DE1083365B

DE1083365B - Heavy-duty electrical terminating resistor

Info

Publication number: DE1083365B
Application number: DER24465A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Rolf Eichacker
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1958-11-26
Filing date: 1958-11-26
Publication date: 1960-06-15

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen hochbelastbaren elektrischen Abschlußwiderstand., vorzugsweise für sehr hohe Frequenzen, bei welchem wenigstens einer der Leiterteile einer band- oder rohrförmigen Energieleitung eine Auffiederung aufweist und von einem Stoff mit hohen magnetischen Verlusten ganz oder teilweise umgeben ist.The invention relates to a heavy-duty electrical terminating resistor., Preferably for very high frequencies, at which at least one of the conductor parts is a ribbon or tubular Energy conduction has a flattening and is entirely made of a substance with high magnetic losses or is partially surrounded.

Es ist bekannt, koaxiale Belastungswiderstände für leitungsgebundene Wellen mit Hilfe von Absorptionsmassen aufzubauen. Innen- und Außenleiter weisen dabei kegelförmige Belegungen auf, deren Dämpfung und deren Wellenwiderstand stetig zu- bzw. abnimmt. Es ist auch bekannt, zum Zwecke der Dampfungserhöhung den Außenleiter einer koaxialen Leitung durch keilförmige Schlitze aufzuspalten und absorbierende Masse als Mantel konstanter oder variabler Dicke auf der Außenseite des Koaxialmantels so aufzubringen, daß die lichte Weite der die Keile teilweise umfassenden Absorbermasse über die gesamte Länge konstant gleich der des Außenleiters ist. Diese bekannten Belastungswiderstände ermöglichen keine genügende Abführung der in ihnen auf relativ geringem Raum erzeugten Wärme.It is known to build up coaxial load resistances for line-bound waves with the aid of absorption masses. Have inner and outer conductors cone-shaped coverings, whose damping and wave resistance are steadily increasing or decreasing. It is also known to use the outer conductor of a coaxial line for the purpose of increasing attenuation split by wedge-shaped slits and absorbent mass as a jacket constant or variable To apply thickness on the outside of the coaxial jacket so that the inside width of the wedges is partially comprehensive absorber mass is constant over the entire length equal to that of the outer conductor. These well-known Load resistances do not allow sufficient dissipation of the in them to a relatively low level Space generated heat.

Bei einem hochbelastbaren elektrischen Abschlußwiderstand, vorzugsweise für sehr hohe Frequenzen, bei welchem wenigstens einer der Leiterteile einer band- oder rohrförmigen Energieleitung aufgefiedert und von einem Stoff mit hohen magnetischen Verlusten ganz oder teilweise umgeben ist, ist der oben angeführte Nachteil dadurch behoben, daß erfindungsgemäß der Wellenwiderstand der Energieleitung unter stetiger Vergrößerung der energieführenden Fläche entsprechend verkleinert und die Energieleitung schließlich kurzgeschlossen ist.With a heavy-duty electrical terminating resistor, preferably for very high frequencies, in which at least one of the conductor parts of a ribbon or tubular power line is feathered and is completely or partially surrounded by a substance with high magnetic losses is the one above cited disadvantage is eliminated by the fact that, according to the invention, the wave resistance of the power line is below constant enlargement of the energy-carrying surface and the energy conduction is reduced accordingly eventually shorted out.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Belastungswiderstand, insbesondere bei seiner Verwendung für koaxiale Leitungen, in der Weise ausgebildet sein, daß Innen- und Außenleiter iii divergierenden, reusenfÖrmigen Käfigen auslaufen, die an beliebigen Stellen gleicher Stromphase Ringe zur Stabilisierung der Reusen und zur Halterung der Absorbermasse aufweisen und von einem vorzugsweise gasförmigen Kühlmittel umströmt sind. Ein Belastungswiderstand dieser Ausbildung ist für besonders hohe Belastungen geeignet. Mit wachsender Divergenz der Reusendrähte- oder -stäbe kann das zwischen beiden Leiterteilen bestehende HF-Feld in zunehmendem Maße in die zwischen den Einzeldrähten eingebettete Absorbermasse eindringen, womit einerseits die Dämpfung pro Längeneinheit sich in Richtung der eindringenden Welle stetig erhöht und somit eine gleichmäßigere Verteilung der gesamten zu verbrauchenden Energie erzielt wird, andererseits diese Energie auf eine stetig wachsende Fläche verteilt Hochbelastbarer elektrischer
Abschluß widerstandIn a further embodiment of the invention, the load resistor, especially when used for coaxial lines, can be designed in such a way that inner and outer conductors iii diverging, trap-shaped cages run out, which rings at any point with the same current phase to stabilize the traps and to hold the Have absorber mass and are flowed around by a preferably gaseous coolant. A load resistance of this design is suitable for particularly high loads. As the divergence of the trellis wires or rods increases, the HF field existing between the two conductor parts can increasingly penetrate the absorber mass embedded between the individual wires, whereby on the one hand the attenuation per unit length increases steadily in the direction of the penetrating wave and thus a more even distribution of the total energy to be consumed is achieved, on the other hand this energy is distributed over a steadily growing area
Completion resistance

Anmelder:Applicant:

Rohde & Schwarz,
München 9, Tassiloplatz 7Rohde & Schwarz,
Munich 9, Tassiloplatz 7

Dr.-Ing. Rolf Eichacker, München,
ist als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Rolf Eichacker, Munich,
has been named as the inventor

wird, so daß die spezifische Belastung der Innen- und Außenleiteroberfläche ebenfalls nivelliert wird. Neben der Auffiederung und der Divergenz der Leiterteile und dem dadurch für eine erhöhte Belastbarkeit erzielten, soeben dargelegten Vorteil trägt der Kühlmittelstrom zur weiteren vorteilhaften Wärmeabführung bei.so that the specific load on the inner and outer conductor surface is also leveled. Next to the feathering and the divergence of the ladder parts and the resulting increased load capacity, The advantage just presented, the coolant flow contributes to further advantageous heat dissipation at.

Erfindungsgemäß läßt sich der Belastungswiderstand in einer besonderen Ausgestaltung auch in der Microstriptechnik bzw. bei gedruckten Schaltungen verwenden. Die aufgefiederten Leiterstücke sind dabei zweckmäßig keilförmig mit einer Absorbermasse belegt.According to the invention, the load resistance can also be used in a special embodiment Use microstrip technology or for printed circuits. The feathered ladder pieces are included appropriately covered in a wedge shape with an absorber compound.

Besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Darin sind vier Ausführungsbeispiele dafür wiedergegeben, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 im Längsschnitt sowie in einer Querschnittshälfte einen Belastungswiderstand für eine koaxiale Leitung, wobei sich das aufgefiederte Leitungsstück in hohlkegelstumpfförmiger Gestaltung an das Ende der eigentlichen Koaxialleitung anschließt. Der sich aus Fig. 3 ergebende Längsschnitt unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, daß sich das aufgefiederte Leitungsstück knickfrei an die eigentliche koaxiale Leitung anschließt. In der Fig. 4 ist ein Anwendungsfall aus der schon erwähnten Microstriptechnik für den Fall einer unsymmetrischen Bandleitung veranschaulicht und in Fig. 5 derjenige für eine symmetrische Bandleitung gezeigt.Particular embodiments of the invention are shown in the following description with reference to the drawing explained. Four exemplary embodiments are reproduced therein, specifically shown in FIG. 1 and FIG. 2 shows a load resistance for a coaxial in longitudinal section and in one half of the cross section Line, with the feathered line piece in the shape of a hollow truncated cone at the end of the actual coaxial line connects. The longitudinal section resulting from FIG. 3 differs from that of Fig. 1 only in that the feathered line piece is kink-free to the actual coaxial line connects. 4 shows an application from the already mentioned microstrip technology illustrated for the case of an unbalanced ribbon line and that for one in FIG symmetrical ribbon line shown.

Nach den Fig. 1 und 2 setzt sich der Außenleiter 1 einer koaxialen Leitung in das aufgefiederte Leiterstück 2 fort, das im Schnitt A-B (Fig. 2) seinen Aufbau aus runden Stäben erkennen läßt. Der Innenleiter 3 selbst, der das aufgefiederte Leiterstück 4 inAccording to FIGS. 1 and 2, the outer conductor 1 of a coaxial line continues into the feathered conductor section 2, which in section AB (FIG. 2) reveals its structure of round bars. The inner conductor 3 itself, which the feathered conductor section 4 in

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unveränderter Gestaltung durchsetzt, dient in seinem Endbereich lediglich zur mechanischen Abstützung, während hier die elektrische Wirkung durch den Käfig 4 herbeigeführt wird. Sowohl der Käfig 2 als auch der Käfig 4 ist durch die ringförmigen Versteifungen 22 bzw. 44 abgestützt.- Diese Versteifungen, die sich entlang der Achse des Belastungswiderstandes beliebig oft wiederholen können, dienen gleichzeitig zur Halterung und Befestigung der Absorbermasse 5 von hohem magnetischem Verlustwinkel. Diese besteht beispielsweise aus Karbönyleisenpulver in einer Einbettung von wärmebeständigem Bindemittel, aus Ferritpulver bei Verwendung eines entsprechenden Bindemittels oder aus gesinterten Ferritformteilen.interspersed with unchanged design, serves in its end area only for mechanical support, while here the electrical effect is brought about by the cage 4. Both the cage 2 and The cage 4 is also supported by the annular stiffeners 22 and 44. which can be repeated any number of times along the axis of the load resistance, serve at the same time for holding and securing the absorber mass 5 with a high magnetic loss angle. This exists for example from carbonyl iron powder in an embedding of heat-resistant binding agent Ferrite powder when using a suitable binder or made of sintered ferrite molded parts.

Das Gehäuse des Belastungswiderstandes wird durch den Blechmantel 6 gebildet. Am Ende des Widerstandes ist die ringförmige Kurzschlußplatte 7 vorgesehen. Auf ihr ist der Leitkörper T befestigt und weiterhin das freie Ende des Innenleiters 3 in einer Kreuzverstrebung 7" gehalten.The housing of the load resistor is formed by the sheet metal jacket 6. The annular short-circuit plate 7 is provided at the end of the resistor. The guide body T is attached to it and the free end of the inner conductor 3 is also held in a cross brace 7 ″.

Die Einspeisung der elektrischen Energie erfolgt in Richtung des Pfeils E. Von der anderen Seite des Belastungswiderstandes wird durch den Mittelteil der Kurzschlußplatte 7 der Kühlluftstrom K zugeführt. Die Kühlluft streicht dann in Richtung des gestrichelt gezeichneten und mit Pfeilen versehenen Strömungsverlaufs zunächst durch das Innere des Leitkörpers T hindurch und tritt dann in das Innere des Belastungswiderstandes hinein. Sie verläßt schließlich den Belastungswiderstand quer durch die Drähte der Außenleiterreuse an seinem oberen Ende.The electrical energy is fed in in the direction of arrow E. The cooling air flow K is supplied from the other side of the load resistor through the middle part of the short-circuit plate 7. The cooling air then sweeps in the direction of the flow path shown by dashed lines and provided with arrows, first through the interior of the guide body T and then enters the interior of the load resistor. It finally leaves the load resistance across the wires of the outer conductor trap at its upper end.

Die Führung des erwähnten Luftstroms wird in der dem Innenleiter 3 benachbarten Absorbermasse durch den Fassonkörper 8 vermittelt. Dieser Körper ist mit dem Innenleiter 3 verbunden und vermittelt auf diese Weise auch noch eine Abstützung der Absorbermasse 5, die darüber hinaus auch noch durch wenigstens einen am Innenleiter 3 angebrachten Wulst 9 gehalten wird. In der Umgebung der Abschlußplatte 7 ist die Zone 10 des Käfigs 4 von Absorbermasse frei. Hier kann der Luftstrom also aus dem Bereich seiner Führung am Körper T durch die Käfigöffnungen hindurch und in den konischen Ringkanal 11 eintreten, der einerseits durch die Füllung des Innenraums vom Käfig 4 mit Absorbermasse 5 und andererseits durch Einbettung des Käfigs 2 mit dieser Masse gebildet wird. Die äußere Einbettung ist dabei jedoch nur bis zur Stirnfläche 12 vorgesehen. Hierdurch ist dem Kühlluftstrom das Austreten aus dem Kanal 11 durch die Zwischenräume zwischen den Stäben des Käfigs 2 und durch die an dieser Stelle vorgesehenen Ausnehmungen 13 im Außenmantel 6 ermöglicht.The routing of the air flow mentioned is mediated in the absorber mass adjacent to the inner conductor 3 through the facade body 8. This body is connected to the inner conductor 3 and in this way also provides a support for the absorber mass 5, which is also held by at least one bead 9 attached to the inner conductor 3. In the vicinity of the end plate 7, the zone 10 of the cage 4 is free of absorber material. Here, the air flow can enter from the area of its guidance on the body T through the cage openings and into the conical ring channel 11, which is formed on the one hand by filling the interior of the cage 4 with absorber compound 5 and on the other hand by embedding the cage 2 with this compound . However, the outer embedding is only provided up to the end face 12. This enables the cooling air flow to exit the channel 11 through the spaces between the bars of the cage 2 and through the recesses 13 in the outer jacket 6 provided at this point.

Durch das Innere des Führungskörpers T sind die Leitungen 14 zu dem Temperaturfühler 15 geführt, der wenigstens teilweise in die Absorbermasse 5 eingebettet ist. Durch die in dieser Weise bestimmbare Erhitzung des Inneren vom B elastungswiderstand kann ein in der Zeichnung nicht dargestellter Schalter betätigt werden, der bei Überschreitung eines eingestellten Schwellwertes die- Energiezufuhr zum Belastungswiderstand unterbricht.The lines 14 are led through the interior of the guide body T to the temperature sensor 15, which is at least partially embedded in the absorber compound 5. As a result of the heating of the inside of the load resistor, which can be determined in this way, a switch (not shown in the drawing) can be actuated, which interrupts the supply of energy to the load resistor when a set threshold value is exceeded.

Die Kurzschlußplatte 7 stellt gleichzeitig die eine Wandung eines Gehäuses 16 dar, in welchem ein in der Zeichnung ebenfalls nicht veranschaulichter Lüftungsmotor untergebracht ist. Er dient zur Erzeugung des Kühlluftstroms und vermag diesen durch entsprechende Öffnungen im Gehäuse 16 anzusaugen und in der beschriebenen Weise durch den Widerstandskörper hindurchzublasen. Durch die Ausnehmungen 13 tritt in diesem Fall die erwärmte Kühlluft aus. Will man sie nicht an dieser Stelle, d. h. in der Umgebung der Koaxialleitung I₁ 3 austreten lassen, so muß der Kühlluftstrom in entgegengesetzter Richtung zu dem durch die gestrichelten Pfeillinien gekennzeichneten Verlauf in den Widerstandskörper eingesaugt werden, was durch eine entsprechende Ausbildung der Ventilatorflügel des Belüftungsmotors vermittelt werden kann.The short-circuit plate 7 at the same time represents one wall of a housing 16 in which a ventilation motor, also not illustrated in the drawing, is housed. It is used to generate the cooling air flow and is able to suck it in through corresponding openings in the housing 16 and to blow it through the resistor body in the manner described. In this case, the heated cooling air exits through the recesses 13. If you do not want to let them escape at this point, i.e. in the vicinity of the coaxial line I ₁ 3, the cooling air flow must be sucked into the resistance body in the opposite direction to that indicated by the dashed arrow lines, which is achieved by a corresponding design of the fan blades of the ventilation motor can be conveyed.

Im vorstehenden war schon erwähnt, daß sich dieIt was already mentioned above that the

ίο Ausführung nach Fig. 3 von derjenigen nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß sich das aufgefiederte Leitungsstück knickfrei an die eigentliche Koaxialleitung anschließt. Letztere ist hierbei wieder mit 1, 3 bezeichnet. Der Außenkäfig 2' und der Innenkäfig 4'ίο The embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 differs in that the feathered line piece is free of kinks from the actual coaxial line connects. The latter is again denoted by 1, 3. The outer cage 2 'and the inner cage 4'

schließen sich an den Stoßstellen, an denen sie mit den Leiterenden der koaxialen Leitung I₁ 3 verbunden sind, knickfrei an. Der geschwungene Verlauf der Mantellinie der Käfige 2' und 4' trägt dem Umstand Rechnung, daß die schon durch Herbeiführung derconnect without kinks at the joints where they are connected to the conductor ends of the coaxial line I _{1 3.} The curved course of the surface line of the cages 2 'and 4' takes into account the fact that by bringing about the

erwähnten knickfreien Stoßstelle erzielte günstige Reflexionseigenschaft auch durch den weiteren Verlauf der Käfiggestaltung gewährleistet wird. Der sonstige Aufbau des Belastungswiderstandes nach Fig. 3 entspricht demjenigen nach Fig. 1, was auch durch die übereinstimmende Bezifferung der Bestandteile angedeutet ist. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 kann als Kühlmittel auch Wasser Verwendung finden, für das dann allerdings zusätzliche Kühlschlangen im Absorbermittel vorgesehen werden müßten. Diese Schlangen können dabei zusätzlich die Versteifungsfunktion der Ringe 22 und 44 übernehmen, so daß derartige zusätzliche Ringe entbehrlich wären.The aforementioned kink-free joint achieved favorable reflection properties also through the further course the cage design is guaranteed. The rest of the structure of the load resistance according to Fig. 3 corresponds to that of Fig. 1, which is also due to the matching numbering of the components is indicated. In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, water can also be used as the coolant Find use, for which, however, additional cooling coils are provided in the absorber medium would have to be. These snakes can also have the stiffening function of the rings 22 and 44 take over, so that such additional rings would be unnecessary.

Nach Fig. 4 wird eine unsymmetrische Bandleitung durch die auf der isolierenden Platte 17 angebrachten, bandförmigen, metallischen Belegungen 18 und 19 vermittelt. Nach dem rechten freien Ende hin ist die Leitung 18 in Stäbe, z. B. 20, aufgefiedert. Hierdurch wird eine Vergrößerung der Belastbarkeit des bandförmigen Leiters vermittelt, Zwecks günstiger Reflexionsbedingungen empfiehlt es sich auch in diesem Fall, die fingerförmige Auffiederung des Leiterendes knickfrei in den ungefiederten Leiter einmünden zu lassen. Die Absorbermasse 21 ist keilförmig auf den gefiederten Leiterabschnitt aufgebracht, der seinerseits über Kurzschlußbrücken, z. B. 23, oder eine Kurz~ schlußplatte die erforderliche Kurzschlußverbindung zu dem bandförmigen Leiter 19 herstellt. Der Wellenwiderstand des Wellenleiters nimmt zur Kurzschluß-According to Fig. 4, an asymmetrical tape line is attached to the insulating plate 17 by the, band-shaped, metallic coverings 18 and 19 conveyed. Towards the free end on the right is the Line 18 in rods, e.g. B. 20, feathered. This increases the resilience of the band-shaped Leiters mediated, for the purpose of favorable reflection conditions it is also recommended in this one Case, the finger-shaped flattening of the end of the ladder open without kinks in the unsprung ladder permit. The absorber mass 21 is applied in a wedge shape to the feathered conductor section, which in turn via short-circuit bridges, e.g. B. 23, or a short circuit plate the required short circuit connection to the band-shaped conductor 19 produces. The wave resistance of the waveguide increases

stelle hin ab.put it down.

Die in Fig. 5 dargestellte symmetrische Leitung besteht aus den Einzelleitern 24 und 25 mit den aufgefiederten Leiterabschnitten 26 und 27. Letztere sind auch wieder über Kurzschlußbrücken, z. B. 28, ver- btmden. · Das Absorbermaterial 29, 30 ist zu beiden Seiten der gefiederten Leiterenden 26 bzw. 27 keilförmig aufgebracht. Es kann in plattenförmiger Gestaltung 31 auch die Brücke, z. B. 28, plattenförmig umgreifen.The symmetrical line shown in Fig. 5 consists of the individual conductors 24 and 25 with the feathered conductor sections 26 and 27. The latter are also again via short-circuit bridges, for. B. 28, verbtmden. · The absorber material 29, 30 is applied in a wedge shape on both sides of the feathered conductor ends 26 and 27, respectively. It can also be the bridge, z. B. 28, embrace plate-shaped.

Claims

Patent claims:

1. Heavy-duty electrical termination resistance, preferably for very high frequencies which at least one of the conductor parts of a ribbon or tubular power line has a feathering and completely or partially surrounded by a substance with high magnetic losses is characterized in that the shaft

resistance of the power line under constant

enlargement of the energy-carrying surface accordingly and the power line is finally short-circuited.

2. load resistor according to claim 1, characterized in that the inner and outer conductors run out in diverging, trap-shaped cages, which are the same at any point Have current phase rings to stabilize the traps and to hold the absorber mass and are surrounded by cooling air.

3. load resistor according to claim 1, characterized by its use in the Microstrip technology or printed circuits, the feathered conductor pieces being wedge-shaped are covered with an absorber mass.

4. load resistor according to claim 1, 2 or 3, characterized by temperature sensor in the Load resistance, which, preferably when a set temperature threshold is exceeded, cause the high-frequency energy supplied to the load resistor to be switched off.

5. load resistor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Refractive index and / or the loss angle of the absorber mass surrounding the fanned-out energy conductor increases steadily or in stages in the direction of energy transport.

Considered publications:
German Patent No. 1,011,489;
U.S. Patent No. 2,556,642;

"Very High-Frequency Techniques", Vol. II, 1947, New York, p. 588.

1 sheet of drawings