DE10259992A1

DE10259992A1 - Remote supply choke e.g. for broadband transmission systems, has sectioned material arranged between windings of main coil

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Publication number: DE10259992A1
Application number: DE2002159992
Authority: DE
Original assignee: GTN KOMMUNIKATIONS und SICHERU; GTN KOMMUNIKATIONS- und SICHERUNGSSYSTEME GmbH
Current assignee: GTN KOMMUNIKATIONS und SICHERU; GTN KOMMUNIKATIONS- und SICHERUNGSSYSTEME GmbH
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

A remote supply choke (100) for coupling or decoupling electrical energy in broadband transmission system, consists of a current carrying main winding (105), an insulating tubular body (130) and a core (135) which is formed preferably from a ferromagnetic material. A sectioned material (140) is arranged between the windings (125) of the main coil (105). An Independent claim is also included for a coaxial broadband transmission system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernspeisedrossel für koaxiale Breitbandübertragungssysteme, bei denen die darin angeordneten Verstärkerelemente über das diese verbindende und signalführende Koaxialkabel ebenso mit Energie versorgt werden. Für die Energieeinkopplung in das Kabel und für die Energieauskopplung aus dem Kabel werden Fernspeisedrosseln verwendet. In der Praxis sind koaxiale Breitbandübertragungssysteme bekannt, die aus einer sehr grossen Anzahl von alternierenden Anordnungen von Verstärkerelementen und koaxialer Übertragungsstrecken bestehen. Koaxiale Leitungen stellen passive und dämpfungsbehaftete Elemente dar, die eine frequenz-abhängige Reduzierung des Signalpegels entlang ihrer Längsausdehnung zur Folge haben. Die zwischengeschalteten Verstärker sorgen für eine Pegelregenerierung und ermöglichen es folglich die überbrückbaren Strecken zu verlängern. Zusätzlich zu den Nutzsignalen wird gleichzeitig über das koaxiale Breitbandübertragungssystem niederfrequent die Energie für den Betrieb der Verstärker übertragen. Die Energieeinkopplung in das Netz und die Energieauskopplung aus dem Netz wird mittels Fernspeisedrosseln vorgenommen, die als Trennelemente zwischen hochfrequenter Signalübertragung und niederfrequentem Energietransport fungieren. Physikalische Eigenschaften der verwendeten Materialien als auch konstruktive Notwendigkeiten haben zur Folge, dass parasitäre Einflüsse und Resonanzen, vorzugsweise für die hochfrequente Signalübertragung, in Form von spektralen Einengungen oder Unstetigkeiten, die Übertragung der Nutzsignale einschränken. Verantwortlich zu machen hierfür ist das Eigenresonanzverhalten der verwendeten Fernspeisedrosseln. Demzufolge konzentrieren sich praktische Ausführungen von Fernspeisedrosseln auf die Vermeidung bzw. die Unterdrückung, Dämpfung oder Verschiebung derartiger Resonanzerscheinungen ausserhalb des Übertragungsfrequenzbereiches.The invention relates to a remote feed choke for coaxial Wideband transmission systems, where the amplifier elements arranged in it over the this connecting and signal leading Coaxial cables can also be supplied with energy. For energy coupling into the cable and for the energy extraction from the cable, remote feed chokes are used. In practice, coaxial broadband transmission systems are known that of a very large number of alternating arrangements of amplifier elements and coaxial transmission links consist. Coaxial lines are passive and damped Elements that represent a frequency-dependent reduction in the signal level along its length have as a consequence. The intermediate amplifiers ensure level regeneration and enable it therefore the bridgeable Extend routes. additionally the useful signals are simultaneously via the coaxial broadband transmission system low frequency the energy for transfer the operation of the amplifier. The energy coupling into the network and the energy coupling out the network is made by means of remote feed chokes, which act as separators between high frequency signal transmission and act as low-frequency energy transport. Physical Properties the materials used as well as constructional necessities cause parasitic influences and resonances, preferably for the high-frequency signal transmission, in the form of spectral constrictions or discontinuities, the transmission restrict the useful signals. Responsible for this is the natural resonance behavior of the remote feed chokes used. As a result, practical designs of remote feed chokes are concentrated on avoiding or suppressing, damping or shifting such Resonance phenomena outside the transmission frequency range.

Als Methoden hierfür sind in der Praxis die Beschattung einer Fernspeisedrossel mit Widerständen sowie das Aufbringen leitfähiger Schichten, in Form von beispielsweise Graphitlacken, auf ganze Wicklungsbereiche, bekannt. Auch die Variation der Abstände der Windungen oder ganzer Wicklungsabschnitte einer Fernspeisedrossel voneinander finden Anwendung. Ebenso die Ausbildung von Wicklungen mit sich partiell änderndem Wickelsinn und die daraus resultierenden Feldverkopplungen werden zur Resonanzunterdrückung herangezogen. In DE 198 58 506 C2 wird die Anwendung einer separaten Dämpfungswicklung mit einem Widerstandselement beschrieben. Eine sehr schmalbandige und für hochfrequente Bereiche konzipierte Frequenzweiche für die Trägerfrequenztechnik wird in der Schrift DE 312 20 84 C2 beschrieben, bei der die Energieeinspeisung unter Nutzung der Resonanzeigenschaften von koaxialen Leitungen dargelegt wird.In practice, the shading of a remote feed choke with resistors and the application of conductive layers, in the form of, for example, graphite varnishes, to entire winding areas are known as methods for this. The variation of the distances between the turns or entire winding sections of a remote feed choke from one another is also used. The formation of windings with a partially changing winding direction and the resulting field couplings are also used to suppress resonance. In DE 198 58 506 C2 describes the use of a separate damping winding with a resistance element. A very narrow-band crossover for carrier frequency technology designed for high-frequency areas is described in the publication DE 312 20 84 C2 described in which the energy supply is set out using the resonance properties of coaxial lines.

Nachteilig an den bekannten Fernspeisedrosseln ist, dass trotz aller beschriebener Massnahmen die nutzbaren Frequenzbereiche stark eingeschränkt bleiben, der Schaltungs- bzw. Realisierungsaufwand sehr gross ist und die Reproduzierbarkeit der konstruktiven Besonderheiten einer Fernspeisedrossel mit Schwierigkeiten verbunden ist.A disadvantage of the known remote feed chokes is that despite all the measures described, the usable frequency ranges highly limited remain, the circuit or implementation effort is very large and the reproducibility of the design features of a Remote feed choke is associated with difficulties.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zu Grunde, für Breitbandübertragungssysteme einen hochfrequenten Signalweg und eine niederfrequente Energieübertragung über einen möglichst grossen Frequenzbereich rückwirkungsfrei und einfach reproduzierbar, bei minimalem Fertigungsaufwand, zu verbinden.The invention is therefore the Underlying task for Broadband transmission systems a high-frequency signal path and a low-frequency energy transmission via one preferably large frequency range without interference and easily reproducible, with minimal manufacturing effort connect.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch formulierten Merkmale. Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved by the features formulated in the claim. Refinements are in the subclaims specified.

Gemäss der erfinderischen Lösung einer Fernspeisedrossel ist ein für den Stromfluss vorgesehener Wickel aus einem elektrisch leitenden Material, isoliert oder nichtisoliert, auf einem zylindrischen, den Wickel nicht formgebenden, isolierenden Material aufgebracht, in dessen Innenraum sich vorzugsweise ein homogener Stabkern aus einem ferromagnetischen Material befindet. Zwischen die Windungen genannter Wicklung ist ein Profilmaterial als formgebendes Element für den Wickel eingebracht, auf dem sich entweder ein partiell aufgebrachter Widerstandsbelag befinden kann oder hier das Profilmaterial selbst widerstandsadequate Eigenschaften besitzt. Neben der formgebenden Funktion des Profilmaterials und damit den Verzicht auf die Anwendung eines speziellen Spulenkörpers für den Wickel oder den Einsatz spezieller Wickeltechniken, sowie des aufgebrachten Widerstandsbelages, ist eine punktgenaue Bedämpfung des Wickels an den Stellen möglich, die massgeblich für die Ausbildung störender Resonanzen und damit für Beeinträchtigungen der Übertragungseigenschaften der Fernspeisedrossel verantwortlich sind. Weiterhin wird durch die Einbringung des Profilmaterials eine einfach reproduzierbare Herstellung der Fernspeisedrossel sowohl der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften sichergestellt. Vorzugsweise weisen der Hauptwickel und das in die Windungen des selbigen eingebrachte Profilmaterial parallel verlaufende Wickelachsen auf. Dadurch wird der erforderliche Fertigungsaufwand erheblich reduziert, wobei durch das gleichzeitige Zusammenwirken der Möglichkeiten der gezielten Bedämpfung einzelner Wicklungsabschnitte, bei gleichzeitiger Einflussnahme auf die geometrische Gestaltung der Windungslagen zueinander, partielle Störgrössen gezielt ausgeblendet werden können ohne das Gesamt-übertragungsverhalten in den übrigen Bereichen wesentlich nachteilig zu beeinflussen, d.h., die Freiheitsgrade bei der konstruktiven als auch elektrischen Realisierung einer Fernspeisedrossel, bezüglich der Anforderungen an ihren Einsatz, können erheblich ausgeweitet werden.According to the inventive solution of a remote feed choke is a for the current flow provided winding from an electrically conductive Material, insulated or non-insulated, on a cylindrical den Wrapping non-shaping, insulating material applied, in whose interior is preferably a homogeneous rod core from one ferromagnetic material is located. Named between the turns Winding is a profile material as a shaping element for the winding introduced, on which either a partially applied resistance coating can be located here or the profile material itself is adequate resistance Possesses properties. In addition to the shaping function of the profile material and thus the waiver of the use of a special bobbin for the winding or the use of special winding techniques, as well as the applied Resistance coating is a precise damping of the winding at the points possible, which is decisive for the training more disruptive Resonances and thus for impairments the transmission properties the remote feed choke are responsible. Furthermore, by the introduction of the profile material an easily reproducible Manufacture of the remote feed choke both mechanical and the electrical properties ensured. Preferably point the main winding and that brought into the turns of the same Profile material parallel winding axes. This will the manufacturing effort required is significantly reduced, by the simultaneous interaction of the possibilities of targeted damping of individuals Winding sections, while influencing the geometric Design of the turns relative to one another, targeted disturbance variables can be hidden without the overall transmission behavior in the rest To influence areas significantly disadvantageously, i.e. the degrees of freedom in the constructive and electrical implementation of a remote feed choke, in terms of The requirements for their use can be expanded considerably become.

Die angeführten Zeichnungen zeigen:The drawings shown show:

1 die prinzipielle Anordnung von Fernspeisedrosseln in einem koaxialen Breitbandübertragungssystem. 1 the basic arrangement of remote feed chokes in a coaxial broadband transmission system.

2 die Auswirkungen von Fernspeisedrosseln mit Eigenresonanzerscheinungen auf das Übertragungsverhalten von koaxialen Breitbandübertragungssystemen. 2 the effects of remote feed chokes with self-resonance phenomena on the transmission behavior of coaxial broadband transmission systems.

3 die Darstellung einer erfindungsgemässen Fernspeisedrossel in einer ersten Form. 3 the representation of a remote feed choke according to the invention in a first form.

4 die Darstellung einer erfindungsgemässe Fernspeisedrossel in einer zweiten Form 4 the representation of a remote feed choke according to the invention in a second form

Das in 1. dargestellte koaxiale Breitbandübertragungssystem 10 wird durch die koaxialen Übertragungsstrecken 11 und den daran angeschlossenen Verstäkern 12 gebildet. Für die Energieein- und die Energieauskopplung werden erfindungsgemässe Fernspeisedrosseln 13 verwendet, die einseitig, über die Kondensatoren 14, mit Masse verbunden sind. Eingang 15 und Ausgang 16 des koaxialen Breitbandübertragungssystems 10 sind durch die Kondensatoren 17 von der eingespeisten Energie getrennt.This in 1 , shown coaxial broadband transmission system 10 is through the coaxial transmission links 11 and the amplifiers connected to it 12 educated. Remote-feed chokes according to the invention are used for energy coupling and energy coupling 13 used the one-sided, over the capacitors 14 , are connected to ground. entrance 15 and exit 16 of the coaxial broadband transmission system 10 are through the capacitors 17 separated from the energy fed in.

2 zeigt die Auswirkungen auf das Übertragungsverhalten eines koaxialen Breitbandübertragungssystems bedingt durch störende Resonanzeigenschaften nicht oder nur teilweiser entstörter Fernspeisedrosseln. Diese Resonanzerscheinungen haben die Pegelabsenkung in einzelnen spektralen Bereichen zur Folge, die im Extremfall bis hin zur Auslöschung des Nutzsignales führen können. 2 shows the effects on the transmission behavior of a coaxial broadband transmission system due to disruptive resonance properties or only partially suppressed remote feed chokes. These resonance phenomena result in the level being reduced in individual spectral ranges, which in extreme cases can even lead to the extinction of the useful signal.

3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen Fernspeisedrossel 100. Diese wird gebildet durch einen Hauptwickel 105, vorzugsweise bestehend aus einem isolierten oder nicht isolierten Kupferdraht, dessen erster Anschluss 110 mit der signalführenden Leitung und dessen zweiter Anschluss 120 mit der Energieversorgung verbunden wird. Benannter Hauptwickel 105, mit den Windungen 125, ist auf einem isolierenden rohrförmigen Körper 130 aufgebracht, in dessen Innenraum sich ein Kern 135, überwiegend aus einem ferromagnetischen Material, befindet. Zwischen den Windungen 125 des Hauptwickels 105 befindet sich als abstands- und formgebendes Element ein Profilmaterial 140, das in seinen geometrischen Abmessungen, vorzugsweise in seiner Breite, entsprechend den resonanzunterdrückenden Anforderungen, variabel gestaltet ist. 3 shows a possible embodiment of a remote feed choke according to the invention 100 , This is formed by a main winding 105 , preferably consisting of an insulated or non-insulated copper wire, the first connection 110 with the signal-carrying line and its second connection 120 is connected to the energy supply. Named main winding 105 , with the turns 125 , is on an insulating tubular body 130 applied, in the interior of which there is a core 135 , mainly made of a ferromagnetic material. Between the turns 125 of the main winding 105 there is a profile material as a spacing and shaping element 140 , which is variable in its geometric dimensions, preferably in its width, in accordance with the resonance-suppressing requirements.

4 zeigt die bereits in 3 dargestellte Fernspeisedrossel 100 in einer von dieser abweichenden perspektivischen Darstellung 200. Für Konstruktionselemente mit gleicher Funktion werden hier, in Bezug zur 3, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ergänzend sind Bereiche des Profilmaterials 140 dargestellt, die selbst leitfähig oder durch einen äusseren Belag leitfähig gemacht worden sind. Hierbei sind punktförmige Anordnungen 210 oder flächenförmige Anordnungen 215 zu unterscheiden. 4 shows the already in 3 Remote feed choke shown 100 in a perspective representation deviating from this 200 , For construction elements with the same function, here, in relation to 3 , used the same reference numerals. Areas of the profile material are complementary 140 shown that have themselves been made conductive or made conductive by an outer covering. Here are punctiform arrangements 210 or sheet-like arrangements 215 to distinguish.

Claims

Remote feed throttle 100 for coupling or decoupling energy for coaxial broadband transmission systems, consisting of a current-carrying main winding 105, an insulating tubular body 130 and a core 135 , which is preferably formed from a ferromagnetic material, characterized in that between the turns 125 of the main winding 105 a profile material 140 is arranged.

Remote feed choke according to claim 1, characterized in that the main winding 105 and the arrangement of the profile material 140 have parallel axes, in particular a common winding axis.

Remote feed choke according to claim 2, characterized in that the profile material 140 exemplary areas of different widths 220 and 225 having.

Remote feed choke according to claim 3, characterized in that the profile material 140 Has areas of different conductivity.

Remote feed choke according to claim 4, characterized in that the areas of different conductivity of the profile material 140 punctiform arrangements 210 or / or areal arrangements 215 are.

Remote feed choke according to claim 5, characterized in that the profile material 140 over the entire length of the main winding 105 is arranged.

Remote feed choke according to claim 6, characterized in that the geometric arrangement of the turns 125 of the main winding 105 through the profile material 140 is determined.

Remote feed choke according to one of claims 1 to 7, characterized in that the main winding 105 optionally consists of an electrically insulated or non-insulated material.

Remote feed choke according to one of claims 1 to 8, characterized in that the main winding 105 and the profile material 140 to a core 135 or on an insulating body 130 are arranged.

Broadband coaxial transmission system 10 , its amplifier 12 over the coaxial transmission links 11 are supplied with energy, the remote feed chokes used for this 13 are formed according to one of claims 1 to 9.