CS270101B1 - (itlmové vedenie pre vysokofrekvenčný signál a spdsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Konátrukcia pasívnel frekvenčnej zádrže pre vysokofrekvenoný signál širiaci sa tranzverzálnou elektromagnetickou vlnou koaxiálnym vedením vo formě útlmového vedenia a spdsob jej výroby. .Útlmové vedenie má vodivé vnútorné jádro vytvořené ako lanko, ktoré je v axiálnom smere na vymedzenom úseku o minimálnej dlžke rovnej desatnásobku prevrátenej hodnoty měrného tlmenia vedenia periodicky Spirálovité skrútené so stúpanim nepriamoúmerným hodnotě určenej frekvencie. Na tomto vnútornom jadre je izolačný obal vytvořený ako súvislá rúrková vrstva s rovnakou hrúbkou stien a na obvod tejto vrstvy prilieha vodivé vonkajšie jádro s izolačným pláštom. Spdsob výroby útlmového vedenia podlá vynálezu spočiva v tom, že před skrúcaním vodivého vnútorného jadra z přvkov sa nastaví rozna sila spatného tahu<y«lebo zvolí rdzny priemer minimálně u jedného obvodového prvku vočl ostávájúcim prvkom,. ktoré sa potom skrúcajú do lanka s určeným stúpanim. Na vonkajší obvod takto vytvořeného periodicky Spirálovité skrúteného vnútorného jadra sa rúrkovo vytláča rovnoměrně hrubá izolačná vrstva, nad ktorou sa obvodovo vytvoří vodivé vonkaj

Description

CS 270101 B1 1

Vynález rieSi konStrukclu paeívnej frekvenčnej zádrže, pre vysokofrekvenčný sig-nál Slrlacl sa tranzverzálnou elektromagnetickou vlnou koaxlálnym vedením vo forměútlmového vedenla a spůsob jej výroby. V súčasnosti sa na filtráclu vysokofrekvenčných signálov používájú zložlté pasiv-né a.aktivně filtre, ako například RC-filtre, elektronické filtre alebo kryStálové fil-tre. používá sa tiež rieSenie založené na filtračnom selektívnom vlnovodnom vedenís kapacitně viazaným pahýlom, kde úsek vedenia. vhodnej dílky je kapacitně viazanýs hlavným vedením. Nevýhodou známých rieSení Je bu3 nízká hodnota útimu ppi jednodu-chýh konStrukciách a malá selektívnosS alebo nutnost tepelnej, připadne průdovej a na-pátovej stabilizácie u zložitých elektronických filtrov. Aktivně filtre navySe potře-bu jú vlastně napájacie,zdroje. Pri rieSení selektívneho vedenia s kapacitně viazanýmpahýlom je nevýhodou, že dochádza k poruSeniu kontinuity prenosovej cesty k zhoršeniuúčinnosti tienenia voči vonkajšlm ruSivým poliam a možnosti vyžarovania přenášených ' vysokofrekvenfiných signálov. NavySe takéto rieSenie je výhodné použil len pri symetric- kom přenose, »

Uvedené nedostatky existujúcich filtrov odstraňuje Lútl«Ové vedenie podlá vyná-lezu, ktoré Je výhodné vyrábět spdsobom podlá tohto istého vynálezu, podstata útlmo- * vého vedenia spočívá v tom, Že vodivá vnútorné jádro vytvořené ako lanko, ktoré je v axiálnom emere na vymedzenom úseku o minimálněj dlžke rovnej desatnásobku prevróte-nej hodnoty měrného tlmenla vedenla periodicky Spirálovité skrútené so st&amp;paním ne-priamoúmerným hodnotě určenej frekvencle, Na tomto vnútornom jadre je izoláčný obalvytvořený ako súvlslá rúrková vrstva s rovnakou hrúbkou stien a na obvod tejto vrstvyprilleha vodivé vonkajSie jádro s izolačným pláStom.

Sp3sob výroby útlmováho vedenla podlá vynálezu spočívá v tom, že před skrúcanímvodivého vnútorného jadra z prvkov sa nastaví rázná sila spatného tahu a/lebo zvolírázný priemer minimálně u jedného obvodového prvku voči ostávajúcim prvkom, ktoré sapotom ekrúcajú do lanka s určeným stúpaním. Na vonkajSÍ obvod takto vytvořeného perio-dicky Spirálovité skrúteného vnútorného jadra sa rúrkovo vytláča rovnoměrně hrubá izo-lačně vrstva, nad ktorou sa obvodovo vytvoří vodivé vonkajSie jádro a na ňom izoláčnýplášt. před skrúcaním prvkov do lanka sa nastaví sila spatného odtahu minimálně jedné-ho obvodového prvku o 30 až 80 percent váSčia voči sile spatného odtahu stredného prv-ku a ostávajúcich obvodových prvkov vodivého vnútorného jadra. Pri druhej alternativěsa před skrúcaním prvkov do lanka zvolí minimálně jeden obvodový prvok s priemeromo 55 až 85 percent menSím ako je priemer ostávajúcich prvkov vodivého vnútorného jadra. Výhodou konStrukcie pásmovej frekvenčnej zádrže ako Lútlaového vedenia podlá vy-nálezu je, že ide o pasivný fliter jednoduché] konStrukcie podobnej koaxlálnemu vede-niu, ktoré nepotřebuje osobitný zdroj napájanla, nie je u něho potřebná stabilizáciateplotně, prúdová alebo napStová. Voči eelektívnemu vedeniu s kapacitně viazaným pa-hýlem nie je naruSená přenosová cesta, je zabezpečená dobrá účinnost tienenia vočivonkaJSlm ruSivým poliam, ako aj nedochádza k vyžerovanlu prenáSaných signálov. Pri- w tom sa dosahuje vySSia selektivita a je možné prenáSat vaičSí výkon. Volbou pláste - - vonkajSej izolácie útlmového vedenla možno vytvořit taký filter, ktorý je možné použit i do zhoršených klimatlcko-mechanických podmíenok. velkou výhodou je dlhodobá » stálost přenosových vlastnosti. Výhodou spdsobu výroby podlá vynálezu je najmS to, žeumožňuje výrobu útlmového vedenia na existujúcich technologických zariadeniach prevýrobu koaxiélnych káblov e minimálnou úpravou, požadované parametre pásmovej frek-venčnej zádrže sa dosiahnu jednoduchou změnou sily spStného odtahu prvkov lankovéhovodivého vnútorného jadra a/lebo změnou priemeru Jedného z obvodových prvkov vnútorné-ho jadra, čím sa vytvoří periodicky sa opakujúca 2mena vodivého vnútorného jadra - - úd a změna impedancle vedenia - Δ 2. Calšie parametre útlmového vedenia sú přitomfunkciou vyrobenej dlžky .útlmového vedenla a stúpania Spirálovitého skrétenla vnútor-ného jadra. Hodnota tlmenia «<L útlmového vedenia je funkciou jeho dlžky, podlá nasle- CS 270101 B1 dovného vztahu:

Lmin 10 (dB), kde· X, je měrné tlmenie vedenla (db/m)

Lmin Je minimálna dlžka útlmového vedenia (m). Táto dlžka zaručuje vysoké eelektívnost - ostrost Špičky frekvenčnej charakte-ristiky tlmenia útlumového vedenia a najvačSie dostupné tlmenie v zadržované] oblastikmitočtov až do 70 dB pre frekvencie vysokofrekvenčného TEM signálu řádové jednotiekGHz pri Sírke pásma pásmovej zádrže ca 10 MHz, tj. okolo 4 %. Dosiahnuté tlmenie jevýsledkom periodicky sinusovite rozloženej nehomogenity charakteristické] impedancieΔ Z z útlmového vedenia. Zvolené frekvencia Špičky tlmenia fg je viazaná materiá-lovými a konStrukčnými parametrami útlmového vedenia vztahom: c (MHz), kde: fg je frekvencia signálu, pre ktorý působí najvyšSie tlmenie pri přenoseútlmovým vedením (MHz), c je rychlost světla (km/s), je relativná permitivita izolácie útlmového vedenia, h je stúpanie Spirálovitého periodického skrútenia vnútorného jadra.

Na přiložených výkresoch je na obr. 1 znázorněná konStrukcia útlmového vedenias vnútorným jadrom pozoatévaJúcim z konStrukcie 6+1 prvkov v re2e. Na obr. 2 sú znázorněné priečne řezy útlmovým vedením odstupňované navzájem o jednu Stvrtinu stúpa-nia h Spirálovitého skrútenia vnútorného jadra. Na obr. 3 je výsledná frekvenčněcharakteristika tlmenia útlmového vedenia s vnútorným jadrom 6+1 prvkov pri zmenesily spStného tahu u dvoch obvodových prvkov.

Riešenie podlá vynálezu je objasněné na nasledujúcleh príkladoch; Přiklad 1

Cltlmové vedenie má lankové vnútorné jádro so 6 + 1 dvakrát postriebrených Cudrňtikov o priemere O,75 mm, z ktorých dva drňtiky sú skrútené s vyšším napatím vočiostévajúcim drStikom. Dosiahla aa tým periodické sínusovité změna v koncentricite vnútorného jadra 1 voči ideálnej axiálnej osi -útlmového vedenia, ktoré cialej pozostávaz rúrkového izolačného obalu 2 s rovnakou hrúbkou stien 2,42 mm, na ktorého obvode jevytvořené vonkajšie vodivé jádro 3 dvojitým opletením a izolačný pléšt 4. Izolačnýobal je v našom případe z polyetylénu a.izolačný pláSt z PVC. olžka útlmového vede-nia je L 10 m, elektrická permitivita » 2,28, stúpanie Spirálovitého skrútenia vnútorného jadra h · 34 mm. Naměřená hodnota útlmu 60 dB pre frekvenciu signálufg « 2,98 GHz pri šírke pásma pásmovej zádrže 106 MHz, tj. 3,6 %. Změna vlnovej impe-dancie Δ Z » 0,25 ohmov.

Claims (3)

1. CS 270101 01 3 Ůtlmové vedenie podlá příkladu 1 sa doaiahlo technológiou výroby běžnou pri koaxi-álnych kábloch s tým rozdielom, že před skrúcaním vodivého vnútorného jadra z prvkov6+1 sa nastavila sila spatného odtahu u dvooh obvodových prvkov v pomere 3 : 1 vočisile spatného tahu ostatných drótikov. Na takto vytvořené periodicky Spirálovité skrú-tené vnútorné jádro sa rúrkovo vytlačila rovnoměrně hrubé (2,42 mm) izolačná vrstvaz polyetylénu. Nad takto vytvořeným lzolačným obalom aa dvojitým opletením vytvořilovodivé vonkajSie jádro a na ňom izolačný pláSt z PVC známou kébelárskou technológiou. Příklad 2 Ůtlmové vedenie mé lankové Vnútorné jádro zo 6 ♦ 1 dvakrát postriebrených cu dró-tikov o priemere 0,75 mm okrem dvoch drótikov, ktoré majú priemer 0,5 mm; Vnútorné lan-kové jádro l z uvedených drótikov vykazuje periodická sinusová změnu v koncentricitevnútorného jadra l vočl ldeélnej osi útlmového vedenia so Spirálovým skrútenim o stú-paní h « 27 mm. Né takéto vnútorné jádro je vytvořený izolačný obal 2 v tvare súvislejrúrkovej vrstvy s rovnakou hrúbkou stien 2,42 mm, na ktorého obvode je vytvořené von-kajSie vodivé jádro 3 dvojitým opletením a izolačný pléSt 4. Materiálové zloženie izo-lačného obalu 2 a izolačného pláSta 4 je rovnaké ako v příklade 1. Namerané hodnotytlmenia σ(. » 52 dB pre frekvenciu signálu fg » 3,62 GHz. Změna vlnovej impedancie Λ Z » 0,11 ohmov pri permitivite izolácie £. r 2,28. Ůtlmové vedenie podlá přikladu 2 sa vytvořilo spÓsobom, kde před skrúcaním6+1 drStikov do lanka sa zařadili dva drótiky o priemere menSom (0,5 mm) voči prie-meru ostatných drotikov (0,75 mm) vodivého vnútorného jadra. Takto skrútené drStikys určeným stúpaním h 27 mm vytvořili vnútorné vodivé jádro s periodicky Spirálovi-tým skrútenim. Na takto vytvořené vnútorné Jádro sa známými technologiemi vytlačilarúrkovo rovnoměrně hrubá vrolačná vrstva z polyetylénu. Na takto vytvořený izolačnýobal sa dvojitým opletením vytvořilo vonkajSie vodivé jádro a na ňom izolačný pléStz PVC. Ůtlmové vedenia podlá vynálezu, ktoré sú vytvořené ako koaxiálně vedenia s perio-dickou nehomogenitou sinusového charakteru vnútorného jadra umožňuje ich využitie akopasivné filtre s rozloženými parametrami pre vysokofrekvenčný signál typu TEM vlny ažpo tzv. kritický kmitočet útlmového koaxiálneho vedenia, kedy by vznikali vlny vySSie-ho typu, a to TE a TM. Takéto ůtlmové vedenie vhodné uspósobené, čo do tvaru (stočením), impedancie,resp. materiálu vonkajSieho izolačného pláSta je možné použit v běžných přenosovýchzariadeniach, ako například súčast vysielacích systémov k odfiltrovaniu nežiadúcichzrkadlových frekvenci!. V kaskádovom zapojení s korekčným zosilňovačom pře vyrovnanienárastu tlmenia vplyvom přenosu vedením je možné použit ako vSeobecný prvok prenosovejtechniky tam, kde sa požaduje tlmenie vySSie ako 50 dB pri vysokej selektívnosti. PREOMET VYNÁLEZU- 1/ ůtlmové vedenie pre vysokofrekvenčný signál Siriaci sa tranzverzálne elektromagne-tickou vlnou vyznačujúce sa tým, že vodivé vnútorné jádro (i), vytvořené ako lanko,ktoré je v axiálnom smere na vymedzenom úseku o minimálnej dlžke (Lmln) rovnejdesatnásobku prevrátenej hodnoty měrného tlmenia (oC) vedenia periodicky Spirálo-vité skrútené so stúpaním (h) neprlamo úměrným hodnotě určenej frekvencie (fg)a na tomto vnútornom jadre (i) je izolačný obal (2) vytvořený ako súvislá rúrkovávrstva s rovnakou hrúbkou stien a na obvod tejto vrstvy prilieha vodivé vonkajSiejádro (3) s lzolačným pléStom (4). CS 270101 61 2/ Sposob výroby útlmového vedenia podlá bodu 1/ vyznačujúci sa tým, že před skrúca-ním vodivého vnútorného jadra z prvkov sa nastaví rozna sila spatného tahu a/lebozvolí rézny priemer minimólne u jedného obvodového prvku voči ostávajúcim prvkom,ktoré sa potom skrúcajú do lanka s určeným stúpaním, pričom na vonkajší obvod tak-to vytvořeného periodicky Spirálovité skrúteného vnútorného jadra sa rúrkovo vy-tléča rovnoměrně hrubé izolačně vrstva, nad ktorou sa obvodovo vytvoří vodivé von-kajšie jádro a na ňom izolačný plášt. 3/ Sposob výroby podlá bodu 2/ vyznačujúci sa tým, že před skrúcaním prvkov do lankasa nastaví sila spatného odtahu minimálně jedného obvodového prvku o 30 až 80 per-cent váčSia voči sile spatného odtahu stredného prvku a ostávajúcich obvodových prvkov vodivého vnútorného jadra. 4/ SpSsob výroby podlé bodu 2/ vyznačujúci sa tým, že před skrúcaním prvkov do lankasa zvolí minimálně jeden obvodový prvok s priemerom o 55 až 85 percent menším akoje priemer ostávajúcich prvkov vodivého vnútorného jadra.
2. * 2 výkresy