Von Gerhart Goebel (Darmstadt / Eberstadt)
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Die Aufgabe, hörfrequente Schwingungen mittels einer elektromagnetischen Trägerschwingung ohne Zuhilfenahme eines Leiters durch den Raum zu übertragen, setzte das Vorhandensein dreier Bauelemente voraus:

• 1. eines Generators für Wechselstrom sehr hoher Frequenz bei konstanter Amplitude,
• 2. eines Modulators zur Beeinflussung dieses als Nachrichtenträger dienenden Wechselstroms durch die zu übertragenden Tonfrequenzen,
• 3. eines Demodulators zur Wiedergewinnung der modulierenden Tonfrequenzen aus der empfangenen modulierten Trägerfrequenz.

Diese drei Teilaufgaben waren bereits Anfang dieses Jahrhunderts gelöst.*)

*) Die von Graham Bell 1880 angegebene Lichttelephonie [2] kann nicht als Vorläufer des Rundfunks angesehen werden, weil es sich bei diesem „Photophon" um eine ausgesprochene Richtverbindung handelte. Bell erzielte damit eine Richtweite von 213m, während Simon 1897 mit einem ähnlichen Verfahren bereits 3km und Ruhmer 15km überbrücken konnte

1900 berichtete Duddell über ein Verfahren zur Erzeugung ungedämpfter Schwingungen mit Hilfe des Gleichstrom-Kohlelichtbogens [4]. Er erzielte Frequenzen bis zu 15.000Hz bei wenigen Watt Schwingleistung.

1902 gelang Valdemar Poulsen die Erzeugung nahezu beliebig großer Schwingleistungen bei Frequenzen bis zu 3 x 10 hoch6 Hz dadurch, daß er den Lichtbogen zwischen wassergekühlten Elektroden unter dem Einfluß eines transversalen Magnetfeldes in einer Wasserstoff-Atmosphäre brennen ließ und so eine wesentlich steilere fallende Charakteristik erreichte als Duddell [5; 6].

In den Vereinigten Staaten hatten inzwischen Alexanderson und Fessenden von der General Electric Co. in den Jahren 1904 ... 1906 einen Maschinengenerator zur unmittelbaren Erzeugung hoher Frequenzen geschaffen. Diese nach dem Induktorprinzip gebaute Maschine soll bei 81.700 Perioden etwa 1kW Hochfrequenzleistung abgegeben haben [8; 9; 10]. Mit ihrer Hilfe gelang Fessenden am 11.12.1906 die erste „mustergültige Übertragung" der Sprache zwischen Brant Rock bei Boston und Plymouth (USA) über 18km [11].

1907 konnte er auch bei Tage von Brant Rock nach Long Island über 320km sprechen. Die Hochfrequenzmaschine war dabei unmittelbar in die Antenne geschaltet, die mit der Maschinenfrequenz in Resonanz gebracht wurde.

Poulsen erzielte 1904 mit 200W Schwingleistung eine Sprechverbindung über 0,2km [7] und 1907 bereits eine gute Telephonie-Verständigung zwischen Esbjerg und Lingby über 270km mit nur 900W Antennenleistung bei einer Wellenlänge von etwa 1.200.m [3]. In Deutschland wurde der Poulsen-Sender seit 1906 von der C. Lorenz-AG. weiter entwickelt und insbesondere bei der Marine eingeführt.
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Bei Telefunken hatte inzwischen, nachdem sich Verhandlungen mit V. Poulsen zerschlagen hatten, C. Schapira einen eigenen Lichtbogensender entwickelt, der bis zu 24 in Reihe geschaltete Kohle-Kupfer-Lichtbögen mit Siedekühlung enthielt [12]. Mit dieser von G. Arco damals noch als „Telephonspielerei" bezeichneten Anordnung wurden 4 Tage nach den Versuchen von Fessenden die von diesem erzielten Reichweiten auf Welle 1.100m um mehr als das Doppelte überboten.

Nach den „Berliner Neuesten Nachrichten" vom 16. 12. 1906 sprach der damalige Staatssekretär im Reichspostamt, Dr. Sydow, im Telefunken-Laboratorium Berlin, Tempelhofer Ufer 9, am 15.12.1906 „als Erster in den Apparat und eröffnete somit eine neue Aera der Telephontechnik". Seine damals aktuellen Worte: „Was sagen Sie zur Reichstagsauflösung?" konnte Dr. Schapira auf der Empfangsstelle Nauen unter Anspannung seines Gehörs und seiner Kombinationsgabe verstehen und durch Fernsprecher bestätigen [13].

„Das beste Ergebnis wurde am 15.11.1907 mit einer Sprechverbindung Berlin-Rheinsberg auf ca. 75km erreicht" [14]. Hierbei wurde nach Mitteilung von H. Bredow bereits gelegentlich Grammophonmusik übertragen. Im gleichen Jahre führte A. Slaby in der Technischen Hochschule Berlin dem Kaiserpaar drahtlos übertragene Musik vor. G. Arco ließ auf der Sendestelle Tempelhofer Ufer vor dem Mikrophon eine Carusoplatte auf einem Trichtergrammophon abspielen, wobei der Kaiserin die Funktionen Carusos und des Grafen Arco bei dieser Vorführung nie ganz klar geworden sein sollen [15].

Im Februar 1913 veranstaltete H. Bredow über die Telefunken-Station Sayville (Long Island) die ersten musikalischen Rundfunkübertragungen im heutigen Sinne mittels eines Maschinensenders. Er konnte am 23.2.1913 der Zeitung „The Sun" telegraphieren: „Die ersten Versuche mit Graf Arco's neuer drahtloser Telephonie sehr befriedigend. An Bord des Dampfers „George Washington" hörten wir in großer Entfernung „The Star Spangled Banner" von einem Phonographen, der in der Funkstation Sayville aufgestellt war" („The Sun" vom 23. 2. 1913).

Als Modulator diente bei allen damals benutzten Systemen das Kontaktmikrophon, das entweder unmittelbar in die Antenne eingeschaltet wurde (Fessenden, Poulsen) oder einen Teil der Antennenverlängerungsspule überbrückte (Telefunken). Stromstärken bis zu 0,6A ließen sich noch mit gewöhnlichen Fernsprechmikrophonen steuern. Bei größeren Leistungen wurden durch einen Schalltrichter mehrere in Serie oder parallel geschaltete, oft noch mechanisch erschütterte Mikrophonkapseln besprochen [16]. Um einer unzulässigen Erhitzung der Elektroden vorzubeugen, wurden gelegentlich die Körnerkammern mit Wasser gekühlt (Siemens & Halske [17], Fessenden [18]).

Die Strombelastbarkeit der Kohlemikrophone ließ sich weiterhin durch Einführung von Wasserstoffgas in die Kohlekammer um etwa 40% erhöhen [19]. Bei dem Starkstrom-Mikrophon von Egner-Holmström (1908) wurden die aktiven Mikrophonkontakte mit Wasserstoff gekühlt, während die Wärme des Gehäuses durch fließendes Wasser abgeführt wurde [20]. Mit derartigen Mikrophonen ließen sich Ströme bis zu 15 A steuern.
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Anstelle der Kohlemikrophone, deren Körner durch Überlastung leicht verbrannten, wurden auch hydraulische Mikrophone vorgeschlagen, bei denen nach Majorana der Querschnitt [21; 22] oder - nach Chambers [23] - die Länge eines Flüssigkeitsstrahls durch die Schallwellen verändert wurde. Die hierdurch erzielte Widerstandsänderung des Flüssigkeitsstrahls steuerte den Mikrophonstrom.
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Größere Trägerleistungen konnten erst mittels teilweiser Vormagnetisierung des letzten Frequenzwandlers von Maschinensendern durch die Mikrophonströme [52] oder - bei Generatoren ohne magnetischen Verdoppler - mit der von Fessenden [24] angegebenen, 1913 von L. Pungs praktisch verwirklichten Steuerdrossel moduliert werden:

Der induktive Widerstand einer in die Antenne eingeschalteten Eisenkernspule wurde durch den eine besondere Steuerwicklung auf demselben Eisenkern durchfließenden Mikrophonstrom um etwa 2 Zehnerpotenzen geändert, wobei die Steuerleistung nur 1 ... 2% der Trägerleistung betrug. Dieser magnetische Modulator wurde sowohl für Lichtbogensender als auch für Maschinensender bis zu etwa 12kW Trägerleistung bei Wellenlängen von 4000 ... 250m benutzt [25], u.a. auch bei der Hauptfunkstelle Königs Wusterhausen, obwohl H. Thurn in einer Beschreibung dieser Station 1920 „aus patentrechtlichen Gründen" über die erstmals verwandte „neue Modulationsart" noch nicht berichten konnte [26].

Als Demodulator verwandte Fessenden anfangs ein Bolometer, später ein Liquid Baretter [27] nach Art des von Schloemilch [28] angegebenen elektrolytischen Detektors, während Poulsen zunächst ein im Empfangskreis liegendes Thermokreuz nach Klemencic [29] zur Demodulation benutzte. Beim Telefunkensystem diente ein von Hornemann angegebener, aus einer erhitzten Kupferplatte und einer Platinspitze bestehender Thermodetektor als Gleichrichter [3]. Alle diese Demodulatoren wurden etwa 1906 abgelöst durch die verschiedenen Formen des von F. Braun [30] angegebenen und bis heute verwandten Kristalldetektors [31].

1904 benutzte J. A. Fleming den von T. A. Edison in den Achtziger Jahren des vorigen Jahrhunderts entdeckten, damals noch unerklärbaren Emissionseffekt eines glühenden Kohlefadens im Vakuum zur Gleichrichtung hochfrequenter Schwingungen mittels einer ungesteuerten Röhre in Diodenschaltung [32].

Im selben Jahre beschrieb A. Wehnelt die Fähigkeit glühender, mit einem Erdalkali-Metalloxyd bestrichener Kathoden, Elektronen zu emittieren und eine Stossionisation bei niedrigen Spannungen einzuleiten. Die von ihm angegebene Ventilröhre [33] bildete den Ausgangspunkt für alle späteren Gasdetektoren, Röhrenverstärker und Röhrensender.

Im folgenden Jahre veröffentlichte Robert v. Lieben die nach ihm benannte Kathodenstrahl-Relaisröhre [34], die jedoch etwa 6 Jahre lang unbeachtet blieb, obwohl der Schutzumfang des Lieben-Patentes DRP 179 807 vom 4.3.1906 sich ganz allgemein erstreckte auf ein „Kathodenrelais für Stromwellen bis zu den höchsten Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß langsame, von einer Glühkathode ausgehende Kathodenstrahlen ... durch die zu verstärkenden Stromwellen derart beeinflußt werden, daß sie in ihrem Stromkreis Wellen gleicher Frequenz, aber höherer Amplitude hervorrufen".

1905 berichtete L. de Forest nach Versuchen über die Beeinflussung der Leitfähigkeit eines erhitzten Gases durch Hochfrequenzspannungen über einen Glühkathoden-Detektor, die Audion-Röhre, die sich von der Fleming-Röhre im wesentlichen durch Verwendung einer Relais-Batterie unterschied.

1907 führte de Forest eine dritte Steuerelektrode (Platte symmetrisch zur Kathode) ein [35], die er später durch ein Gitter zwischen Anode und Kathode ersetzte [36]. Als er die deutschen Patentgebühren nicht mehr bezahlen konnte, mußte de Forest (nach S. Loewe) seinem Patentanwalt schreiben: „Hier ist ein großes Geschenk eines Erfinders an das deutsche Reich" [37].

Auch die Audionröhre blieb, obwohl als Detektor geschaffen, jahrelang unbeachtet, was H. Rukop auf den „antiphysikalischen Geist" zurückführt, „der damals in der Funkentelegraphie noch den Ausschlag gab" [38].