Sperrglied in Gestalt eines als Sperrtopf wirkenden Koaxialleitungsstückes Die Erfindung bezieht sich auf ein Sperrglied in Gestalt eines einseitig offenen, an der anderen Seite kurzgeschlossenen, bezogen auf eine mittlere Arbeits wellenlänge elektrisch ungefähr A,14 langen Koaxial leitungsstückes. Derartige Sperrglieder werden wegen ihrer topfähnlichen Bauform auch als Sperrtöpfe be zeichnet.
Für ein Sperrglied ist es im allgemeinen nicht erforderlich, seinen Wellenwiderstand in einem be stimmten Verhältnis zum Wellenwiderstand des an der Sperrstelle angeschlossenen oder abgezweigten Leitungssystemes zu wählen, wie etwa zur Herstel lung einer Widerstandsanpassung bei mit fortschrei tenden Wellen betriebenen Leitungsteilen. Der Wel lenwiderstand des Sperrgliedes kann daher mit einer gewissen Freiheit zur Erzielung optimaler Wirkun gen in anderer Hinsicht festgesetzt werden. Es ist bekannt, dass die Frequenzabhängigkeit der Sperr wirkung bei höheren Wellenwiderständen des Sperr gliedes geringer wird.
Daher ist es für die Erzielung einer grossen Bandbreite der Sperrwirkung vorteil haft, hohe Wellenwiderstände zu verwenden, die sich beispielsweise durch Aufteilen des Aussenleiters in eine Anzahl von Einzelleitern ergeben. Bei einem bekannten, mit einer Vertikalantenne zusammenar beitenden Sperrglied war beispielsweise der Mantel des Sperrgliedes durch kreisgruppenartig in bezug auf die Antenne angeordnete Einzelstrahler ersetzt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, bei einem Sperr glied mit in Einzelleiter aufgeteiltem Aussenleiter diesen Einzelleitern einen zum kurzgeschlossenen Ende des Sperrtopfes hin - vorzugsweise in Absätzen - zunehmenden Querschnitt zu geben. Diese Ausbil dung der Einzelleiter verbessert nicht nur die* me chanischen, sondern auch die elektrischen Eigen schaften des Sperrgliedes. Es wird nämlich eine grö ssere Frequenzbandbreite des Sperrbereiches erzielt. Bei der Verwendung von Sperrgliedern mit in Einzelleiter aufgeteiltem Aussenleiter ergaben sich Schwierigkeiten, welche durch die mechanischen Ei genschaften bedingt waren.
Bei starkem Wind zeigte sich eine Neigung der Einzelleiter zu mechanischen Schwingungen, deren Amplitude so gross werden konnte, dass die Leiter gegeneinander oder gegen den Innenleiter schlugen. In Verbindung mit einer Fahrzeugantenne störte das häufige Hängenbleiben an Baumästen und das Verbiegen von Einzelleitern beim Streifen von Hindernissen, welches auch durch einen zur Bewehrung und Versteifung an den freien Leiterenden vorgesehenen Isolierring nicht völlig vermieden werden konnte. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Mängel zu be seitigen und die Gebrauchseigenschaften eines der artigen Sperrgliedes zu verbessern, ohne seine elek trische Güte zu verringern.
Die Erfindung geht von einem Sperrglied der beschriebenen bekannten Art aus, welches die Gestalt eines einseitig offenen, an der anderen Seite kurzgeschlossenen, bezogen auf eine mittlere Arbeitswellenlänge elektrisch unge fähr A14 langen Koaxialleitungsstückes mit der Wir kung eines Sperrtopfes besitzt. Sein Aussenleiter soll voraussetzungsgemäss in eine Mehrzahl von Einzel leitern mit Zwischenräumen aufgeteilt sein.
Erfin dungsgemäss sind die Einzelleiter etwa in der Mitte zwischen ihren an der genannten kurzgeschlossenen Seite mit dem Innenleiter verbundenen Enden und ihren freien Enden ungefähr haarnadelförmig und derartig umgebogen, dass ihre freien Enden in dem Raum zwischen ihren äusseren Teilen und dem In nenleiter liegen. Die damit angegebene Konstruk tion eines Sperrgliedes weist zunächst den Vorteil auf, dass seine räumlichen Ausmasse gegenüber der elektrischen Länge vermindert sind.
Besonders er weist es sich aber als Vorteil, dass infolge der haär- nadelförmigen Zusammenbiegung der Einzelleiter am unteren Ende des Sperrgliedes nicht mehr die freien Enden der Einzelleiter wie Spiesse sich mit. Hinder nissen verfangen können, sondern dass an dieser Stelle die Rundung der Haamadelform viel weniger zu einer solchen unerwünschten Fangwirkung führt. Beim Anstreifen eines Einzelleiters gegen ein Hinder nis wird ausserdem durch die Federwirkung des in nenliegenden Teiles der haarnadelförmig zusammen gebogenen Länge,
welche sich momentan gegen den Innenleiter abstützt, ein Verbiegen eines Einzellei ters vermieden.
Ausserdem eröffnet die angegebene Konstruktion die Möglichkeit zu einer weiteren Verbesserung ihrer mechanischen Stabilität ohne grösseren Aufwand. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ein zelleiter in der Nähe der Biegungsstelle durch einen ersten, vorzugsweise ringförmigen und aus Isolier stoff bestehenden Halterungskörper mechanisch ge geneinander abgestützt.
Eine weitere Abstützung kann in der Nähe der freien Enden der Einzelleiter vor gesehen sein und durch einen zweiten, vorzugsweise ebenfalls ringförmigen und aus Isolierstoff bestehen den Halterungskörper gebildet werden. Dieser Hal- terungskörper soll vorzugsweise nicht nur die freien Enden der Einzelleiter gegeneinander, sondern diese auch gegenüber dem Innenleiter abstützen. Es er gibt sich auf diese Weise eine sowohl elastische als auch überaus formbeständige Konstruktion, welche nicht mehr die Neigung besitzt, sich mit Hindernissen zu verfangen.
Ferner ist ein Aneinan- derschlagen der Einzelleiter bei Windbeanspruchung oder bei Erschütterungen im Fahrbetrieb nicht mehr möglich. Versuche haben ergeben, dass die Bandbreite der Sperrwirkung durch die. angegebene Konstruk tion keineswegs gegenüber den besten vorbekannten Ausführungsformen verschlechtert, sondern eher noch verbessert worden ist.
Diese Wirkung kann durch die nicht völlig homogene Verteilung der Ka pazität und Induktivität der Einzelleiter erklärt wer den, bei denen eine etwas grössere Induktivität in der Umgebung der Biegungsstelle und eine etwas grössere Kapazität nahe den Enden vorhanden sind.
Versuche haben ergeben, dass sich eine Verbes serung der Sperrwirkung erzielen lässt, wenn die zwischen den Biegungsstellen und den freien Enden liegenden Teile der Einzelleiter wenigstens annä hernd auf einer den Innenleiter koaxial umgebenden Konusfläche liegen, deren Durchmesser in Richtung von den Biegungsstellen zu den freien Enden hin abnimmt. Diese Wirkung kann durch eine Verlegung der wirksamen Kapazität zwischen den innen liegen den Teilen der Einzelleiter von der Biegungsstelle in die Nähe der freien Enden erklärt werden.
Es sei nun eine bevorzugte Ausführungsform eines Sperrgliedes nach der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In Fig. 1 ist im obe ren Teil eine Ansicht des Sperrgliedes von unten und im unteren Teil ein Schnitt dargestellt, so dass die dem Beschauer zugewendeten, den Einblick stö- renden Einzelleiter in dieser Darstellung wegfallen. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen der Einzellei ter in einem grösseren Massstab.
Mit 1 ist der vertikale Mast einer Antennenan ordnung bezeichnet, welche als Strahler den verti kalen, verhältnismässig dünnen Stab 3 aufweist. Der artige Strahler werden vorzugsweise für Gegensprech antennen, beispielsweise im Fahrzeugfunk, verwen det, wobei ihre Anpassung. für die beiden Betriebs frequenzen durch besondere Ausbildung der in dem Behälter 4 untergebrachten Anpassungsschaltung op timal gemacht ist. Die Lage der beiden Frequenzen optimaler Anpassung erfordert eine entsprechend breite Sperrwirkung der verwendeten Sperrtopfan- ordnung. Das Sperrglied wird durch die Kurzschluss platte 6, welche mit dem Mast und Innenleiter 1 leitend in Verbindung steht, und die an ihrem Rand angesetzten Einzelleiter 7, deren elektrische Länge ungefähr ein .
Viertel der mittleren Arbeits wellenlänge beträgt, zusammen mit dem Innen leiter 1 gebildet. In dem dargestellten Beispiel sind acht Einzelleiter vorgesehen, deren äussere Teile auf den Kanten eines den Innenleiter 1 koaxial umge benden, über einem regelmässigen Vieleck aufgebau ten Prismas liegen. Auf der Kurzschlussplatte 6 be findet sich eine Haube 2, welche den die Anpas- sungs- und Ankopplungsmittel enthaltenden Behälter 4 umgibt. Von diesem Behälter führt die koaxiale Hochfrequenzleitung 5 im Inneren oder auch au sserhalb des Mastes 1 zu dem mit der Antenne zu verbindenden Funkgerät.
Der Mast 1 kann entweder als Rohrmast von unveränderlicher Länge oder als ausfahrbarer Teleskopmast ausgebildet sein, wobei in jedem Falle sein oberes Ende den Innenleiter der Sperrtopfanordnung bildet.
Man erkennt aus der Zeichnung, dass die Ein zelleiter 7 ungefähr in ihrer Mitte nach innen und oben derartig umgebogen sind, dass ihre freien Enden in dem Raum zwischen den äusseren Teilen dieser Einzelleiter und dem Innenleiter liegen. In der Nähe ihrer Biegungsstelle sind die Einzelleiter durch Boh rungen in dem ringförmigen Isolierkörper 8 hin durchgesteckt, so däss dieser Isolierkörper die ein zelnen Leiter gegeneinander abstützt. In ähnlicher Weise sind auch die freien Enden der Einzelleiter 7 gegeneinander durch den ringförmigen Isolierkör- per 9 abgestützt.
Dieser ist auf den Innenleiter 1 aufgesetzt, so dass sich an dieser Stelle gleichzeitig eine Abstützung gegen den Innenleiter ergibt. Das Sperrglied bildet auf diese Weise eine in sich zurück gestülpte Reusenanordnung, deren mechanische Sta bilität und Federungseigenschaften besonders gut sind.
Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch einen der Einzelleiter 7 in einem grösseren Massstab. Man er kennt, dass der Leiter 7 von einer Isolierschicht 10 umgeben ist. Diese kann vorzugsweise aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff bestehen.
Locking member in the form of a locking pot acting coaxial line piece The invention relates to a locking member in the form of a one-sided open, short-circuited on the other side, based on an average working wavelength electrically approximately A, 14 long coaxial line piece. Such locking members are also characterized as locking pots be because of their pot-like shape.
For a blocking element, it is generally not necessary to select its wave impedance in a certain ratio to the wave impedance of the line system connected or branched off at the blocking point, such as for the manufacture of a resistance adjustment in line parts operated with progressive waves. The wave resistance of the locking member can therefore be set conditions in other respects with a certain freedom to achieve optimal effects. It is known that the frequency dependence of the locking effect is lower at higher wave resistances of the locking element.
Therefore, in order to achieve a large bandwidth of the blocking effect, it is advantageous to use high wave resistances, which result, for example, from dividing the outer conductor into a number of individual conductors. In a known, with a vertical antenna cooperating operating locking member, for example, the jacket of the locking member was replaced by individual radiators arranged like a circle with respect to the antenna.
It has already been proposed, in the case of a blocking element with an outer conductor divided into individual conductors, to give these individual conductors a cross-section that increases towards the short-circuited end of the blocking pot - preferably in paragraphs. This formation of the individual conductors not only improves the mechanical, but also the electrical properties of the locking element. A larger frequency bandwidth of the stop band is achieved. When using locking members with an outer conductor divided into individual conductors, difficulties arose which were due to the mechanical properties.
In strong winds, the individual conductors showed a tendency to mechanical vibrations, the amplitude of which could become so great that the conductors hit against each other or against the inner conductor. In connection with a vehicle antenna, the frequent getting stuck on tree branches and the bending of individual ladders when hitting obstacles, which could not be completely avoided even with an insulating ring provided for reinforcement and stiffening at the free conductor ends, was a problem. The invention is based on the task of eliminating the mentioned shortcomings and improving the performance of one of the locking member-like without reducing its elec tric quality.
The invention is based on a locking member of the known type described, which has the shape of an open on one side, short-circuited on the other side, based on a mean working wavelength electrically unge approximately A14 long coaxial line piece with the effect of a locking pot. According to the requirements, its outer conductor should be divided into a plurality of individual conductors with spaces in between.
In accordance with the invention, the individual conductors are approximately in the middle between their ends connected to the said short-circuited side with the inner conductor and their free ends approximately hairpin-shaped and bent in such a way that their free ends lie in the space between their outer parts and the inner conductor. The construction of a locking member thus specified initially has the advantage that its spatial dimensions are reduced compared to the electrical length.
It is particularly advantageous, however, that as a result of the hairpin-shaped bending of the individual conductors at the lower end of the locking member, the free ends of the individual conductors no longer come along like spikes. Obstacles can get caught, but that at this point the rounding of the hairpin shape leads to such an undesirable catching effect much less. When a single conductor rubs against an obstacle, the spring action of the inside part of the hairpin-shaped bent length,
which is currently supported against the inner conductor, a bending of a single conductor avoided.
In addition, the specified construction opens up the possibility of further improving its mechanical stability without great effort. In a preferred embodiment, the individual conductors are mechanically supported against one another in the vicinity of the bending point by a first, preferably ring-shaped and made of insulating material holding body.
A further support can be seen in the vicinity of the free ends of the individual conductors and the holder body are formed by a second, preferably also ring-shaped and made of insulating material. This holding body should preferably not only support the free ends of the individual conductors against one another, but also support them against the inner conductor. In this way, it gives itself a construction that is both elastic and extremely dimensionally stable, which no longer has the tendency to get caught up in obstacles.
Furthermore, it is no longer possible to knock the individual conductors together in the event of wind load or vibrations during operation. Tests have shown that the bandwidth of the locking effect is affected by the. specified construction in no way worsened compared to the best previously known embodiments, but rather has been improved.
This effect can be explained by the not completely homogeneous distribution of the capacitance and inductance of the individual conductors who have a slightly larger inductance in the vicinity of the bending point and a slightly larger capacitance near the ends.
Tests have shown that the locking effect can be improved if the parts of the individual conductors lying between the bending points and the free ends lie at least approximately on a conical surface coaxially surrounding the inner conductor, the diameter of which is in the direction from the bending points to the free ends decreases towards. This effect can be explained by relocating the effective capacitance between the inner parts of the individual conductors from the bending point to the vicinity of the free ends.
A preferred embodiment of a locking member according to the invention will now be described in more detail with reference to the drawing. 1 shows a view of the locking member from below in the upper part and a section in the lower part, so that the individual conductors facing the viewer and interfering with the view are omitted in this illustration. Fig. 2 shows a section through one of the Einzelellei ter on a larger scale.
1 with the vertical mast of an Antennenan order is referred to, which has the verti cal, relatively thin rod 3 as a radiator. Such radiators are preferably used for intercom antennas, for example in vehicle radio, and their adaptation. is made optimal for the two operating frequencies by special design of the matching circuit housed in the container 4. The position of the two frequencies of optimal adaptation requires a correspondingly broad blocking effect of the blocking cup arrangement used. The locking member is through the short-circuit plate 6, which is conductively connected to the mast and inner conductor 1, and the individual conductor 7 attached to its edge, the electrical length of which is approximately one.
Quarter of the mean working wavelength is formed together with the inner conductor 1. In the example shown, eight individual conductors are provided, the outer parts of which lie on the edges of a prism which surrounds the inner conductor 1 coaxially and is constructed over a regular polygon. On the short-circuit plate 6 there is a hood 2 which surrounds the container 4 containing the adapting and coupling means. The coaxial high-frequency line 5 leads from this container inside or outside the mast 1 to the radio device to be connected to the antenna.
The mast 1 can either be designed as a tubular mast of invariable length or as an extendable telescopic mast, in which case its upper end forms the inner conductor of the locking pot arrangement.
It can be seen from the drawing that the individual conductors 7 are bent approximately in their middle inwards and upwards in such a way that their free ends lie in the space between the outer parts of these individual conductors and the inner conductor. In the vicinity of their bending point, the individual conductors are pushed through holes in the annular insulating body 8, so that this insulating body supports the individual conductors against one another. In a similar way, the free ends of the individual conductors 7 are also supported against one another by the annular insulating body 9.
This is placed on the inner conductor 1, so that at this point there is also a support against the inner conductor. In this way, the locking member forms a retracted trap arrangement, the mechanical stability and suspension properties of which are particularly good.
2 shows a cross section through one of the individual conductors 7 on a larger scale. It is known that the conductor 7 is surrounded by an insulating layer 10. This can preferably consist of a synthetically produced plastic.