h o o rb aar. H e t is ech ter p ractisch zeer m oeilijk, de cen trale freq u en ties zo con-
66
Th. J. W eijers
sta n t te houden, d a t de versch iltoon beneden de h o o rb aarh eid sgren s b lijft; niet alleen bij een m eting, doch ook bij om roepzen ders v o o r F M in b ed rijf. W o r d t het on gew en ste sig n a a l gem odu leerd, d an verd w ijn t de ju ist genoem de v ersch iltoo n , ook a l is het v ersch il d er cen tra le freq u en ties klein er d an 15.000 H z. D e d o o r de m odulatie v eran d eren d e m om entele freq u en tie van het on gew en ste sig n a a l p a s s e e r t de co n stan te freq u en tie van het on gem oduleerde g e w en ste sig n aa l. D a a r d o o r o n ts ta a t een la a g fre q u e n t sig n a a l m et een continu v eran d eren d e m om entele freq u en tie, nl. de mom en tele v ersch ilfreq u en tie d e r b eid e sign alen (H o e w e l deze qu asistatio n n a ire besch ou w in gsw ijze niet geh eel co rre c t is, is zij v o or een q u a lita tie v e v e rk larin g d ezer v ersch ijn selen w el to e la a tb a a r ). D e hier b ed o eld e sto rin g k lin k t v rijw el a ls geru is (het o n d erste ged eelte van krom m e B ). L a a t men het v ersch il d e r cen trale freq u en ties geleid elijk to e nemen boven 15 k H z , d an p a s s e e r t de m om entele frequ en tie van het on gew en ste gem od u leerd e sig n a a l geleid elijk m inder v a a k de co n stan te frequ en tie van het gew en ste sig n aal. D ie n ten gev o lge zal de to e la a tb a r e in g an gssp an n in g v an het on gew en ste sig n a a l geleid elijk toenem en (krom m e B ). H e t sto ren d e geluid g a a t hierbij geleid elijk o v er van een op geru is gelijken d geluid to t ste e d s zeld zam er w ord en d e k o rte „ k r a a k ’-storingen. Bij een freq u en tiev ersch il v an 90 k H z zijn ook deze la a t s t e storin gen verdw en en , d a a r bij een m axim ale freq u en tiezw aai van 75 k H z het v ersch il v an de m om entele freq u en ties d e r beide sign alen ste e d s g ro te r b lijft d an 15 k H z , en d u s o n h o o rb a ar is. Indien het gew en ste sig n a a l ook gem od u leerd is, zal de k an s op het o p tred en van deze sto rin g g ro te r zijn, en zal p a s bij een v ersch il d e r cen trale freq u en ties g ro te r d an 165 k H z het v ersch il d e r m om entele freq u en ties d e r beide sign alen ste e d s boven de geh o o rgren s liggen, doch de hinderlijkh eid d ezer s t o rin g is nu veel g e rin ger d an bij on gem oduleerd g e w en st sig n aa l, d a a r het h o o rb a a r g e m aak te gew en ste sig n a a l de sto rin g o v e r stem t. Bij het v erg ro te n van het v ersch il tu ssen de cen trale freq u en ties van beide sign alen is, re e d s v o o r de ju ist genoem de sto rin g is verdw en en , een storin g van an d ere a a r d h o o rb a a r gew orden . D e m od u latie van het o n gew en ste sig n a a l w o rd t v e r sta a n b a a r , doch vervorm d, geh oord (krom m e C ). H o e g ro te r het freq u en tiev ersch il, d es te g ro te r in g an gssp an n in g van het on gew en ste sig n a a l is t o e la a tb a a r , d a a r dit la a t s t e sig n a a l d o o r de selec-
Toelaatbare onderlinge storing van FM -zenders
67
tieve kringen v an de o n tv an g er ste e d s m eer w o rd t v erzw ak t. W o r d t het versch il d er cen trale freq u en ties zo gro ot, d a t de m om entele frequ en tie v an het on gew en ste sig n a a l het d o o rla atgeb ied van de m idden frequ en tkrin gen van de o n tv an g er niet m eer b ereik t, d an tre e d t er een m eer o f m inder flauw e boch t op in de krom m e C , d.w .z. neem t de to e la a tb a r e in gan gssp an n in g v an het on gew en ste sig n a a l vrij ste rk toe m et toenem end fr e qu en tieversch il (ged eelten D ). D och d a a r n a v e rlo o p t de krom m e w e e r m inder steil (ged eelten E ). D it k an men a ls v o lgt inzien. D e d e te c tie k a ra k te ristie k (fig. 2) is in het geb ied , d a t d o o r de m om entele frequ en tie v an het g e w en ste sig n a a l w o rd t b estrek en , een hellende rechte (het deel P Q ). In de om geving van P en Q v e rlo o p t deze k a r a k te r istie k v rijw el h o rizo n taal en vin dt dus v rijw el geen d etectie p la a ts .
F F ig . 2. D e t e c tie k a r a k te r is tie k v a n een F M
ontvanger.
D e bovengenoem de boch t D w o rd t ged eeltelijk ook d o o r dit effect v e ro o rz a a k t. T u sse n ö en 5 en tu ssen P en R is de d e te c tie k a ra k te ristie k ech ter w e e r hellend, z o d a t in deze g e bieden w el w e e r d etectie p la a t s vindt. D eze d etectie w e rk t de invloed van de selectiev e kringen v an de o n tv an ger tegen, w a a r d o o r de krom m en opnieuw om buigen en o v e rg a a n in de tak k e n E . D e ged eelten A en B d er selectiviteitsk ro m m en van fig. 1 zijn v o o r alle o n tv an g ers p rac tisc h gelijk, hetgeen men ook a p rio ri k an v e r w a c h te n ; de ged eelten C, D en E , die w ord en bein vloed d o o r de m idden frequen t d o o rlaatk ro m m e en de d e te c tie k a r a k te r istie k , verschillen v o o r de versch illen de o n tv an gers. D e m id d en freq u en td o o rlaatk ro m m e v an de o n tv an ger I (b ij beh orende selectiv iteitsk ro m m e : C z D x E x) w a s m et opzet b re d e r g e m a a k t d an v o o r goede F M o m ro ep o n tv an g st nodig i s ; van de b eid e an d ere o n tv an g ers w a s de b re e d te van de m idden freq u en t d o o rlaatk ro m m e niet g ro te r d an v o o r goede o n tv an g st
68
Th. J. W eijers
nodig is. D ien ten gev o lge lig t de krom m e CTD I E 1 b elan g rijk la g e r dan de krom m en C 2 D 2 E a en c * D 3 e 3 . D e k ru ism o d u latie, die bij de se le ctiv ite it van A M o n tv an g ers een b elan grijk e rol sp ee lt, tre e d t bij F M niet op. In p rac tisc h e gev allen zal men in de re g e l n iet het stren ge criterium w illen aan leggen , d a t aa n onze m etingen ten gro n d sla g is gelegd. W e lk e sto rin g men nog t o e la a t b a a r w il noem en, h an gt to t op zekere hoogte a f van p ersoon lijk e sm aak . D a a ro m is een criterium genom en, d a t zo goed m ogelijk o b je c tie f is, sch erp en re p ro d u c e e rb a a r, doch v o o r de p ra c tijk w el w a t stre n g i s : in het geheel geen h o o rb are sto rin g tijd en s de p a u z e s in d e m odulatie van het g e w en ste sig n aa l, lu iste ren d in een stil v e r trek dicht v o o r de lu id sp re k e r. Bij F M o n tv a n g st, w a a r de k w a lite it van het geluid veel b e te r is d an bij A M geb ru ik elijk is en w a a rb ij h et geru is van de o n tv an g er zelf p ractisc h geheel is geëlim ineerd, zal even w el een even ste rk sto ren d geluid veel ee rd e r o p v allen en veel h in d erlijk er zijn d an bij de g e b ru ik e lijke A M om roep. W e llic h t zal men in het algem een een on ge w e n st sig n aa l, I O db g ro te r dan d o o r onze selectiviteitsk ro m m en aan geg ev en , t o e la a t b a a r achten. Conchidied.
D e besch ouw in g d er gevonden selectiviteitsk ro m m en leidt to t de volgen de con clusies. 1.
Indie n de cen trale freq u en ties van het gew en ste en het on gew en ste sig n a a l d ezelfd e o f n agen oeg d ezelfd e zijn, is het v o o r de volledige o n d erd ru k k in g van h et o n gew en ste sig n a a l nodig, d a t de verhouding van het gew en ste to t het on gew en ste sig n aal 40 a 50 db is (een fa c to r IOO ^ 300 in am p litu d e). In p r a c ti sche gevallen is w ellich t 30 db (een fa c to r 30 in am p litu d e) v o l doende (zo als beken d, is bij A M on geveer 60 db} d. i. een fa c to r IOOO in am p litu d e, nodig). 2 2. Bij een m axim ale fre q u e n tie z w aa i van 75 k H z en een v e r schil d er ce n trale freq u en ties van 200 k H z (d.i. het norm ale freq u en tiev ersch il v o o r tw ee n a a stlig g e n d e zen d ers) is de o n t v a n g st volkom en sto rin g sv rij, indien het gew en ste sig n a a l lO db (een fa c to r 3 in am p litu d e) ste r k e r is d an het o n gew en ste. (K rom m e k an men in d it v e rb an d buiten b esch ou w in g late n , d a a r het ap -
Toelaatbare onderlinge storing van FM -zenders
69
p a r a a t, w a a ro p deze krom m e b etrek k in g h eeft, „ b r e d e r ” is dan nodig). In p rac tisc h e gev allen is het w ellich t t o e la a tb a a r , d a t beide sign alen even ste rk zijn. (B ij A M is het bij de g e b ru ik e lijke o m ro ep o n tv an gers m et hun slechte getrou w h eid nodig, w il men geen sto rin g ondervinden van de in het freq u en tiesp ectru m n aa stlig g e n d e zender, d a t het gew en ste sig n a a l 20 to t 40 db , d.i. een fa c to r Io to t IOO in am plitu de, ste r k e r w o rd t on tvan gen d an de sto ren d e zender. G e b ru ik t men een o n tv an g er m et een b etere getrou w h eid , die het gehele la a g fre q u e n te gebied, w aarm ee de gew en ste zen der is gem oduleerd, dus to t on geveer 10.000 H z, o n v e rzw ak t kan w eergeven , dan is v o o r genoem de verh ou ding zelfs 60 db, d.i. een fa c to r IOOO in am plitu d e, nodig.) 3. O n d e r norm ale om stan d igh eden w o rd t de zen der op 400 k H z a fsta n d gew oon lijk voldoende o n d erd ru k t d o o r de se le c tieve kringen van de on tvan ger. 4. In het freq u en tiegeb ied , b e sc h ik b a a r v o or om roep m et F M , kan men w el een gro o t, doch niet een o n b e p e rk t a a n ta l zen ders on derbrengen . M en zal w el g e n o o d z a a a k t zijn, eenzelfde Irequ en tiegebied op een zekere geo grap h isch e a fsta n d te herhalen. H ierb ij v erd ien t het aan b ev elin g, niet e x a c t dezelfde cen trale freq u en ties te herhalen, doch deze de tw eed e k e e r b.v. 50 k H z te verschuiven ten opzichte van de e e rste . M en k an d an h e t zelfde freq u en tiegeb ied nog een d erd e en vierde k e e r gebruiken , w aarb ij de cen trale freq u en ties re sp . 100 en 150 k H z w ord en versch oven . O p deze w ijze k an men h etzelfde freq u en tieg eb ied h erhalen op veel klein er geografisch e a fsta n d e n , w a a r d o o r een klein er freq u en tieg eb ied voldoen de zal zijn om een gegeven geograp h isch geb ied te b ed ek k en m et F M zen d ers. In fig. 3 zijn de cen trale freq u en ties en hun zijban den v o o r ied er d er vier freq u en tiegro ep en A, B , C en D aan ged u id . In iedere groep is de a fsta n d d e r cen trale freq u en ties 200 k H z ; de vier gro ep en zijn ten opzichte v an e lk a a r telk en s 50 k H z verschoven . In fig. 4 g e e ft iedere getro k k en zesh oek een geograp h isch geb ied aan , w a a r een d ezer groep en een F M om roep v erzorgt. D e gebieden, w a a r eenzelfde freq u en tieg ro e p w o rd t geb ru ik t, liggen nu niet n a a s t e lk a a r , doch zijn gesch eid en d o o r een a fsta n d , on geveer gelijk a a n de d iam eter van het gebied, d a t d o o r een groep w o rd t b e stre k e n . D e a fsta n d , w a a r n a d e zelfde cen trale freq u en tie w o rd t h erh aald , is in fig. 4 v o o rg e steld d o o r PQ. Z ou men bij een h erh alin g van h et gehele fre-
70
Th. }. W eijers
qu en tiegebied e x a c t d ezelfd e c e tra le freq u en ties w eer gebruiken, dan zou men het geo g rap h isch e geb ied m oeten v erd elen volgens de g e stip p e ld e zesh oeken, w a a rb ij de a fsta n d , w a a r n a eenzelfde freq u en tie w o rd t h e rh aald , dezelfde is a ls in het vorige geval. D e o p p e rv la k te van een g e stip p e ld e zesh oek is v ie rm aal zo gro o t a ls die van een getro k k en zesh oek. H e t to ta le v e re iste frequentiegeb ied is dus bij de aan geg ev en versch u ivin g d er cen trale freq u en ties slech ts het vierde deel van het a n d e rs v e re iste frequen tiegebied. D it g e ld t ech ter slech ts, indien de geografisch e a fsta n d , w a a r n a een 50 k H z versch oven freq u en tie k an w orden h erh aald , niet g ro te r is d an de h elft van de g eo g rap h isch e a fsta n d , w a a r n a e x c a t dezelfde frequ en tie k an w o rd en h erh aald . V o lg e n s fig. 1 k an men v o o r een 50 k H z versch o v en freq u en tie een 14 d b A Q
C
0
iH " i ____i
1
!
! '" " i . :
r — \— 1__i
1
1---------!
I
___________r " 1i —
i
:
i '_zj__|— f ~m---------------
-H___ i " ~ T T -~3___ i
! ~~I i
2 0 0 kH z J
1
l~ "i
I
i
i
'1
i
j___ i
l.
----------------
L. , I . , 1
! , 1
j
i
l
i
__________ _____
F ig . 3. P l a a t s der centrale frequ en ties met hun zijban den in het fre q u en tiesp ectru m voor een stelsel F M
om ro ep ze n d ers.
H e t stelsel is in vier groepen verdeeld : A, B , C en D . De
cen trale
fre q u e n tie s
van
iedere
g roe p
zijn
telkens
50 k H z verschoven.
ste r k e r sig n a a l to e la te n d an v o o r de niet versch oven frequen tie* N e e m t men in aan m erk in g, d a t bij toenem ende a fsta n d tu ssen zen der en o n tv an g er het fad in g v ersch ijn sel, h oofd zak elijk v e r o o rz a a k t d o o r inhom ogeniteit van de atm o sfe e r, toeneem t en d a t men bij het b eo o rd elen v an de onderlinge storin gen reken in g m oet houden m et het ste r k ste sig n a a l, d a t men van de on ge w en ste zen d er o n tv an g t tijden s de v a r ia tie s ten gevolge van fad in g, d an k an men aannem en, d a t a a n de ju ist genoem de v o o r w a a rd e in p ra c tisc h e gev allen w el is v o ld aan . H ierb ij houde men in het oog, d a t de o n tv a n g st van de g e w en ste zen d er p ra c tisc h niet a a n fad in g on derh evig is. In p ra c tisc h e gev allen z al men n atu u rlijk niet stren g het in fig. 4 aa n g e g e v e n sch em a volgen. N ie t alle gebieden zijn even
71
Toelaatbare onderlinge storing van FM -zenders
b e la n g rijk ; niet o v e ral is eenzelfde v e ld ste rk te nodig v o o r goede o n tv a n g st; de gesteld h eid van het terrein h eeft ook gro te invloed. D och m et het aan ged u id e principe k an men alth a n s rekening houden. O o k zou men de cen trale freq u en ties d er zen d ers in drie groep en kunnen verdelen , w a a rb ij de groep en onderling 200/3 k H z
F ig . 4. V erdelin g van trokken
een geografisch
lijnen a a n g e g e v e n ,
frequenties,
g e b ie d
zeshoek
die in fig. 3 do or de o v ereen ko m stige letter zijn a a n g e g e v e n .
quenties niet verschuift, la a tste
zeshoeken. In iedere, do or g e
p l a a t s t men z en d ers met de centrale
Indien men bij herhaling van hetzelfde zeshoeken,
in
door
zeshoeken
de
fre q u en tieg e b ie d
de centrale
fre
zou men het g ebied moeten verdelen volgens de
stippellijnen
is v ie rm a al
aangegeven.
zo g r o o t ;
Het
er is dus
oppervlak
van
deze
ook een v ie rm a a l zo
groot fre q u en tieg e b ie d nodig. P Q g e eft de a f s t a n d aan, w a a r o p eenzelfde frequentie kan w o rd en herhaald.
versch oven zijn. U it fig. 1 v olgt, d a t men d an 20 d b w in t in p la a t s van 14 d b . D e ruim telijke v erd elin g w o rd t d an z o als in fig. 5 a a n g e g e v e n ; de a fsta n d P Q, w a a r n a eenzelfde frequ en tie w o rd t h erh aald , is slech ts w einig klein er d an in het g e v a l van fig. 4. O o k zou men tw ee groep en kunnen vorm en, 100 k H z
72
Th. }. W eijers
ten opzichte van e lk a a r versch oven . M en w int d an 32 db (volgen s krom m e C2; krom m e Cj kan men w eer buiten besch ou w in g laten ). M en zou dan het geo g rap h isch e gebied kunnen indelen a ls een sc h a a k b o rd en de ene gro ep zen d ers op de „ w itte ” , de an d ere gro ep op de „ z w a r te ” velden p la a tse n . /O
F ig . 5. V er d e lin g v a n het geografisch g ebied als in fig. 4, doch met slechts drie groepen zenders.
H o e men de indeling ook m aak t, indien men reken in g houdt m et het aan ged u id e principe, zal men een m inder g ro o t frequ en tiegebied nodig h ebben d an w an n eer men bij het herhalen van het freq u en tieg eb ied p recies dezelfde cen trale freq u en ties geb ru ik t.
Ein dhoven , 24 N o v em b er 1948.
T ijd sch rift van het N ederlan dsch R adiogenootsch ap
Mei 1949
Deel X IV No. 3
The analysis of ionospheric reflections by A . H . de V o o g t P art II.
SUMMARY In
Part
I c u rv e s
w e r e given for grou p -velo city an d attenu ation a s a
function o f electronic den sity for different v a lu e s o f the collisional frequ en cy. T h is w a s done fo r a w a v e w ith a fixed fr e q u e n c y of 6 m.c. In
Part
II
the c u rv e s fo r the polarizatio n
are
show n,
fo llo w ed
by
h ypothetical c u rv e s fo r s u p p o s e d electronic de n sity distribution, combined w ith an a ssu m p tio n on colhsional frequ en cies. The total travelling-time o f the pulse
is c a lc u la te d b y g r a p h ic a l m e a n s a n d attention is given to the
am ou n t o f attenu ation that m a y occur. F in a lly experim ental re su lts are p re sen te d .
In P a r t I (N o v . 1948) the fo rm u la fo r the p o larizatio n w a s exh ibited. In fig. 7 the cu rv es fo r 0 (see fig. 6 ), the ex cen tricity o f the p o larizatio n -ellip s, a re show n. From th ese cu rves it is ev id en t th a t the ( + ) _ r a y a s w ell a s the ( —)_ ray is leavin g the ion osph ere d o w n w ard in a sta te of a p p ro x im ate circu lar p o larizatio n , (sm all v alu e s o f Ar). The collision al freq u en cy h a s p r a c tic a lly no influence. The curve is the sam e fo r ( + )_, an d ( —)_ ray w hich is e a sily p ro v ed b y the fo rm u la o f p ag e 193 P a r t I ; in fa c t the only difference b etw een th ese r a y s is the sen se of p o larizatio n (leftan d righ t-h an ded ) an d the p o sitio n o f the a x is. The ex p erim en tal re su lts (see fig. 15) in d icated here b elow a re in agreem en t w ith this th eory. In fig. 8 are p lo tte d assu m ed ion isation -h eigh t-cu rves in a c c o rd ance* w ith g e n e ral p rac tic e fo r w inter-noon (sum m er-aftern oon ) ah$d w in ter-aftern o o n (sum m er-evening) c o n d itio n s,h e re afte rsim p ly called „ d a y ” - an d „ev en in g” -conditions. The g ra d ie n t is assu m ed
74
A. H. de V oogt
to be ra th e r sm ooth an d p a r a b o lic ; b y d o tte d lines is in d icated a d istrib u tio n w ith m ore s t r o n g ^ pronounced grad ien t. The collision al frequ en cies are in acco rd an ce w ith the p u b li cation o f the B u re a u o f S ta n d a r d s circu lar no. 462. F rom th ese
0
1
2
3
4
5
6
7
NX to
6
F ig . 7. P o lariz atio n cu rves fo r different collisional frequ en cies.
cu rv es th ose from fig. 9 an d fig. 10 a re d eriv ed , w here the gro u p -v elo city a s a function o f height is exh ib ited an d fin ally the cu rv es fig. 11 an d 12 give the trav ellin g-tim e-in terv als b y in teg ratin g the su rfa c e s b elo w the cu rv es. The time n e c e ssa ry to reach the 6 0 -K M -le v e l w ith ligh t-v elo city is a d d e d .
The analysis of ionospheric reflections
f ‘-----'
000f
2
3
4
5
75
6
7
8 NX10'5-
<—i—' ‘ ‘ ■ 11----- 1 1—i—i mu___ s i i i i i i'1___ i ' i i iii;» 001
Of
1
VxfO'6 ----
f
Fig. 8. H y p o th e tic a l
curves
for electronic-distribution
an d
F ig . 9. G roup-velocity, smooth gradient.
collisional fre q u en c y .
A. H. de V oogt
76
In the su p p o se d situ atio n o f fig. 8 the (+-)_ an d ( —)_ r a y s are reflected during ,,d a y ” -conditions a t 278 an d 253 K M a fte r 1 ,21 an d 1,42 m .s., the v irtu a l h eigh ts being 363 an d 426 K M ; during „even in g’ -conditions th ese v a lu e s are re sp . 338 an d 310 K M w ith 1,60 an d 1,55 m .s., an d 480 re sp . 465 K M v irtu a l heights. T h ese v alu e s a g re e in m agn itude w ell w ith the tim e-lag in a r r i v a l o f ( + ) - an d ( —)_ r a y found ex p erim en tally w hen m agnetoion ic-sp littin g o f the echo is o b se rv a b le . The lo w e r reflectionheight fo r the ( —)- r a y is co u n teracte d b y the lo w er v elo city o f this ra y .
F ig . 10 G ro u p-v elocity, strong gradiënt.
The r a te o f d ifferen tial d e la y b etw een ( + )_ an d ( —)_ r a y s is influenced b y the g ra d ie n t o f the la y e r. J. H o 11 i n g w o r t h (1) h as tr e a te d this su b je ct in an ap p ro x im ate w a y the re su lt of w hich is p ro v ed to be co rrect b y the ab o v e cu rves from fig. 8 . In fig. 12, co rresp o n d in g to the stro n g er-g rad ien t-cu rv es of fig. 8 (d o tte d lines), the reflecting heights an d travellin g-tim ein te rv a ls a re re sp . 298 an d 292 K M , w ith 1,13 m.s. (339 K M ) an d 1,29 m .s. (387 K M ) fo r ,,d a y ” -conditions, an d 347 an d 335 K M w ith 1,33 m .s. (399 K M ) an d 1,38 m .s. (414 K M ) fo r ,,evening” -conditions. The figures are in agreem en t w ith exp erim en tal r e s u lt s ; an a r r iv a l o f the ( —)_ r a y in ad v an ce o f the ( + )- r a y
77
The analysis of ionospheric reflections
(fig. 1 1 , ,,ev en in g") h as been o b se rv e d up to the p re se n t moment (w a v e -le n g th : 44 M ; w in tercon dition s). The atten u atio n cu rves o f fig. 2 w ill now be d iscu sse d . E x p r e ssin g the atten u atio n in d ecib els, it fo llo w s from mea15
r j-T™“T“■ y
r-T“ —pT“ —r- ——p ———
13
ii
~T ""
___ _ ___ ___ _ _ - _____ ____ _________— — — —— — — L- - —- —— —— - ——— —r-— —— ________________—___ — — - ———— — —— -- - —- - — - ——— — ——— —— ——r — r —- - - - - —— —-- - —--- - — — —— ——- - —-- —- —-— --- — - - -- —- -— - r " - ———— — —— —— — _ __ — : - —--——— I I I I _____ ___________________— —— - —-— —I S □ViF/WNO** ——— — — " j * ■■ m~ ■H ___1 “__1 __ i^ j >__ -j — / _j _ _ _,_ _ | — I J _______ ____ _ ——— u _ — — ---:-T—- ——-— —-— —— — —— —— — HI r—I “““ j. _ \Y H £i 1-CÜ — m " — _ T1 _ _ _ 2 _ — 3 ” — _ . T J L "" r ___ “ j . . “j yj; — 1- - —- - — »EC ageg W »’ VvV»M v»v M< § É i ï M 1 it I I m | H $ H 1^ i ___ V •V> •x* C;|c
9
T—
7 5 3
1
s
0
40
60
120
160
200
240
40
80
120
160
200
240
280
520
560
km —
400
IS 13 11 9 7 5 3
1 0
280 520
560
400
km — ■ -
’' rLvemng IT ' ” j condition ( 4 " ) -raJ r : 1,60 ms. D ay"
|
,,
(+ )
: 1,55 ms.
j
„
(—)
,, : 1,21 ms.
|
„
(—)
„ : 1,42 ms.
F ig . 11. Sm ooth gradien t 1 cm 2 =
15 m dlisecon ds.
su rem en ts w ith the a p p a r a tu s d e scrib e d h e re a fte r th at, tak in g into accou n t the norm al d ivergen ce-lo ss (in verse d istan ce law ) an d assu m in g no reflection -loss (which assu m p tio n is ce rtain ly
'8
A. H. de V oogt
unjustified), the a tte n u a tio n ca u sed b y a b so rp tio n o n ly, m ight be in the o rd e r o f m agnitude o f 20 or 30 d ecib els.
kc
F o r a v a lu e o f — = 0,1 w ith / = 2 tzX 6 X
P
*’ ravening rr • »» | condition (-J-)-ray | (-) >
>
I {
» ..
(+ ) (-)
.. „
io°
and c.= 3 X IO5
1,33 ms. 1,38 ms. 1,13 ms. 1,29 ms.
F ig . 12. S t r o n g g ra d ie n t 1 c m 2 =
15 milliseconds.
the logarithm ic atten u atio n due to co llisio n al friction only is 12 N e p e r p e r K M or 104,3 decib el p e r K M . T h is m ean s th a t b y
79
The analysis of ionospheric reflections
trav ellin g through 0,1 K M or 0,15 K M o f lay er-th ick n e ss the lim it o f 20 or 30 decib el is a lr e a d y su rp a sse d . T h ese co n sid eratio n s le a d to the opinion t h a t: 1 °. the v alu e s assu m ed fo r the co llisio n al freq u en cy acco rd in g to recen t p u b licatio n s ( 2 ) are still too high, 2 °. the bulk o f the frictio n -lo ss is ca u se d in the Zf-layer (o r even the 7 7 -lay er!) w here N h a s sm all v alu e s an d if so, the atten u atio n is still effective only o v er re la tiv e sh o rt d istan ce s. The cu rves o f fig. 13 illu stra te this situ atio n m ore cle arly . T h ese
80
90
00
A
U0
120
HO
W
150
160
170
180
km—
1 cm2 — 1 d B ( + ) ray =
E v e n in g s.
D av
(—) „
= 1 1 1 , 4 5 cm 2 =
( (4~) „
=
„
=
\(-)
2 8 ,8 0 cm 2 = 4 ,6 0 cm 2 — 2 9 ,5 3 c m 2 =
2 8 .8
dB
111,45 d B 4 ,6 0 d B 2 9 ,5 3 d B
F ig . 13. dB -V alues.
g ra p h s have been d eriv ed from the Nday— a n d N evening—v alu e s o f fig. 8 fo r v e ry sm all v alu es of N . F ig. 2 ( P a r t 1) is o b v io u sly not a c c u ra te enough fo r th ese v e ry kc sm all v alu e s an d th erefo re the n um erical v a lu e s o f — w ere tak en P from the a c tu a l calcu latio n -sh eets from which the cu rves o f fig. 2 w ere e sta b lish e d . In te g ra tin g the su rfa c e b etw een a x is and
80
A. H. de V oogt
curve the to ta l am ount o f atte n u atio n is o b tain ed . The ,,d a y ” v alu es are 28,8 an d 111,45 -d b lo r ( + )_ ra y an d ( —)_ r a y ; the ,,evening” -valu es a re re sp . 4,6 an d 29,53 db. A s could be ex p ecte d the ( —)_ ra y w ill often be a b se n t ow ing to a b so rp tio n '). M o re difficult it is to exp lain w h y the difference in atten u atio n b etw een ( + ) _ an d ( - ) _ r a y , i f sp littin g is a c tu a lly p resen t, is often s ta te d to be v e ry sm all. It is p r o b a b ly n e c e ssa ry to assu m e in such c a se s, a v e ry slo w g ra d ie n t o f the ion isation sp e c ia lly in the evening so cau sin g the ( + ) _ r a y to p e n e trate o v er a d istan ce c o n sid e ra b ly in e x c e ss o f the ( —)_ ray -p en etratio n an d su fferin g in th a t region from lo ss b y p a r tia l reflection. The exp erim en tal device w ill now be d escrib ed .
A
F ig . 14. S c h e m a tic a r r a n g e m e n t o f a p p a r a t u s .
F o r giving the p u lses a 2 k W tra n sm itte r w a s u sed w ith a freq u en cy o f 6,745 me., one o f the freq u en cies d esign ed to the K o o tw ijk -ra d io sta tio n . The pulse-length could be a d ju ste d to a n y valu e from 5 to 12 0 /u —sec an d the p u lse s w ere sy n c h ro n ised on the 50 p erio d -p o w er-su p p ly . The a e r ia ls u sed w ere tw o h orizon tal d ip oles a q u a rte r w av e-len gth ab o v e the ground an d re c ta n g u la r to each other. E ith e r one o f the d ip oles or both d ip oles com bined lo r circu lar p o larizatio n (left- or righth an d ed ) could be a c tiv a te d . The tra n sm itte r is cry stal-co n tro lled . The receiv er w a s situ a te d a t 1600 M d istan ce an d co n sisted o f tw o screen ed lo o p s in a re c ta n g u la r p osition an d tuned to the fixed freq u en cy . T h ey w ere connected b y screen ed ca b le s to se p a r a te receiv ers (see fig. 1 4 ); the lo o p s could be p laced
The analysis of ionospheric reflections
81
in an y position from zero to 70 M ab o v e the ground in o rd er to m ake in v estig atio n s on the reflecting p ro p e rtie s of the earth . F o r c a lib ra tin g p u rp o se s a sm all screen ed loop w a s p laced in the centre o f the lo o p ; it could be turn ed round the common a x is o f the lo o p s and w a s connected to a stan d a rd -sig n algen erato r. A s show n in fig. 14, the loop s are connected to high-frequency am plifiers C an d D w ith a maxim um am plification o f 1 : 1 0 and a b an d w id th o f 20 kc m easu red up to h alf-p o w erp o in ts. T h e loop s and am plifiers are c a lib ra te d so th a t the deflections on the cath o d e-ray -scre en s of E , E an d G can be u sed a s m easu rin g devices fo r the in ten sity o f the lin e ar or circu lar field a t the point in sp a ce w here the lo o p s are lo cated . C a th o d e -ra y -tu b e s E an d F h ave a horizontal lin e ar sw eep o f 50 or 800 p erio d s (sy n c h ro n ise d ); the 50-p eriod -sw eep time b a se is u sed fo r su rv ey in g the num ber an d the sp littin g o f the reflections and the to ta l phenom enon; the 8 00-p eriod -sw eep is convenient fo r m ore e x a c t tim e-lag-m easu rem en ts and fo r stu dyin g the form o f the d irect an d reflected sign al. The tu b es E an d F a s w ell a s G are fe d d ire ctly w ith rad io freq u e n cy from C and D . T u b e G h as a m agn etic-sw eep giving a b ase-lin e which m ak es an an gle o f 45° w ith horizontal an d v e rtic al a x is. D gives h orizon tal, C v e rtic a l deflection (v ertical p osition o f screen ) so th a t this cath od e-tu b e is ab le to produce the e x a c t p osition o f the ellip tical, circu lar or lin ear field in sp a ce . The m agnetic sw eep is e ffectu ated b y the coils H ; the ca th o d e -ray is su p p re sse d b y a n egativ e v o ltag e fo r a ll the time ex cep t during a sm all p erio d o f v a ria b le d u ratio n from I O — 50 ju-sec. A s in d icated sch em atically bij K this gatin g p u lse, which is re c ta n g u lar, can be p lac e d an y w h ere on the d iag o n al o f the £ -tu b e b y m eans o f a ph asin g-device. T h is p h asin g-d evice en ab les b y a rough an d fine ad ju stm en t not only to lo calise the e x a c t p o sitio n o f a reflected p u lse b u t a lso to cut o ff the beginning, m id -p art or fin al-p art o f a sign al. T h is ingenious arran g em e n t in d icated b y M e s s r s Ennen an d den D u lk o f the statio n , a llo w s to a n a ly se the receiv ed p u lse. The re su lts o f the exp erim en ts o b tain e d up to 10 F e b r u a r y 1949 m ay be sum m arized a s fo llo w s. In fig. 15 a re d raw n the d ifferen t form s o f sig n a ls a s th ey w ere v e ry often visib le on the screen o f a 800 p eriod -cath od era y -sw e e p . The sig n al sen t out b y the tra n sm itte r an d m easu red
82
A. H. de V oogt
d ire ctly a t this tran sm itte r, a p e rio d ic a lly coupled to a cath oderay -tu b e , is fig. 15- 1. The d ire ct sig n al receiv ed b y the a p p a r a tu s o f fig. 14 is show n in fig. 15-2 . The d ra w in g s 3 , 4 an d 5 give the reflected sign al. The p a r ts e f and g h a r e the beginning o f the ( + )_ r a y - an d the end o f the ( - ) _ r a y - a r r iv a l; the p a r t
T~~ 1
1 < 1 1 1 J 1 •H\m—\h
jusec
/usee.
F ig . 15. V a r i o u s form s o f o b se r v e d sig n a ls (1, 2, 3, 4, a n d 5 on 8 0 0 per. tim e-base. 6 on d ia g o n a l s w e e p ).
f g is the o v e rlap p in g p erio d o f the sign al. O n the d iago n alsw eep (tube G fig. 14) p a r ts e f an d g h give circles o f d ifferen t or eq u al d iam eter (fig. 15.6). In the la t t e r c a se the m iddle p a r t o f the sign al, f g p ro d u ces an oblique lin e ar o r v e ry n arro w ellips turning in one o r the o th er direction w ith v a r ia b le v elo city (2 to yo ~ th o r 2V ~ rev o lu tio n s p e r se c o n d ); in the form er
83
The analysis of ionospheric reflections c a se the n arro w
ellips becom es w id er an d w id e r o r even a
circle, still turning slo w ly round. In acco rd an ce w ith the ro ta tio n of the m iddle p a r t, the p a r t f g is changing from maximum to minimum, the fam iliar fadingeffect when ion osph eric reflections (an d ra d io -sig n a ls 1) are received on an an ten n a only ex citab le fo r lin ear-field -recep tion . The in terestin g phenom enon o f the slo w and u n ste a d y ro tatio n o f the field-direction of the r e su lta n ty ^ - sig n a l (4- _ an d com ponent to geth er) m ay be b rou gh t in connection w ith sm all ch an ges in the earth -m agn etic field. A ccord in g to p rev io u s w o rk done on th is su b ject b y G . B r e it (4) a change o f I 3 y ( l / = i c r 5 G a u ss) in the e arth m agnetic field w ill turn the p lan e o f p o larizatio n o f the dow n-com ing w av e through 90 d eg re es. O b v io u sly it w ill be the d ifferen tial-effect on ( + )_ an d ( - ) _ r a y o f this field-fluc'| I p"
! i
m »st£
• i
1 ■«
i*
,
i 1 I
1
675psec ■ * "
!, i !
1 l - i i | If i i i i i l i
?so//sec 57svsec |
F ig . 16. S p littin g on the 8 0 0 p e r - s w e e p 1mm = 25 ^ sec. first reflection from 24 4 km virtual height.
tu ation which w ill be resp o n sib le fo r a ro ta tio n of the r e su l ta n t radio-field. A n up- or d o w n w ard m ovem ent of the ion osph ere is an o th er ex p lan atio n fo r the ro ta tio n o f the field. U p to the p re se n t there h as been s ta te d no ten d en cy to give a c o n tra st in b e h aviou r durin g the m orning a s co m p ared w ith the aftern oon o b serv atio n -p erio d . A d ju stin g b y K (fig. 14) to the v e ry beginning or end o f the sign al the circle fills up and som e „figure-eigh t tr a c e s a p p e a r p r o b a b ly due to tra n sie n t effects. Sw itch in g the tra n sm itte r to circu la r-p o larize d sig n als in ( + )_ or ( —)_ d irection a p p ro x im a te ly V3 °1 fig- 15-3.4.5 d is a p p e a r s an d on the d iag o n al sw eep a circle or an ellips w ith v e ry sm all ex ce n tricity is exh ibited. In the m a jo rity of the o b se rv e d c a se s the ( 4-)_ ray is situ a te d to the le ft (p a r t e —g )
84
A. H. de V oogt
an d is often the stro n g e st sign al. O n se v e ra l o ccasio n s the ( + )_ ray w a s lo ca te d to the righ t side (p a r t ƒ - h). W h e n stro n g sp littin g is p re se n t the p a r ts e - f and g - h are se p a r a te d b y lOO ju sec and m ore. In fig. 16 a fam iliar picture is given of the 800-p eriod -screen w hen m agnetic-ionicsp littin g w a s p resen t, To find the tim e-in terval from beginning o f d ire ct sign al to beginning o f reflected sign al it is o b v io u sly n e c e ssa ry to a d d a com plete sw eep . In fig. 16 this tim e-in terval is 950 + 675 = 1625 /bi sec. The circu lar-em itted sign al gives a much m ore s te a d 3r sign al which is a v e ry strik in g effect. H o w e v e r, durin g evening p erio d s it w a s found th a t the circu lar reflection a s w ell from ( + ) _ a s from ( —)_ ra 3^ w a s still su b jecte d to fad in g which w a s a t tim es sev ere. T h is fad in g often h ad m ore the c h a ra c te r o f a „ fr e a k " (sudden stren gth en in g of the sign al) ; the su p p o sitio n m ay be m ade th a t w a v e s in the ion osph ere la y e r s give a t tim es a focusing effect. T h is effect w a s m entioned a lr e a d y a s f a r b ack a s 1923 b y G . J. E l i a s ( 5 ). The b eh av io u r o f the in ten sity o f the second echo, if p resen t, w a s not quite in acco rd an ce w ith w h a t one m ay exp ect. T h ere is not sufficient o b se rv atio n -m a te ria l to m ake fu rth e r state m e n ts on this su b ject. I t w a s n e c e ssa ry to im prove the reflecting p ro p e rtie s o f the sa n d 3r ground a t K o o tw ijk b y a n etw o rk o f co p p er w ires. A t j h I 2 an d 1^7 height ab o v e this n etw o rk the lo o p s w ere in the n odes o f lin e ar an d circu lar field -stren gth . T h ese n odes w ere sh a rp ly pronounced. O n the th e o retical an d ex p erim en tal b a se given in this p a p e r o b se rv a tio n s on m ore than one freq u en cy m ay be done sim ul tan eo u sly . T w o or th ree fixed freq u en cies w ill be sufficient an d a s h as been p oin ted out there is som e evidence th a t the v ario u s assu m p tio n s on electro n ic-grad ien t an d co llisio n al freq u en cy m ay be p la c e d b etw een definite lim its b y sim u ltan eou s o b se rv a tio n s on m ore th an one frequency^ F u rth erm o re the d e ta ile d o b se rv a tio n o f a reflected pu lse com bined w ith earth -m agn etic m icro-deviation s in field-stren gth m ay give u sefu l in d icatio n s fo r the d irect influence o f the earth m agn etic field on ra d io sig n als. Io n o sp h eric-reco rd in g w ill u n d o u b ted ly be im p ro ved b y m akin g s e p a r a te re c o rd s w ith ( + ) _ and ( —)_ ray -circu lar-p o lariz ed em itters.
The analysis of ionospheric reflections
85
A s circular-em ittin g can cels one o f the re a so n s fo r „ fa d in g ” , it is not e x a g g e ra te d to su p p o se th a t in the fu tu re ra d io -tr a n s m itting o f sig n als w ill be done b y circu lar p o larized an ten n ae. The d ifficu lty is to overcom e the effect o f e arth reflection which sp o ils the p o larizatio n a s w ell fo r the tra n sm itte r a s fo r the receiver. F u rth e r in v estig atio n s on this m a tte r have been sta r te d a t the K o o tw ijk -statio n . C a lc u la tio n s have been en tered on now to e sta b lish an oth er serie s o f cu rves fo r q u a si-tr a n sv e r sa l p ro p a g a tio n . T h ese m ay be o f use fo r io n o sp h eric-statio n s situ a te d in the m agn eticaequ ato ria l zones. Acknowledgement. I ack n o w led ge g r a te fu lly the a ssista n c e o f M e s s r s W i ts e n b u r g , E n n e n , d e n D u l k a nd d e V r i e s o f the K o o tw ijk -R a d io -S ta tio n .
Literature* 1)
2)
3) 4) 5)
H o l l i n g w o r t h }. P roc. P h y s. S o c. 1935. V o l. 47 p. 843. G e o r g e E . F . P ro c. I. R . E . 1948-35 p. 240) I on osph eric R a d io P ro p ag atio n - N a tio n a l B u re a u o f S ta n d a r d s C irc u la r N o . 462. Appleton & Builder. P ro c. P h y s. S o c. 1933. V o l. 45 p. 208. W ir e le s s W o r ld 8 Ju ly 1932 p. 642. B r e i t G . P ro c. I. R . E . 1927-15 p. 709. E l i a s G . J. T ijd sch rift van het N e d e rla n d sc h R ad io gen o o tsch ap 1923 no. 2. p. 1.
Tijdschrift van het Nederlandsch Radiogenootschap Mei 1949
D eel X IV No, 3
Driehoek voor het ontwikkelen . n
11
van sin y en cos y
door H. de Lange Dzn Laboratorium P .T .I./N .S.F., Hilversum SUMMARY To calculate quickly the binominal coeff. from cos y and sin y a ciphertriangle is derivated.
In de rad io tech n iek kom en w e bij de a n a ly tisc h e behan delin g van een probleem veelvu ld ig hogere m achten van één van beide goniom etrisch e fu n cties sinus o f cosin us tegen. D it ligt in de a a r d van het v a k op gesloten , aan gezien het zich voorn am elijk bezig houdt m et het lan g s electrisch e w eg o v erb ren gen van sig n alen die kunnen w ord en v o o rg e ste ld d o o r een en kelvoudige sinus d an w el een sam en stel van deze fu n cties n a a r de tijd. K om en er in de u itk o m st m achten vo or van genoem de func ties, b ijv o o rb eeld bij het probleem d etectie, d an is de volgende v r a a g : „ W e lk e hogere harm onischen w ord en h ierd o o r g e p ro du ceerd ?” D e w isk u n d e g e e ft ons h ierop het an tw o o rd d o o r sin y o f cos y in hun com ponenten te on tw ikkelen . A n d erzijd s kunnen vele in teg ralen slech ts w ord en o p gelo st, a ls de in te g ra a l in een re e k s w o rd t o n tw ik k eld , te rw ijl v e e la l de o p lo ssin g van een in te g ra a l slech ts is bek en d in een reek s m et opklim m ende m achten van x , w elk e u ite r a a r d w ederom sinus- o f cosin us fu n cties zijn van de tijd. V o e re n w e b ijv o o rb eeld een am plitu de gem odu leerd sig n a a l A ( I + m cos st) cos co t d o o r een v ierp o o l m et een n e m ach ts k a r a k te r istie k en w illen w e d it probleem m ath em atisch u itw erken , d an kunnen w e in één onzer form uleboeken vinden d a t z
.
cn
(l JZ x )
, ft
= l ± —x + I
111 11 —
111
X
W e kunnen d aarb ij de binom inaalcoëfficienten berek en en volgen s
H. de Lange Dzn.
88 n . (n — i) (11 — 2 ) — ---- —
— ( ƒ — 1 )}
1 . 2 . 3 . -------------/
(« - / ) I / 1
o f v / in een ta b e l opzoeken. P a s c a l h eeft ons ech ter een een voudig m iddel gegeven om deze coëfficiënten sn el te bereken en , d o o r enige cijfers op s y s tem atisch e w ijze in de vorm van een drieh oek on der e lk a a r te p la a tse n , v o lled igh eid sh alv e hierbij w eergegev en en w a a rb ij elk cijfer in de volgende rij gevonden w o rd t a ls som van de beide cijfers, die er links en rech ts boven sta a n . H e tg een inhoudt, d a t, o m d at boven het e e rste en la a t s t e cijfer van elke rij geen cijfer links, resp . rech ts s t a a t , het aan w ezige cijfer m oet w orden her h aald . 11 O
I
i
I
i
2 3 4 5 1 enz.
2
3
I
5
I
i
3 6
4
I
i
10
4 10
5
enz.
D o e l v an d it a rtik e l is ook v o o r c o s1ly en sin wy een o v e r een kom stig m iddel te geven, hetgeen voorh een w e rd afg e le id bij de m ath em atisch e b eh an d elin g v an het probleem su p erreg e n ativ e d etectie (logarith m isch e d e te c tie k a ra k te ristie k ) en w a a rv a n mij d o o r g e sp rek k en m et c o lle g a ’s geblek en is, d a t het niet a lg e meen b ek en d is. V e rv a n g e n w e in vergelijk in g (1) d o o r c o s d a n m oeten w e deze m acht v o or elke w a a r d e v an p tu sse n I en 11 nog in zijn com ponenten on tw ikkelen om de v r a a g te b ean tw o o rd en , w elk e en in w elk e verhouding hogere harm onischen v an de sig n aa lfre q u e n tie w o rd en gevorm d. S la a n wij hiertoe één onzer form uleboeken op, b ijv o o rb eeld Sam m lung G ö sch en B a n d 51 o f H ü tte d eel I, dan vinden w e alleen in laa tstg e n o e m d e het an tw o o rd , ech ter v o o r cos^y en sin ;/y elk tw ee form ules, a l n a a r gelan g 11 even o f oneven is en zeer in gew ik k eld v an vorm , v e ro o rz a a k t d o o r ran gsch ik k in g in d alen d e w a a r d e van p .
11
11
89
C oëff.-driehoek voor sin y en cos y
R an g sch ik k en w e ech ter de com ponenten in v o lgo rd e van onze in teresse, z o als d it ook m et Fourier-com pon en ten te doen gebru ik elijk is, d an kunnen, om d at de e e rste term altijd p o sitie f w o rd t, genoem de 4 vergelijkin gen eenvoudig w ord en gesch rev en a ls : v o o r n — even : cos n „ )' = _ _ _ sin 11
^
{/o
±
cos 2y + ƒ, cos
± f 6 cos 6y +
( 2)
H----------------------- f n C O S n y )
v o o r n = oneven : cos n
y=
• n ^ sin
tn-1
co s
/ i sin. y ± f 3sin. 3y + / s sin. 5y ± . COS
.
- COS
-
.
(3) +
. cos fn . ny sin
w a a rin
U it sym m etrie-overw egin gen v o lgt : le
even functie links even functie rech ts dus alleen costerm en. oneven functie links -» oneven functie rech ts dus alleen sin-term en w elk e alleen bij sin ;// en n oneven optred en .
2e
cos 1ly sin ny
3e
a l n a a r gelan g n even o f oneven is, is ook p even ot oneven.
alleen H- tek en s altern eren d
W e lvunnen nu w ederom in binom inaalcoëfficient-tabellen g aan zoeken o f m et facu lteiten g a a n rekenen, d an w el fp met de volgende drieh oek snel berekenen.
90
H. de Lange Dzn.
n
/o
0
I
I
2 4
V
6
7
w V
A
IO
5
IQ
7
I
4
3
I
6
15
I
21
35 l
A
I
3
3
V24 l/ 25
8
f t
fs
I
V i* l
A
Â
i
3
5
A
I
!/2° V
A
7
28
56
35
enz.
I
8
i
enz.
E v e n a ls bij de drieh oek v an P a s c a l w orden de cijfers v an de volgen de rij gevonden a ls som van de beide cijfers, w elk e er d ire ct links en rech ts boven s t a a n ; hetgeen ook h ier inhoudt d at, a ls één d er b eid e cijfers o n tb reek t, het aan w ezige cijfer w o rd t h erh aald . Een uitzondering oormen de cijfer o oan de 2e kolom welke men oerkrijgt door booendien het er recht booenotaande cijfer bij op te tellen. G e b ru ik m aken de van de vergelijk in g cos p cos q —
{c o s ( / — q) 4 cos (p + q)}
(4)
is de ju isth eid h ierv an a ls v o lgt in te zien cos ny
f0
cos y = l/22{
cos Ay =
Y i*{
c o s 5y = V l4 {
/ x
/2
3 cos y
3
f5
i cos 3 jA
+ (3 + 1) cos 2y ( 2 • 3 + 4) cos_y
fA
/3
4- 1 cos 4y \
+ ( 4 + 1 ) cos 3j
+ i cos 5
D o o r de fa c to r l/2 in v ergelijk in g 4 tellen alle coëff. v an de vorige rij slech ts v o o r de h elft m ede in de w a a r d e b e p a lin g v an de coëff. in de volgen de rij. D it w o rd t in reken in g g e b ra c h t d o o r de m ach t van de bijbehoren de b reu k m et 1 te verhogen. E en uitzondering vorm t alleen f of w elk e v o o r de volle w a a rd e in de volgen de f t b ijd ra a g t. E c h te r d o o r m ach tsverh ogin g van de bijbeh oren de b reu k m oet men f 0 dus 2 X tellen of, w a t op h etzelfde neerkom t, f x uit de v o o rg a a n d e oneven rij nog bij (/o 4- f j ) uit de v o o rg aa n d e eoen rij optellen .
71
11
C oëff.-driehoek voor sin y en cos y
%
91
T e n slo tte w o rd t nog o p gem erk t, d a t de vergelijkin gen (2) en (3) blijven gelden, a ls men de goniom etrische functie v e rv a n g t d o o r zijn o vereen k om stige h y p erb o lisch e functie, behoudens v o o r n = 2,3 —6,7 — IO,II enz. w a a r v o o r bij sinhwj/ alle coëfficiënten v an teken v erw isse len .
Nederlandsch Radiogenootschap Verslag van de Secretaris over 1948.
In het afgelopen jaar werden vijf zittingen van het Genootschap gehouden. De 82e zitting welke tevens algemene jaarvergadering was, werd gehouden op 25 Februari te Utrecht. De ochtend was, behalve aan de huishoudelijke punten, gewijd aan een toelichting door de heer W eyers, van de examenactiviteit van het N.R.G. tot heden, gevolgd door een geanimeerde beraadslaging, waaraan o.m. de heren Steehouwer, Siezen en Bloemsma deelnamen. Het wekte sterk de indruk, dat gedachtenwisseling over dit onderwerp in een behoefte voorzag. Enige nuttige suggesties voor de examencommissie waren er het gevolg van. De voorzitter verzuimde hierbij niet, voorzitter en secretaris van de examen commissie dank te brengen voor hun uitstekend beleid. Des middags sprak de voorzitter, Prof. W. B. D. H. Tellegen over het onder werp: Zijn er naast weerstanden, capaciteiten, zel[indiicties en wederzijdse induc ties nog andere soortgelijke grootheden denkbaar? Aanwezig waren 27 leden en 11 genodigden. De 83e zitting, gehouden op 15 April te den H aag, hield in, voordrachten door Ir H. Mol over: Het localisatie-beginsel als grondslag ter verklaring van diverse eigenschappen van de gehoor-zin, en door Dr H. ]. Groenewold over: De betekenis van de toestand der ionosfeer voor radioverbindingen op lange af stand. Zij werd bijgewoond door 31 leden en 12 genodigden. Op de 84e zitting, gehouden op 11 Juni te Utrecht, sprak D r F. M. Penning over: Zendbuizen voor decimeter- en centimetergolven en Ir S. van Mierlo over Impulsmodulatie-systemen. Aanwezig 42 leden en 22 genodigden. De 85e zitting, gehouden op 1 October te den H aag, had als sprekers Prof. Dr C. ]. Gorter met het onderwerp: Enige recente toepassingen van radio- en radartechniek in de natuurkunde en dipl. ing. P. Cornelius met Het gerationali seerde Giorgistclsel in de electriciteitsleer. Aanwezig waren hier 52 leden en 34 genodigden. Ten slotte wras de 86e zitting, gehouden op 17 November te den Haag gewijd aan toelichting en demonstratie van de moderne telegrafie-ontvangers, ontwik keld op het Radiolaboratrium der P .T .T . De toelichting geschiedde des ochtends door Jhr Dr Ir C. Th. F. van der Wijck en voor wat betreft de gebezigde Kristalfilters door Ir F. Maarleveld; de demonstratie geschiedde des middags tijdens een bijeenkomst gehouden in het Radiolaboratorium, waarbij tevens Ir P. Boukema en de heer G. Prins toelichtingen gaven op een voor de P .T .T . ont worpen 8-kanalen impulsmodulatie-systeem. Aan voordrachten en excursie namen deel 38 leden en 16 genodigden. In de Algemene Jaarvergadering werden de aftredende bestuursleden Huydts en Vormer herkozen. Voor 1948 werd een Kas-commissie gevormd door de heren de Lange en Siezen. De Examencommissie had ook dit jaar een omvangrijke taak; sedert het vorige jaar was het aantal candidaten nog belangrijk toegenomen. V an de in totaal 797 candidaten slaagden er 114 (39% ) voor radiotechnicus en 195 (eveneens 39%) voor radiomonteur, een resultaat dat niet belangrijk verschilde van dat in 1947. Dit was voor de examencommissie aanleiding de reeds in dat jaar verspreide „opmerkingen” ook aan het verslag van de voorjaarsexamens toe te voegen.
Het Bestuur wil niet nalaten hier zijn waardering uit te spreken voor organi satie en afwerking van deze snel omvangrijker wordende examens aan Bestuur en leden der examencommissie. Ondanks, of misschien dank zij, een minimum aan administratieve omhaal, blijven de resultaten der examens verantwoord; de com missie van Toezicht vond geen aanleiding tot het maken van enige opmerkingen. D aar er aanwijzingen bestaan, dat de qualitatief ongunstige resultaten voor een deel te wijten zouden kunnen zijn aan onvoldoende opleiding, overweegt het Be stuur thans, in overleg met het Bestuur der examencommissie, het instellen van een erkenning als opleidingsinstituut namens het N.R.G. Dit uitsluitend ter oriën tatie voor studerenden; een belemmering van het recht tot deelname aan de exa mens wordt niet overwogen. Het tijdschrift kon ook dit jaar 6 maal verschijnen; er verschenen, behalve ver slagen van gehouden voordrachten, artikelen in van de hand van de heren Stumpers, van Dijl, Witsenburg en de Voogt. De commissie voor contact met radio-amateurs diende in het voorjaar een rapport in over enige mogelijkheden, die zij zag voor nuttige hulp door ama teurs, tevens bevattend een suggestie voor overleg in internationaal verband op het zomercongres van de U.R.S.I. De conclusie van dit congres leverde echter op, dat pogingen op nationaal niveau werden aanbevolen, zodat in het najaar een ontwerp-plan voor allereerste beproeving werd ingediend. Tevens werd, na aanvulling der commissie met de heer Metzelaar, en na overleg met het bestuur der V E R O N , deze als gemeenschappelijke N.R.G.-VERON-commissie voor uit werking van de plannen geïnstalleerd. Zij bestaat thans uit de heren Groenewold (voorzitter), van Dijl, (secretaris), Polak, Zaalberg van Zeist, Roorda en Metzelaar, waarvan de laatste twee tevens de V E R O N vertegenwoordigen. De Union Radio-scientifique Internationale hield in Juli in Stockholm haar V U Ie congres. Een 15-tal leden van het Genootschap nam daaraan deel. Enige voordrachten werden gehouden en enige mededelingen aangeboden voor de Comptes Rendus van dit congres. Het Bestuur werd uitgenodigd zitting te nemen in de Nederlandse Technische Unie, die beoogt coördinerend op te treden voor Technische Verenigingen op gebieden van gemeenschappelijk belang (opleiding, internationale contacten). W aar van deelname enig nut kon worden verwacht en de financiële consequenties voor het Genootschap niet groot zijn, heeft het Bestuur gemeend de uitnodiging te accepteren. Daarentegen werd de Werkgemeenschap van Wetenschappelijke Organisaties, waarvan het Genootschap lid was, een restant uit de bezettingstijd, aan het einde van 1948 geliquideerd na afwerking van de taak die dit verbond zich had ge steld, nl. na de oorlog te rapporteren over wetenschappelijke vorderingen in de oorlog in ons land. Het contact met verwante verenigingen in ons land beperkte zich overigens tot dat, vastgelegd in de afspraken over wederzijdse introductie. Bij elke bijeen komst verscheen een ruim getal introducé’s; ook omgekeerd was belangstelling onzer leden voor de bijeenkomsten der andere verenigingen. Het ledental, dat aan het einde van 1947 bedroeg 214, was aan het einde van 1948 207. De Secretaris, Ir J. P IK E T
Personalia Ir J. L. van Soest, erelid van het N.R.G. is benoemd tot buitengewoon hoog leraar aan de Technische Hoogeschool te Delft.
Mededelingen Herziene E x amen-Reglement en -eisen.
Sedert kort zijn het nieuwe Examen-reglement en de nieuwe Exameneisen voor de examens van het Genootschap vastgesteld. Zij wijken in enkele punten (niet belangrijk) af van de vroegere en zullen geldig zijn ingaande 1950. Belangstellenden dienen hun aanvrage om toezending dezer gegevens te richten aan de Heer B. Slikkerveer, Secretaris van de Examen-Commissie van het N.R.G,, Sweelinckplein 71, ’s Gravenhage.
Octrooien Openbaar gemaakt 15 M aart 1949:
O.A. 117814, kl. 96h2. N.V. Philips’. Vierpoolschakeling voor het overdragen van electrische trillingen, waarin de hoge frequenties ten opzichte van de lage worden bevoordeeld. Toepassing bij ,,pre-emphasis” . O.A. 97355, kl. 95d2gl. N .V . Philips’. Versterkerschakeling voor ultra hoge fre quenties met geringe ingangsdemping bij een buis met direct ver hitte kathode, welke kathode van tenminste drie toevoerleidingen is voorzien. O.A. 110970, kl. 95c2. N .V . Philips’. Superheterodyne ontvangschakeling ge schikt zowel voor ontvangst van omroepsignalen met relatief kleine bandbreedte, als voor ontvangst van ultra korte golfsignalen met relatief grote bandbreedte en waarbij het omschakelen van ultra korte golf op omroepgolf geschiedt door buiten werking stellen van een middenfrequentbuis. O.A. 111578, kl. 95g. N .V . Philips’ Zendinrichting met twee zenders waarvan draag golf en modulatie overeenkomen, welke zenders hun energie aan een gemeenschappelijke antenne afgeven. O.A. 117374, kl. 95d2. N .V . Philips'. Voedingsketen, zoals een piek up of micro foon, voor een electrische versterkerinrichting, met daarin opgeno men schakelaar, waarbij het optreden van een schakelklik wordt tegengegaan. O.A. 102358, kl. 95il. Radio Corporation. Schakeling voor stille afstemming van een ontvanger voor frequentiegemoduleerde trillingen. O.A. 98417, kl. 95d5a. N .V . Philips’. Schakeling, bevattende twee oscillatoren met ontladingsbuizen en een verbruiker, waarbij de voeding van de verbruiker bij een storing van de in bedrijf zijnde oscillator door de andere oscillator automatisch wordt overgenomen.
Openbaar gemaakt 15 April 1949. O.A. 115697, kl. 95f3c. N .V . Philips’. Schakeling voor het begrenzen van de amplitude van de electrische trilling, waarbij een keten met een diode en een belastingimpedantie over een reciprook netwerk ver bonden is met de klemmen, waaraan de begrensde spanning moet optreden. O.A. 106710, kl. 95b2. N .V . Philips’. Frequentiemodulatie van een oscillator met een modulatorbuis, waarbij de modulerende spanning in de anodeketen van de modulatiebuis werkzaam is, zodanig dat de hoogfrequentspanning in diens anodeketen door de modulerende spanning wordt begrensd. O.A. 110083, kl. 95m2a2. N .V . Philips’. Superheterodyne radio-ontvanger met spiegelfrequentieonderdrukking, in het bijzonder van belang voor ontvangst met een antenne met kleine capaciteit. O.A. 93665, kl. 21a49a. International General Electric. Inrichting voor het gene reren van zeer hoge frequenties met behulp van een snelheidsbesturingsbuis, welke voorzien is van een terugkoppelleiding. O.A. 110570, kl. 95a5d. N.V. Philips’ Hoogfrequentschakeling met in balans geschakelde buizen en een Lechersysteem, bestaande uit twee coaxiale geleiders, die elk aan het van de buizen afgekeerde uiteinde door een weerstand van de grootte van de golfweerstand zijn afge sloten. O.A. 110887, kl. 95h3b2. N.V. Philips’. Schakeling voor het beïnvloeden van de eigen frequentie van een trillingskring met een zelfinductiespoel, voorzien van een ferrietkern die op een bijzondere wijze behan deld is.
He.
Ontvangen Tijdschriften enz* Journal o[ the Franklin Institute, Maart, April 1949. Wireless Engineer, April, Mei 1949. Nat. Bureau o[ Standards. Basic Radio Prediction? for July 1949. Electr. Communications, Vol. 25, N r 4. Annales des Communications, Tome 4, N rs 1-2. U.R.S.1. Bulletin, Jan. Febr. 1949. Bulletin de VInstitute Polytechnique de Jassy. Fas. 2 Juillet à Décembre 1948. Radio Revue, April 1949. De Ingenieur, Jrg. 61, N rs 13-20. Tijdschrift voor Radiotechniek, Jrg. 3, Nrs 4-5.
Boekbespreking Ir W . A. Jedelo, Radiotechniek. Dc Technische Uitgeverij H. Stam, Haarlem 1948, deel I: 4e druk, 195 pp, ƒ7.25; deel II: 336 pp, ƒ 13.50; beide geïllustreerd. N aar in het voorwoord van deel II wordt medegedeeld is de bedoeling van deze boeken de jonge radiotechnicus op de hoogte te brengen van de grondproblemen die zich bij de radio-ontvangst voordoen. Deel I dient meer ter algemene oriëntering, deel II behandelt die onderwerpen welke men moet kennen voor het ontwerpen van een superheterodyne-ontvanger. In het ,,woord vooraf” van deel I vermeldt de schrijver verder, dat de stof in hoofdzaak die onderwerpen der radiotechniek omvat, die op de Middelbare Technische Scholen en op de Electrotechnische school te Amsterdam worden behandeld, terwijl zij die zich voor nijverheidsakten bekwamen, in dit boek kunnen vinden wat zij voor hun studie nodig hebben. Het is wel zeker dat aan een boek als hiervoor omschreven in Nederland be hoefte bestaat, het feit dat het eerste deel reeds vier drukken beleefde toont zulks trouwens aan. Wanneer men de boeken doorbladert en de inhoudsopgaven beziet krijgt men van het geheel een gunstige indruk. Het valt dan ook bijzonder te betreuren, dat deze gunstige eerste indruk bij nadere bestudering van de diverse hoofd stukken, dikwijls niet bevestigd wordt. V an een recensent kan men niet verlangen dat hij de ruim 500 bladzijden van deze boeken van begin tot einde nauwkeurig bestudeert. Een vrij groot aantal serieuse steekproeven, in beide delen genomen, geeft echter aanleiding tot de volgende opmerkingen: Het valt op dat in beide delen veel gerekend wordt. Daardoor wordt ten onrechte een indruk van degelijke motivering gewekt. De wetenschappelijke waarde van een boek wordt o.i. echter niet bepaald door de hoeveelheid formules. De schrijver heeft de neiging allerlei zaken op nodeloos ingewikkelde wijze te behandelen, terwijl tezelfder tijd op de exactheid nogal wat aan te merken valt. Zijn definities wijken in sommige gevallen af van wat terecht normaal gebruike lijk is. Een aantal formules wordt in bepaald onoverzichtelijke vorm geschreven. Z o wordt bv. met het begrip resonantie vreemd omgesprongen. Resonantiefrequentie betekent soms de «frequentie waarbij faze-resonantie optreedt, soms de frequentie waarbij een extreme waarde optreedt en soms ook de frequentie van een vrije trilling. Als kringkwaliteit definieert de schrijver RIL; zulks is niet alleen ongewoon, maar ook verwarrend, aangezien men toch geneigd is hieruit te concluderen, dat vergroting van R de kwaliteit vergroot, terwijl deze integendeel door groter R verkleind wordt. Een formule als 1000g = i^ iS ' kunnen wij niet bewonderen, evenmin als
Men kan op de hiervoor vermelde feiten aanmerking hebben en van mening zijn dat ze niet tot verheldering van het inzicht bijdragen, op zichzelf zijn het
geen fouten. Nu komen in vrijwel elk boek onjuistheden voor; geen criticus zal alléén daarom een afkeurend oordeel hebben. V an een boek dat zich als leerboek aandient, en waarvan ten dele reeds een vierde druk verscheen, mag men o.i. echter verwachten dat het geen of althans weinig fouten bevat, die bepaald sto rend zijn voor de begripsvorming. Dit kan van de boeken in kwestie niet gezegd worden. Integendeel zowel het eerste als het tweede deel bevatten zulke ernstige begripsfouten, dat men zich met schrik afvraagt hoe iemand uit een dergelijk boek het vak moet leren. Men oordele zelf: Bij allerlei afleidingen en berekeningen maakt de schrijver gebruik van de complexe rekenwijze. Het zou logisch zijn dan ook steeds alle grootheden in principe als complexe grootheden te beschouwen. Indien men echter, zoals in Deel II Hoofdstuk I geschiedt, het verband tussen de spanning aan de klemmen van een spoel en de stroom door die spoel schrijft als E 2 = I o co Lo, dan werkt zulks verwarrend. Dit blijkt even later wanneer, bij het probleem van de span ning sopslingering in een seriekring, geschreven wordt: E 2 — Q E 1 , waarin E 2 de spanning over de zelfinductie is, en E i de in de kring werkzame e.m.k. Door een dergelijke schrijfwijze toch wordt volkomen de indruk gewekt alsof E 2 en E i in faze zijn. Bepaald funest wordt deze kwestie bij de bepaling van de stroom in een vliegwielkring, waarbij de schrijver rekent alsof de stroom naar de kring en de stroom door de condensator eenvoudig in faze zijn. In deel I wordt bij de behandeling van gekoppelde ketens, waarop overigens veel meer aanmerkingen te maken zijn o.a. verklaard, dat een systeem bestaande uit een zelfinductie waaraan 2 condensatoren parallel geschakeld zijn (fig. 55) een gekoppeld systeem is met zg. ,.directe koppeling”. In hetzelfde deel I wordt bij de behandeling van de triode o.a. gedefinieerd
l - A Va\ \ A ^S/Ia —constant
A Va
Even later wordt afqeleid g — Ri S waarin thans echter g —-------- is.
A vg
In deel II redt de schrijver zich uit dit netelige probleem door over te gaan op de absolute waarden . Bij de behandeling van de gesloten trillingsketens (Deel II Hoofdstuk I) wordt o.a. gezegd: ,,Uit (17) — (dit w as de uitdrukking voor de frequentie waarbij faze-resonantie optrad) — volgt, dat de parallelkring met een gedwongen trilling aperiodiek wordt, wanneer... enz.” In Hoofdstuk V I van deel II wordt o.a. afgeleid hoe men een triode moet aanpassen, opdat maximaal vermogen wordt afgegeven. Gevonden wordt Ru = 2 Ri en y — 25 %. Even later, wanneer een instelling gekozen is waarbij Ru 7 ^ 2 Ri, wordt een rendement gevonden van 30,2 % waaruit de schrijver concludeert, dat hieruit blijkt dat ,,bij trioden soms de mogelijkheid bestaat een rendement te verkrijgen dat groter is dan het theoretisch gunstigste rendement van 2 5 % '\ In het bovenstaande zijn slechts enkele voorbeelden van onjuistheden genoemd, die evenwel o.i. voor een leerboek bijzonder ernstig zijn. Neemt men bovendien de eerder genoemde bezwaren in aanmerking, dan kan de conclusie slechts luiden, dat de besproken boeken weinig aanbevelenswaardig zijn. J. J. V.
