DE1085573B - Oberflaechenwellen-UEbertragungssystem - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Oberflächenwellen-Übertragungssystem, bei welchem zwischen den einzelnen Abschnitten einer Leitung Verstärker vorgesehen sind. Dabei ist bereits die Ankopplung durch die für die Anregung von Oberflächenwellen bekannten Mündungstrichter unter Leistungsanpassung vorgenommen worden, jedoch sind die Verstärker dabei nicht im Zuge der Leitung, sondern in mehr oder weniger weit ausladenden Schleifen angeordnet, weil die Anbringung der Leitungsabschnitte an den Verstärkern mit deren Mündungstrichtern und die Erzielung gleichmäßiger Anpassungsbedingungen zwischen der Trichterwelle und der Leiterwelle zu beiden Seiten der Leitung Schwierigkeiten bereitet. Ein gedrungener Aufbau des Übertragungssystems unter Einschluß der erforderlichen Verstärker läßt sich daher nicht erreichen.

Diese Nachteile sind bei einem Oberflächenwellen-Übertragungssystem, bei welchem zwischen den einzelnen Abschnitten einer Leitung Verstärker vorgesehen sind, erfindungsgemäß durch eine solche Anordnung der Verstärker direkt im Zuge der Leitung an den Masten vermieden, daß die an einer Unterbrechungsstelle der Leitung vorhandenen freien Leitungsenden durch die einander gegenüberliegenden Wandungsteile eines Gehäuses abgestützt sind, welches unter Vorschaltung eines federnden Leitungsstückes zusätzlich Mündungstrichter trägt und die elektrisch aktiven Teile des zwischen die Leitungsabschnitte unter Leistungsanpassung eingefügten Verstärkers birgt. Eine derartige Anordnung der mit dem Übertragungssystem verbundenen Verstärker vermittelt nicht nur einen gedrungenen Aufbau ■— weil sie im Zuge der Leitung und nicht in einer parallel dazu liegenden, mehr oder weniger weit ausladenden Schleife untergebracht sind ■—·, sondern sie läßt auch noch einen Aufbau unter Verwendung denkbar geringster Mittel zustande kommen, indem die freien Leitungsenden durch die einander gegenüberliegenden Wandungsteile des Verstärkergehäuses selbst abgestützt sind und diese Wandungsteile außerdem die Mündungstrichter tragen. Die in dem Gehäuse vorgesehenen elektrisch aktiven Teile des Verstärkers sind schließlich an ihm unter Leistungsanpassung angeschlossen. Darüber hinaus bringt die federnde Verankerung Vorteile mit sich, die insbesondere in Verbindung mit einer starr montierten Doppeltrichteranordnung für Oberflächenwellen-Übertragungssysteme auftreten. Die federnde Anordnung sichert nämlich eine genaue Zentrierung der Oberflächenwellenleiter in beiden Trichtern und vermittelt damit völlig gleichmäßige Anpassungsbedingungen zwischen der Trichterwelle und der Leiterwelle zu beiden Seiten der Leitung.

Oberflächenwellen-Übertragungssystem

Anmelder:

Theodore Hafner,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. v. Schumann, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 5

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. April 1956

Theodore Hafner, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Die sich als Folge der gesicherten Montierung herausstellende erhöhte Belastbarkeit der Trichter erlaubt es, der sich aus dem gedrungenen Aufbau der Verstärkeranordnung ergebenden erhöhten Gefahr einer Rückkopplung zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite der Leitung gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch zu begegnen, daß wenigstens ein Tefl der Trichterrückseite mit einem wellenabsorbierenden Mittel bedeckt ist. Als derartiges absorbierendes Mittel kann lose Stahlwolle verwendet werden, die vorzugsweise mit einer gegen Witterungsbeeinträchtigungen schützenden Schicht abgedeckt ist. Zur Wellenabsorption kann auch eine sich an einem der Mündungstrichter anschließende und in Längsrichtung über mehrere Wellenlängen erstreckende Reuse vorgesehen sein. Die Reuse kann gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung aus Widerstandsdraht bestehen, wobei der Widerstandsdraht aus verhältnismäßig gut leitendem Material ausgebildet sein kann, das mit einer Schicht verhältnismäßig weniger leitenden Materials überzogen ist. Die Drähte können aus Stahl bestehen, der mit einer Gummimasse bedeckt ist, welche Kohlenteilchen enthält. Ferner kann die Umfangsdichte der betreffenden Widerstandsdrähte mit zunehmenden Abstand von der Trichterkante abnehmen. Schließlich kann bei einem von Masten getragenen Oberflächenwellen-Übertragungssystem unter Verwendung von mit Reusen der soeben beschriebenen Art versehenen Verstärkern gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Verstärker an einem der Masten abgestützt und das freie Ende

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der Reuse an dem darauffolgenden Mast befestigt klemmen gefährdet sind und ohne daß die verschiesein. denen elektrischen Anpassungsbedingungen der An-

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung Ordnung beeinträchtigt werden.

sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zur Vereinfachung der Anordnung sind die

Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 stellen 5 Trichter 4, S so ausgebildet, daß ein direkter Anschluß Frontansichten und Draufsichten eines Breitband- oder Befestigung an den engen Enden gegenüber dem Verstärkers dar, der im Zuge der Leitung eines Ober- Verstärkergehäuse möglich ist, ohne daß Elemente zur flächenwellen-Übertragungssystems angeordnet ist. Widerstandsanpassung erforderlich sind. Zu diesem

Dabei ist in Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Ver-

Fig. 1 ein Querschnitt längs der Linien 1-1 der io Stärkerschaltung vorzusehen, die Signaleingangs- und

Fig. 2 gezeigt, während ausgangsimpedanzen aufweist, und zwar in jedem

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Falle in der Größenordnung von 100 Ω. Es hat sich

Fig. 1 bei abgenommenen Deckeln beinhaltet; herausgestellt, daß dies wenigstens bei dem hier in

Fig. 3 und 4 stellen eine abgewandelte Ausführungs- Rede stehenden Frequenzbereich eine direkte Befesti-

form der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung 15 gung der Trichterkonusse an den Verstärkerwänden dar, wobei die Fig. 4 einen Teilschnitt längs den zuläßt. Durch die federnden Schleifen 9,10 ist also

Linien 4-4 der Fig. 3 wiedergibt; in eine mechanische Spannung der Oberflächenwellen-

Fig. 5 ist ein Oberfiächenwellen-Übertragungs- leiter 7,8 selbsttätig sichergestellt, ohne daß die

system schematisch gezeigt, in welches Verstärker in mechanischen und elektrischen Anschlüsse beeinder in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Weise eingeschaltet 20 trächtigt werden.

sind und bei welchem eine zusätzliche wellenabsorbie- Neben der durch die federnden Schleifen 9 und Γθ

rende Vorrichtung vorgesehen ist; herbeigeführten selbsttätigen mechanischen Spannung

Fig. 6 und 7 zeigen in entsprechender Darstellung kann für diese mechanische Spannung eine von Hand wie die Fig. 1 und 2 ein weiteres abgewandeltes Aus- erfolgende Verstellung vorgesehen sein, wie dies in führungsbeispiel der Erfindung, während in 25 dem aus den Fig. 3 und 4 ersichtlichen Ausführungs-

Fig. 8 ein Teil der Anordnung nach den Fig. 6 beispiel gezeigt ist. Die Leiter 7, 8 sind dabei mit und 7 in nochmals abgewandelter Ausführung teilweise einer isolierenden Durchführung 21 versehen, die mit geschnitten dargestellt ist. der Isolation 22 der Leiter 7, 8 aus einem Stück bein den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Stahlgehäuse oder stehen kann. Die Durchführung 21 weist weiter an -kasten von möglichst starker Bauart gezeigt, wie er 3° der Außenfläche einen Vorsprung oder Keil 23 auf, bei Außeninstallationen Verwendung findet. Dieses der in einen Schlitz 24 der Frontplatten 3 oder 4 Gehäuse enthält ein bei 2 schematisch dargestelltes paßt. Ferner ist die Durchführung 21 mit einem Verstärkerchassis, das mindestens einen großen Teil Außengewinde 25 versehen, das mit dem entsprechender Elemente einer bekannten Breitbandverstärker- den Innengewinde einer Scheibe 26 aus isolierendem schaltung trägt, wie sie beispielsweise für die gleich- 35 Material, beispielsweise Fiberglas, im Eingriff steht, zeitige Übertragung einer Anzahl von Fernsehkanälen, Die Scheibe 26 ist drehbar zwischen der Innenseite etwa im Bereich von 174 bis 214 MHz, verwendet der Wand 3 oder 4 und den Stirnseiten der Kanäle 17, wird. An den einander gegenüberliegenden Wänden 3 18 angeordnet. Die Scheibe 26 kann an ihrem durch und 4 des Gehäuses 1 sind die schmalen Enden der einen Schlitz 27 in der oberen Wand 28 des Trichter 5, 6 eines Oberfiächenwellen-Übertragungs- 40 Gehäuses 1 hindurchragenden Teil um ihre horizontale systems befestigt. Diese Trichter können solche Ab- Achse gedreht werden. Dadurch werden die Leiter 7, messungen aufweisen, daß sie beispielsweise zum An- 8 in Längsrichtung bewegt und wird ihre mechanische regen und Empfangen von Oberflächenwellen im Be- Spannung reguliert.

Bereich von 150 bi 250 MHz geeignet sind. In Fig. 5 ist ein Oberflächenwellen-Übertragungs-

Der Oberflächenwellenleiter oder -draht des Ober- 45 system gezeigt, welches sich über eine größere Anflächenwellen-Übertragungssystems, der schematisch zahl von Telegraphen- oder Starkstrommasten 29 erbei 7, 8 gezeigt ist, ist in bekannter Weise so ausge- streckt, wobei eine Anzahl von Verstärkern 30 der in bildet, daß er zum Übertragen von Oberflächenwellen den Fig. 1 bis 4 dargestellten Art in Ouerarmen 31 der dienen kann. Beispielsweise können die Drähte 7 und 8 Maste 29 in geeignetem Abstand voneinander angeaus massivem Kupferdraht mit Polyäthylenisolation 5° ordnet sind. Dieser Abstand ist je nach der Dämpfung bestehen, wobei der Außendurchmesser etwa das und dem Verstärkungsfaktor der Einheiten 30 zu be-2V2fache des Innendurchmessers beträgt. messen, beispielsweise kann ein Verstärker alle 6,4 km

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Ober- oder bei jedem 160. Mast, wenn der durchschnittliche flächenwellenleiter 7, 8 über verstellbare und federnde Mastabstand 36 m beträgt, vorgesehen sein. Die VerSchleifen 9,10 mit den Eingangs- bzw. Ausgangs- 55 stärker 30 und ihre Empfangs- und Sendetrichter 32, klemmen 11., 12 der Endwände 15,16 der Kanal- 33 sind über mit den Trichtern 32., 33 zusammenwirplattenpaare 17., 18 und 19, 20 verbunden. Dabei wer- kende Oberflächenwellenleiter 34 miteinander verden sie durch die isolierenden Durchführungen 13,14 bunden. Die mechanische Spannung der Leiter 34 der Endwände 15,16 gehalten. Jedes Kanalplatten- wird dabei in der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten paar 17,18 und 19, 20 hat den für die Aufnahme der 60 Weise erzielt. Mittels der Verstärker 30 ist also eine Leiterschleifen 9,10 erforderlichen Abstand und ist breitbandige Übertragung oder die Übertragung einer mit den Trichtern 5, 6 verschweißt oder auf andere großen Anzahl von Fernsehkanälen oder von Kanälen Weise mit ihnen über die Seitenwände 3, 4 fest ver- für andere Signale praktisch über jede Entfernung bunden. Die Kanalplattenpaare nehmen die Spannung möglich.

und die Zugkraft auf, die von den Oberflächen well en- 65 Um eine gegenseitige Kopplung zwischen den leitern 7, 8 auf das Verstärkergehäuse 1 ausgeübt Trichtern 5, 6 und 32, 33 zu verhindern, kann wenigwerden. Auf diese Weise ist die mechanische Span- stens ein Teil der Trichterrückseite oder auch die ■ nung der Leiter 7, 8 auf der Erreger- und Empfangs- ganze Rückseite mit einem wellenabsorbierenden seite des Verstärkers selbsttätig gewährleistet, ohne Mittel bedeckt sein. Eine in Fig. 1 bei 35, 36 dargedaß die elektrischen Anschlüsse an den Verstärker- 70 stellte lose Stahlwolleverpackung ist beispielsweise

geeignet, die Kopplung in einem Frequenzbereich von etwa 150 bis 250 MHz zu verringern. Bei höheren und sehr hohen Frequenzen haben sich Überzüge aus einer Gummimasse, in welche Kohleteilchen eingelagert sind, als vorteilhaft erwiesen. Um zu verhindem, daß Feuchtigkeit in die Stahlwollepackungen 35, 36 eindringt, sind diese durch wasserdichte Umhüllungen 37,38 abgedichtet, die beispielsweise aus Teerpapier bestehen können.

Der Oberflächenwellenleiter kann auch, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, aus einem Stahldraht 39 mit einer verhältnismäßig dünnen, aufgalvanisierten Schicht 40 bestehen, z. B. einer Kupferschicht von 0,05 mm Durchmesser. Die Kupferschicht 40 ist in bekannter Weise für die Übertragung von Oberflächenwellen mit einer dielektrischen Schicht 41 von geeignetem Durchmesser überzogen. Der Außendurchmesser beträgt das 2V2fache des Innendurchmessers des eigentlichen Leiters oder beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Außendurchmessers des Kupfer-Überzugs 40.

Bei 42 ist, mit dem Leiter 40 verschweißt oder auf andere Weise an ihm befestigt, ein Zwischenbolzen oder Drahtstück gezeigt, das seinerseits an eine starke Spiralfeder 43 angeschweißt oder an dem Endteil dieser Feder geformt ist. Diese Feder besteht aus Phosphorbronze oder Federstahl, der, zweckmäßigerweise ebenso wie der Bolzen 42, oberflächenleitend gemacht oder mit einer Kupferschicht überzogen ist, damit die Oberflächenwelle sich zu den Verstärkeranschlüssen in der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art oder auf eine sonst geeignete Weise ausbreiten kann.

Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, ist das innere Ende der Feder 43 an einem Anschlußbolzen

44 befestigt, der von einer isolierenden Durchführung

45 in der Endwand 46 gehalten wird. Die ganze Spiralfeder 43 ist in dem Raum oder Kanal zwischen den Stützplatten 48, 49 angeordnet, und zwischen dem engen Ende des Trichters 50 und der vorderen Platte 51 des Verstärkergehäuses 47 ist eine stabile Verbindung hergestellt, die der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten ähnlich ist. Eine Drehung der Spiralfeder 43 um ihre Achse kann in bekannter Weise dazu dienen, die Elastizität und dadurch die mechanische Spannung des Leiters 39 zu ändern. Diese Spannungsveränderung kann dadurch noch erleichtert oder verbessert werden, daß an Stelle des geschweißten Befestigungsstückes 42 zwischen dem Ende der Spiralfeder 43 und dem Ende des Leiters 39 eine Schraubverbindung hergestellt wird, wie sie schematisch in Fig. 8 bei 52 dargestellt ist. Diese Schraubverbindung erlaubt eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Endstück 53 des Leiters 39 und dem Anfangsteil 54 der Feder 43, erforderlichenfalls aber gleichzeitig auch eine Drehung der Feder 43 um ihre Achse, wodurch eine Regulierung der mechanischen Spannung und Länge des Leiters 39 ermöglicht ist.

In Fig. 5 ist ferner eine Vorrichtung zur Reduzierung der Strahlung dargestellt. Sie besteht aus einer Anzahl von Drähten 55 hohen Widerstandes, die sich vom Umfang der Erreger- und/oder Empfangstrichter oder wenigstens von einigen dieser Trichter axial über eine Entfernung von mehreren Wellenlängen erstrecken. In der Darstellung der Fig. 5 erstrecken sich die Drähte 55 von einem Mast 29 zum nächsten Mast 29 über eine Entfernung von beispielsweise 30 bis 45 m zur Reduzierung der Strahlung im Frequenzbereich von 150 bis 25OMHz. Die Drähte 55 können aus Stahl bestehen, der mit einer Schicht hohen Widerstandes, beispielsweise einem Gemisch aus einer Gummimasse mit Kohlenruß überzogen ist, so daß die radiale Strahlungskomponente der bei Oberflächenwellen-Übertragungssystemen vorhandenen langen, auf dem Draht laufenden Welle beseitigt oder gedämpft wird.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zur allmählichen Dämpfung dieser Strahlungskomponente mit zunehmender Entfernung vom Trichter 33 ist die Zahl der Drähte 55 mit zunehmender Entfernung vom Trichter 33 allmählich verringert. So sind beispielsweise bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst sechzehn Widerstandsdrähte 55 am Trichter 33 angebracht und erstrecken sich über einen Raum 56, der eine Entfernung von etwa 10 m darstellt. Von dieser Stelle an sind weitere Drähte 55, beispielsweise zwölf Drähte vorgesehen, die, zueinander parallel, über eine Entfernung 57 von ebenfalls 10 m verlaufen; schließlich erstrecken sich acht weitere Drähte über einen Raum 58, der die verbleibende Entfernung von 10 m zwischen zwei benachbarten Masten 29 darstellt. An den gemeinsamen Grenzen der Räume 56, 57 und 58 sind Stahlringe 59, 60 von der Größe des äußeren Umfanges des Trichters 30 angeordnet, welche die Drähte 55 halten.

Innerhalb der in den Räumen 56 bis 58 vorhandenen Drahtgebilde ist der Oberflächenwellenleiter 34 angebracht, der gegebenenfalls axial durch die Anordnung radial verlaufender Kunststoffschnüre 61, 62 zentriert werden kann und an den Ringen 59, 60 befestigt ist. Erforderlichenfalls kann der Leiter 34 auch in bestimmten Abständen durch radiale Speichen 63, 64, 65 an den Drähten 55 befestigt sein. Bei den Masten 29 kann es sich um gewöhnliche Starkstromoder Telegraphenmasten handeln, die außer dem Oberflächenwellen - Übertragungssystem gewöhnliche Starkstrom- oder Telegraphendrähte 66 tragen. An Stelle oder neben dem Draht 66 können die Masten 29 ein weiteres Oberflächenwellen-Übertragungssystem der in Fig. 5 gezeigten Art tragen. Dies muß jedoch etwas andere Dimensionen aufweisen als das erste, damit unerwünschte parallele Reflexionen von einer Leitung zur anderen verhindert werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Oberflächenwellen-Übertragungssystem, bei welchem zwischen den einzelnen Abschnitten einer Leitung Verstärker vorgesehen sind, gekennzeich net durch eine solche Anordnung der Verstärker (2) direkt im Zuge der Leitung (z. B. 7, 8) an den Masten (29), daß die an einer Unterbrechungsstelle der Leitung vorhandenen freien Leitungsenden durch die einander gegenüberliegenden Wandungsteile (z. B. 3, 4) eines Gehäuses (z. B. 1) abgestützt sind, welches unter Vorschaltung eines federnden Leitungsstückes (z. B. 9, 19) zusätzlich Mündungstrichter (z. B. 5, 6) trägt und die elektrisch aktiven Teile des zwischen die Leitungsabschnitte unter Leistungsanpassung eingefügten Verstärkers (2) birgt (Fig. 1, 2, 5 und 7).

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Trichterrückseite mit einem wellenabsorbierenden Mittel bedeckt ist.

3. Verstärker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch lose Stahlwolle (35, 36) als absorbierendes Mittel, die vorzugsweise mit einer gegen Witterungsbeeinträchtigungen schützenden Schicht (37, 38) abgedeckt ist (Fig. 1).

4. Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine sich an einem der Mündungstrichter (z. B. 33) anschließende und in Längsrichtung über mehrere Wellenlängen erstreckende Reuse (Fig. 5).

5. Verstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reuse aus Widerstandsdraht (55) besteht.

6. Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsdrähte (55) aus verhältnismäßig gut leitendem Material bestehen, 'das mit einer Schicht verhältnismäßig weniger leitenden Materials überzogen ist.

7. Verstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (55) aus Stahl bestehen, der mit einer Gummimasse bedeckt ist, welche Kohleteilchen enthält.

8. Verstärker nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsdichte der betreffenden Widerstandsdrähte (55) mit zu-

nehmendem Abstand von der Trichterkante abnimmt (Fig. 5).

9. Von Masten getragenes Oberflächenwellen-Ubertragungssystem unter Verwendung von Verstärkern nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch Abstützung des Verstärkers (30) an einem der Masten (29) und Befestigung des freien Endes der Reuse an dem darauffolgenden Mast (Fig. 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 869 647;

britische Patentschrift Nr. 682 817;

USA.-Patentschrift Nr. 2 737 632;

Zeitschrift »AEÜ«, Bd. 5, 1951, S. 399 bis 414, insbesondere Abb. 13 bis 16;

»Rhode& Schwarz-Mitteilungen«, Nr. 8,1956, S. 48 bis 58, insbesondere S. 53 und 54;

Zeitschrift »FTZ«, 1951, H. 1, S. 44 und 45.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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