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Anordnung mit mindestens einem abgeschirmten Hochfrequenzgerät, insbesondere
für den. Bereich höchster Frequenzen Die Erfindung bezieht sieh auf eine Anordnung
mit mindestens einem abgeschirmten Hochfrequenzgerät, insbesondere für den Bereich
höchster Frequenzen, deren. Betriebss.pannungsleitungen bzw. Modulationsle_itungzn
gegen ein Entweichen von Hochfrequenz durch Einschaltung eines bedämpften Koaxialleitungsabschnittes
gesichert sind. Das. abgeschirmte Hochfrequenzgerät kann z. B. eine Mischstufe,
eine Modulationsstufe oder einte Verstärkerstufe od. dgl. sein.
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Eine derartige Anordnung wird meist in der Weise ausgebildet, daß
.die Betriebs- bzw. Mod ulationsspannungsl.eitungen zu Durchführungen im Abschirmmanrbel
des Gerätes geführt sind urnd, daß in die Durchführungen Siebschaltunfgen wie Tiefpaßglieder
ü, dgl. eingeschaltet werden. Eine andere bekannte Ausführungsform sieht vor, die
Durchführungen nach Art von Koaxialleitungen auszubilden, die etwa den gleichen
Wellenwiderstand wie gegebenenfalls weiterführende Koaxialleitungen besitzen, und.
in den Durchführungen Hochfrequetuzeisen zwischen Innen-und Außenleiter einzulagern.
Für einen vorgegebenen Dämpfungswert muß dann die starre Durchführung eine Mindestlänge
besitzen, die meist in der Größenordnung von 5 bis 10 cm liegt. Durch entsprechende
Wahl des Hochfrequenzeisens und der gegebenenfalls zusätzlich anzuordnenden Querkapazitäten
läßt sich für diese Durchführung das Verhalten eines Tiefpasses erreichen, dessen
obere Grenzfrequenz in gewissen Grenzen beliebig wählbar ist. Nachteilig an dieser
bekannten Anordnung ist der unerwünscht große Raumbedarf für -die einzelnen Durchführungen.
Dieser Nachteil läßt sich bei der bekannten Ausführungsform nicht beheben, denn
ob nun der rohrförmige Leiter der auf diese Weise gesicherten Durchführung in das
Innere der Abschirmung hineinragt oder aus dieser hervorsteht, in jedem Fall ist
dieser Raum verloren, und wenn beispielsweise das abgeschirmte Gerät mit weiteren
Geräteteilen hochfrequenzdicht verbunden werden soll bzw. gegen diese abgedichtet,
so tritt der Nachteil der Sperrigkedt noch stärker in Erscheinung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, auf
dem es. möglich ist, eine Anordnung mit mindestens einem abgeschirmten. Hochfrequenzgerät
unter anderem gerade hinsichtlich dieser Schwierigkeiten wesentlich zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Betriebsspannungs-
bzw. Modulationsleitungen zu Ansehlußvorrichtung,en geführt sind, die durch die
Abschirmwand des Hochfrequenzgerätes hindurchführen, und daß zur Verbindung dieser
Anschlußvorrichtungen mit weiteren Geräten flexible, für die am Entweichen zu ,hindernden
Betriebswellen des Gerätes stark verlustbehaftete Koaxialleitungen vorgesehen sind,
von denen jede hinsichtlich ihrer Dämpfung derart groß gewählt ist, daß die darin
entweichenden Wellen. das am anderen Ende angeschaltete Gerät mit vorgegebenem,
insbesondere vernachlässigbar geringem Pegel erreichen. Die verlustbehaftete Koaxialleitung
wird zweckmäßig .derart ausgebildet, daß der Innenleiter der Koaxialleitung dicht
von einem elastischen, verlustbehafteten Material, vorzugsweise Leitgummi, umgeben
ist und daß gegebenenfalls dieses elastische Material gegen den Außenleiter isoliert
ist, vorzugsweise mittels einer insbesondere extrem dünnen spannungsfesten diedektrischen
Schicht.
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Der Außenleiter kann. in an -sich bekannter Weise als Geflecht ausgebildet
sein, das gegebenenfalls zur Erhöhung der Abschirmwirkung mit einer weiteren flexiblen,
stark verlustbehafteten Schicht umgeben- ist, die ihrerseits gegebenenfalls von-
einem- weitren Metallgeflechtmantel umschlossen wird. Unabhängig davon, ob der weitere
Metallgeflechtmantel vorgesehen wird oder nicht, empfiehlt es sich, die Koaxialleitung
außen mit einem Schutzmantel zu umgeben, der gegebenenfalls zugleich eine Isolierung
bildet.
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Nachstehend wird. die Erfindung an Hand von Aus-;Z näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt ein Hochfrequenzgerät 1, beispielsweise einen Frequenzu-msetzer,
dem die Betriebsspannungen von einem urabgeschirmten Stromversorgungsgerät 2 aus
zugeführt werden, während die beiden für die Frequenzumsetzung benötigten Spannungen
von einem Oszillator 3 und einer Stufe 4 äus, zugeführt werden, die ihre Betriebsspannungen
ebenfalls vom Stromversorgungsgerät 2 erhalten. Der Oszillator 3
gebe
die Hochfrequenzspannung ab, während die Stufe 4 die Nachricht beispielsweise in
zwischenfrequenter Lage anliefert. Das Betriebsspannungsgerät 2 ist beispielsweise.
über das Kabel 5 mit dem Stromnetz verbunden. Die Entnahme der mit der Nachricht
modulierten Hochfrequenzspannung von zu weiteren, nicht näher dargestellten Geräten,
z. B. einem Senderverstärker oder einer Antenne, erfolgt beispielsweise über eine
Hählleitung 6, -die durch einen Flansch von der weiterführenden Leitung 6' trennbar
ist. Die Betriebsspannungszuführung vom Gerät 2 zum Gerät 1 geschieht z. B. über
zwei Koaxialleitungen 8 und 9, welche nach der Lehre der Erfindung ausgebildet sind.
Zu -diesem Zweck sind indem Abschirmmantel des Gerätes 1 Durchführungen bzw. Leitungskupplungen
7 vorgesehen, die z. B. nach Art üblicher Koaxialleitungsstecker, insbesondere geringer
Abmaße, ausgebildet sind. Indiese Koaxialleitungsdurchführungen 7 sind die entsprechenden
Gegenstücke eingeschraubt, die mit den flexiblen Koaxialleitungen 8 und 9 hinsichtlich
ihres Außenleiters hochfrequenz-_dieht verbunden sind. Am anderen Ende sind diese
flexiblen Koaxialleitungen beispielsweise über die Messerkontaktleiste 10 mit :den
entsprechenden Anschlüssen des Betriebsspannungsgerätes 2 verbunden. Der Raum zwischen
Innen- und Außenleiter der Koaxialleitungen 8 und 9 ist über die gesamte Länge der
Leitungen 8, 9 mit dielektrischem Material ausgefüllt, das für die am Entweichen
zu hindernden Betriebswellen des Gerätes 1 stark verlustbehaftet ist, also dämpft.
In gleichartiger Weise ,send die Verbindungen 11, 12 und 13, 14 zwischen dem Oszillator
3 bzw. der weiteren Stufe4 und dem Stromverso.rgungsgerät 2 ausgestaltet. Die entsprechenden
Anschlußvorrichtungen für die verlustbehafteten flexiblen Koaxialleitungen 11 bis
14 sind auf der gegen ein Entweichen von Hochfrequenz zu sichernden Seite mit 15
bz-,v. 16 bezeichnet, während, am anderen Ende :der Leitungen 11 bis 14 beispielsweise
die Messerkontaktleiste 10' zum Anschluß dient.
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Die Verbindung zwischen dem Gerät 1 und dem Oszillator 3 erfolgt über
eine gemäß der Erfindung ausgebildete flexible Koaxialleitung 17 und die Verbindung
zwischen der Stufe 4 und dem Gerät 1 über die gleichartig ausgebildete Koaxialleitung
18. Die auf der Seite des Hochfnequenzgerätes.l gelegenen Verbindungen sind wiederum
als Durchführungen 19, 20, insbesondere Ko-axialleitungsstecker geringer Abmaße,
ausgebildet. Dies empfiehlt sich gegebenenfalls auch für die Verbindungen 21, 22
zwischen den Koaxialleitungen 17, 18 und den Geräten 3, 4. Die Dämpfung der Leitungen
17, 18 kann je nach. den Erfordernissen gewählt werden. Soll z. B. lediglich eine
wenigstens angenähert rückwirkungsfreie Verbindung erzielt werden, z. B. zwis;dhen
dem Oszillator 3 und dem Umsetzer 1, so wird die Gesamtdämpfung entsprechend niedrig
zu wählen sein - z. B. in der Größenordnung von 3 bis 5 db -, da die Dämpfung für
den rückwirkenden Energieanteil doppelt wirkt. Soll eine absolute Abdichtung für
die Hochfrequenz sichergestellt werden, so ist die Dämpfung, z. B. vom Gerät 1 zur
Stufe4, entsprechend groß, z. B. zu 100 db und. mehr, zu wählen. Dabei ist darauf
zu achten., daß die gegebenenfalls über die Leitung (z. B. 18) zu Übertragenden
Wellen nicht zu stark gedämpft werden, was jedoch wegen des. Tiefpaßverhaltens der
vorgeschlagenen Leitungen realisierbar ist.
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Es empfiehlt sich ferner, die flexiblen, verlustbehafteten Koaxialleitungen
in ihren Abmessungen in Abhängigkeit von dem angewendeten verlustbehafteten Material
derart zu gestalten, daß über die gesamte Leitungslänge wenigstens nahezu ein einheitlicher
Wellenwiderstand gegeben ist. Es ist fernerhin auch möglich, die flexiblen Koaxialleitungen
nur in einen gewissen Abschnitt ihrer Gesamtlänge oder in gewissen Teilabschnitten
verlustbe':haftet, also dämpfend, zu gestalten.
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In Fig. 2 ist in Schrägansicht ein Leitungsstück dargestellt, wie
es für die Zwecke der Erfindung Anwendung finden kann. Ein biegsamer Innenleiter
23 ist dicht mit verlustbehaftetem Material 24 umgeben, das seinerseits von dem
flexiblen, beispielsweise als Metallgeflecht ausgebildeten Außenleiter 25 umschlossen
wird. Zwischen dem verlustbehafteten Material 24 und .dem Außenleiter 25 empfiehlt
sich vor allem bei Gleichspannungsbeanspruohung,di.e Einfügung einer vorzugsweise
extrem dünnen, spannungsfesten Dielektrikumschicht 26, beispielsweise aus Isoliergummi.
Es wird dadurch erreicht, daß die normalerweise vorhandene Leitfähigkeit des verlustbehafteten
Materials 24 keine unerwünschte Querleitung in der Koaxialleitung verursacht. Für
das verlustbehaftete Material 24 hat sich, wie Untersuchungen gezeigt haben, als
besonders vorteilhaft sogenannter Leitgummi erwiesen, ein Gemisch aus Kautschuk
und-- Ruß. Es sind mit Vorteil auch andere Mischungen, z. B. aus elastischem Kunststoff
und verlustbringendem Material, wie Ruß, Graphit u. dgl., anwendbar.
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Reicht die Abdichtung,de-sAußenleiters der flexiblen Koaxialleihung
nicht aus, so kann gegebenenfalls in an sich bekannter Weise ein weiterer Außenleiter
28 - so wie in Fig. 3 beispielsweise gezeigt - um den Außenleiter 25 gelegt werden.
Dabei empfiehlt es sich, wie Untersuchungen bezeigt .haben, zwischen den beiden
Außenleitern 25 und 28, die beide aus einem Metallgeflecht bestehen können., gegebenenfalls
eine flexible Schicht27 aus wellenabsorbierendem Material, insbesondere aus Leitgummi,
einzufügen. Es bringt dies eine wesentliche Erhöhung der Sehirmndämpfung. Zum mechanischen
und/oder elektrischen Schutz empfiehlt es sich gegebenenfalls fernerhin, sowohl
bei einer Anordnung nach Fig. 2 als auch bei einer Anordnung nach Fig. 3 die Koaxialleitung
mit einer äußeren flexiblen Isol.ierscblcht 29 (Fig. 3) in an sich bekannter Weise
zu umgeben.
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Die Koaxialle tung ruß keinesfalls einen einzigen Innenleiter 23 besitzen,
sondern .es können: auch mehrere gegenseitig isolierte Innenleiter vorgesehen sein.
Diese werden zweckmäßig innerhalb des verlustbehafteten Materials 24 derart verteilt
angeordnet, daß keine unerwünschte Führung der Welle in Entweichungsrichtung eintritt.
Es bringt dies, insbesondere bei Verwendung der Leitung als Betriebsspannungszuführung
für mehrere getrennte Stromkreise - z. B. Heizspannung, Anodenspannung und sonstige
Spannungen oder Ströme - den wesentlichen Vorteil einer Leitungsersparnis.
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Das Material 24 zwischen Innen- und Außenleiter wird hinsichtlich
seines Verlustfaktors zweckmäßig derart ausgewählt, daß für die jeweils vorgegebene
Leitungslänge die geforderte Mindestdämpfung erreicht wird. Mit Leitgummi läßt sich
diese Forderung im allgemeinen zufriedenstellend lösen, wobei es sich als zweckmäßig
erwiesen hat, Leitgummi mit einer Leitfähigkeit in der Größenordnung von etwa 6
Ohm -cm zu verwenden. Dieses Material wurde vor allem in dem Bereich der
Zentimeterwellen zur Dämpfung als, günstig befunden und erlaubt bei entsprechender
Bemessung - z. B. Leitungslänge und Wellen@viderstarnd - ebenso wie die bekannten
Anordnungen
noch die Übertragung von Wellen brauchbarer Größenordnung,
beispielsweise solchen der zwischenfrequenten Lage. Die obere Grenzfrequenz des
durch die flexible Koaxialleitung gebildeten Tiefpasses läßt sich durch Wahl des
verlustbehafteten Materials 24 ebenso beeinflussen wie durch Querkapazitäten., die
in den Zug der Leitungen oder in den Anschlußvorrichtungen und/oder Steckverbindungen
vorgesehen sein können. Zweckmäßig werden diese Querkapazitäten als Durchführungskondensatoren,
insbesondere von Scheibenform, ausgebildet.
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Wie aus dem Ausführungsbeispiel bereits ersichtlich, kann die flexible,
verlustbehaftete Koaxialleitung nicht nur als reiner Absorber benutzt werden, sondern
durch entsprechende Bemessung (vgl. Leitung 17) der Gesamtdämpfung auch als Dämpfungsglied
zur definiertenWellenschwächung. Die flexibleKoaxialleitung kann auch für andere
Zwecke, z. B. 1yIeßzwecke - beis.pielsweise als Dämpfungsglied oder Absorber -Verwendung
finden.