DE1108761B - Cross-divided insulating support for coaxial high-frequency lines - Google Patents
Cross-divided insulating support for coaxial high-frequency linesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine quergeteilte Isolierstütze für koaxiale Hochfrequenzleitungen, die aus je einem zu beiden Seiten des Innenleiters liegenden, dünnwandigen Hohlkegel besteht, dessen Spitze am koaxialen Außenleiter anliegt.The invention relates to a transversely divided insulating support for coaxial high-frequency lines, each of which consists of one there is a thin-walled hollow cone lying on both sides of the inner conductor, the tip of which is at the coaxial one Outer conductor is applied.
Zum Befestigen des inneren Leiters einer koaxialen Speiseleitung werden im allgemeinen aus Isolierstoff hergestellte Stützkörper verwendet. Da die relative Dielektrizitätskonstante der Stützkörper stets höher als die der Luft ist, verursachen diese eine Reflexion. Ist die koaxiale Leitung gänzlich mit Isoliermaterial gefüllt, entsteht zwar theoretisch keine Reflexion, der Verlust der koaxialen Leitung gestaltet sich aber so hoch, daß eine derartige Ausführung zumeist kaum mehr verwendbar ist.To secure the inner conductor of a coaxial feed line are generally made of insulating material Manufactured support body used. Because the relative dielectric constant of the support body is always higher than that of air, they cause a reflection. Is the coaxial line entirely with insulating material filled, theoretically there is no reflection, but the loss of the coaxial line is like this high that such a design is mostly hardly usable.
Tritt in der Leitung eine Reflexion auf, vermindert sich einerseits die übertragbare Leistung, andererseits wird die Qualität der Übertragung herabgesetzt. Zum Beispiel ist bei einer Televisionssignalübertragung ein Phantombild wahrnehmbar und entsteht bei Mikrowellen-Mehrkanal-Fernmeldeeinrichtungen ein Nebensprechen. Die strengsten Anforderungen bezüglich einer Übertragung ohne Reflexion werden Mikrowellen-Mehrkanal-Fernmeldeeinrichtungen gegenübergestellt. If there is a reflection in the line, on the one hand the transmittable power is reduced, on the other hand the quality of the transmission is reduced. For example, in a television signal transmission, a A phantom image is perceptible and occurs in microwave multi-channel telecommunications equipment a crosstalk. The most stringent requirements for transmission without reflection become microwave multichannel telecommunications equipment juxtaposed.
Zur Vermeidung derartiger Reflexionen werden bekanntlich entweder die einzelnen Scheiben an sich reflexionsfrei gemacht, oder die Scheiben sind derart angeordnet, daß sich ihre Reflexionen gegenseitig kompensieren. Letztere Methode ist jedoch nur in einem schmalen Frequenzband anwendbar. Es ist daher günstiger, die Scheiben an sich reflexionsfrei zu machen.To avoid such reflections, it is known that either the individual panes per se made reflection-free, or the panes are arranged in such a way that their reflections are mutually exclusive compensate. However, the latter method can only be used in a narrow frequency band. It is therefore it is better to make the panes free of reflections.
Am einfachsten ist bekanntlich die Verwendung einer Stützscheibe, deren Dicke, auf die übertragenen Wellenlängen bezogen, vernachlässigbar ist. Dies kann aber im Gebiet der Zentimeterwellen nicht durchgeführt werden, da eine bezüglich der Wellenlänge vernachlässigbare Scheibendicke keine ausreichende mechanische Festigkeit bietet.As is known, the easiest way to use a support disc, whose thickness is transferred to the Related to wavelengths, is negligible. However, this cannot be done in the area of centimeter waves be carried out, since a slice thickness that is negligible with respect to the wavelength is not sufficient provides mechanical strength.
Eine auf die Wellenlänge bezogen dicke Scheibe kann durch Kompensation reflexionsfrei gemacht werden. Falls die Dicke der Isolierscheibe ein Viertel der in der Scheibe gemessenen Wellenlänge beträgt, werden die an beiden Seiten der Scheibe auftretenden Reflexionen gegenseitig gelöscht. Diese Lösung ist praktisch ebenfalls nur in einem schmalen Frequenzband verwendbar.A pane that is thick in relation to the wavelength can be made reflection-free by means of compensation will. If the thickness of the insulating washer is a quarter of the wavelength measured in the washer, the reflections occurring on both sides of the pane are mutually canceled. This solution is practically also only usable in a narrow frequency band.
Die Reflexion der Isolierscheibe wird bekanntlich dadurch verursacht, daß die relative Dielektrizitätskonstante
des Scheibenstoffes größer als 1 ist, so daß der Wellenwiderstand des mit Isolierstoff ausgefüllten
Quergeteilte Isolierstütze
für koaxiale HochfrequenzleitungenAs is known, the reflection of the insulating pane is caused by the fact that the relative dielectric constant of the pane material is greater than 1, so that the wave resistance of the transversely divided insulating support filled with insulating material
for coaxial high frequency lines
Anmelder:Applicant:
Budavox Budapest! Hiradästechnikai
Vällalat, BudapestBudavox Budapest! Hiradästechnikai
Vällalat, Budapest
Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,Representative: Dipl.-Ing. W. Meissner,
Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22
und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälteand Dipl.-Ing. H. Tischer, Munich 2, patent attorneys
Beanspruchte Priorität:
Ungarn vom 12. Juli 1958Claimed priority:
Hungary from July 12, 1958
Miklos Csuzdi und Istvan Nedbal, Budapest,
sind als Erfinder genannt wordenMiklos Csuzdi and Istvan Nedbal, Budapest,
have been named as inventors
Abschnittes niedriger als der des mit Luft gefüllten Abschnittes ist. Beim Anschluß der Leitungsabschnitte mit verschiedenen Wellenwiderständen tritt eine Reflexion auf. Die entstehende Reflexion ist dabei um so geringer, je geringer die relative Dielektrizitätskonstante des Scheibenstoffes bzw. je weniger Stoff in der Scheibe enthalten ist.Section is lower than that of the air-filled section. When connecting the line sections reflection occurs with different wave resistances. The resulting reflection is over the lower, the lower the relative dielectric constant of the pane material or the less material is contained in the disc.
Die Reflexionsfreiheit einer Koaxialleitung kann bekanntlich auch dadurch hergestellt werden, daß der innere Durchmesser b des äußeren Leiters der Leitung,As is known, the freedom from reflection of a coaxial line can also be established by the fact that the inner diameter b of the outer conductor of the line,
der Formel Z0 = In — entsprechend oder derthe formula Z 0 = In - corresponding to or the
Durchmesser« des inneren Leiters bzw. der Durchmesser von beiden so verändert wird, daß der Wellenwiderstand Z0 des mit einem Stoff relativer Dielektrizitätskonstante er ausgefüllten Abschnittes gleich dem des mit Luft gefüllten Abschnittes sei. Zu diesem Zweck muß üblicherweise die Dimension b gesteigert und die Dimension α vermindert werden.Diameter «of the inner conductor or the diameter of both is changed so that the wave resistance Z 0 of the section filled with a material with a relative dielectric constant e r is equal to that of the section filled with air. For this purpose, the dimension b must usually be increased and the dimension α reduced.
An den Stellen der plötzlichen Durchmesseränderungen ändert sich bekanntlich auch das elektrische Feld. Die Wirkung dieser Änderung kann bei den Berechnungen mit Hilfe von sogenannten Sprungkapazitäten bzw. Kantenkapazitäten berücksichtigt werden, die sich an der Stelle des Sprunges zur Feldlinie parallel anschließen. Die Wirkung der Sprungkapazitäten kann ausgeschaltet werden, falls derIt is well known that the electrical changes also occur at the points of sudden changes in diameter Field. The effect of this change can be seen in the calculations with the help of so-called jump capacities or edge capacities are taken into account, which are at the point of the jump to the field line connect in parallel. The effect of the jump capacities can be switched off if the
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3 43 4
Wellenwiderstand des mit Isoliermaterial gefüllten Wellenwiderstand in jedem zur Leiterachse senk-Abschnittes
höher als der des mit Luft gefüllten rechten Schnitt durch den Abstandhalter gleich ist.
Abschnittes bemessen wird. In einem solchen Fall Die Erfindung geht von einer solchen bekannten
kann — theoretisch nachweisbar —· die dünner als Isolierstütze aus, die jedoch noch dadurch eine
λ/4 bemessene Scheibe im Ersatzschaltbild der Scheibe 5 Verbesserung der Übertragungseigenschaften erfährt,
als eine Reiheninduktivität dargestellt werden. Diese daß erfindungsgemäß die Kegelflächen verschiedene
Reiheninduktivität bildet mit den sich parallel schal- Öffnungswinkel besitzen, so daß sich eine vom Außentenden
Sprungkapazitäten bzw. Kantenkapazitäten zum Innenleiter hin abnehmende Wandstärke des
einen Tiefpaß. Der Wellenwiderstand dieses Filters Hohlkegels ergibt, die so bemessen ist, daß zur
ist so zu wählen, daß derselbe im Betriebsfrequenzband io Kompensation der Wellenwiderstandserhöhung am
praktisch dem Wellenwiderstand des mit Luft gefüllten Ort der Isolierstütze der Innenleiter in an sich beAbschnittes
der koaxialen Speiseleitung gleich ist. Die kannter Weise mit einer nur geringfügigen Eindrehung
zu den Sprungkapazitäten nötige Reiheninduktivität versehen ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
muß mit Rücksicht auf diese Bedingung bestimmt können die schalenförmigen Hälften der Isolierstütze
werden. Je größer die Sprungkapazität ist, ist eine um 15 nach dem Aufsetzen auf den nur wenig eingedrehten
so größere Induktivität nötig. Die Grenzfrequenz des Innenleiter durch Kleben zusammengefügt werden.
Filters hängt — so lange, bis diese Methode zum Eine beispielsweise Ausführungsform einer Isolier-Freimachen
von Reflexion theoretisch anwendbar stütze nach der Erfindung wird in den Fig. 1 und 2
ist — vom Produkt der Induktivität und der Sprung- dargestellt. Die Isolierstütze 1-2 besteht aus zwei
kapazitäten ab. Je größer die Sprungkapazität und die 20 Hälften, die durch Kegelmantelflächen begrenzt sind,
Induktivität ist, um so kleiner wird die Grenzfrequenz. die der Achse der Speiselinie konzentrisch liegen. Die
Dies bedeutet, daß, je größer die Änderung des Isolierstütze 1-2 befindet sich auf dem nur wenig
Durchmessers an der Stelle der Isolierabstützung, eingedrehten Abschnitt 5 des Innenleiters 3, wodurch
d. h. je größer die Sprungkapazität ist, um so niedriger nicht nur ihre mechanisch starre Befestigung gesichert,
ist die Frequenz, bis zu welcher die in Frage stehende 25 sondern auch, wie dies aus obigem ersichtlich, eine
Methode verwendet werden kann. Die auf der Stelle reflexionsfreie Lösung erzielt wird. Die Isolierstütze 1-2
der Scheibe nötige Durchmesseränderung des Innen- befestigt und zentriert den Innenleiter 3 im Außenleiters
und demzufolge die Sprungkapazität ist um so leiter 4.Characteristic impedance of the wave impedance filled with insulating material in each section perpendicular to the conductor axis is higher than that of the right-hand section through the spacer, which is filled with air.
Section is measured. In such a case, the invention is based on such a known one, which can - theoretically verifiable - be represented as a series inductance, which is thinner as an insulating support, which, however, still experiences a λ / 4- dimensioned disc in the equivalent circuit diagram of disc 5, improving the transmission properties. According to the invention, the conical surfaces form different series inductances with the parallel opening angles, so that a wall thickness of a low-pass filter that decreases from the outer end or edge capacitance towards the inner conductor. The wave resistance of this filter results in a hollow cone, which is dimensioned so that it is to be selected in such a way that it is the same in the operating frequency band io compensation of the wave resistance increase at practically the wave resistance of the air-filled location of the insulating support of the inner conductor in per se section of the coaxial feed line. The known way is provided with only a slight turning to the jump capacitance necessary series inductance. According to a further development of the invention, the shell-shaped halves of the insulating support must be able to be determined with regard to this condition. The larger the jump capacitance, the greater the inductance required by 15 after it has been placed on the only slightly screwed in. The cutoff frequency of the inner conductor can be joined together by gluing.
Filters hangs - until this method is theoretically applicable to an example embodiment of an insulation-freeing of reflection support according to the invention is shown in FIGS. 1 and 2 - from the product of the inductance and the jump. The insulating support 1-2 consists of two capacities. The greater the jump capacitance and the inductivity of the 20 halves that are bounded by the surface of the cone, the lower the cut-off frequency. which are concentric with the axis of the feed line. This means that the greater the change in the insulating support 1-2 is located on the only small diameter at the point of the insulating support, twisted section 5 of the inner conductor 3, which means that the greater the jump capacity, the lower not only its mechanical secured rigid attachment, is the frequency up to which the 25 in question but also, as can be seen from the above, a method can be used. The solution that is non-reflective on the spot is achieved. The insulating support 1-2 of the disc necessary change in diameter of the inner fastens and centers the inner conductor 3 in the outer conductor and consequently the jump capacitance is so conductor 4.
kleiner, je geringer die effektive Dielektrizitäts- Es ist theoretisch nachweisbar, daß bei einerThe smaller, the lower the effective dielectricity. It is theoretically demonstrable that with a
konstante der Isolierscheibe ist. 30 Isolierstütze für Koaxialkabel mit zur Achse deris constant of the insulating washer. 30 insulating support for coaxial cables with the axis of the
Die Abweichung des Wellenwiderstandes des durch koaxialen Speiseleitung konzentrischen, geraden die Scheibe ausgefüllten Abschnittes gegenüber jenem, Kegelflächen verschiedenen Öffnungswinkels in jedem der mit Luft ausgefüllt ist, wird im allgemeinen zur Achse der Leitung senkrechten Schnitt die derart vermindert, daß ein Teil des Scheibenstoffes effektive relative Dielektrizitätskonstante stets gleich entfernt wird, z. B. ist es üblich, in die Scheibe Durch- 35 ist, was bedeutet, daß auch der Wellenwiderstand gangs- oder Sacklöcher zu bohren. Die effektive gleich ist. Der Wert von Z0 hängt dabei vom Öffnungsrelative Dielektrizitätskonstante wird dabei um so winkel der Kegel ab. Es reicht aus, die in einer quer geringer sein, je größer der zu entfernende Scheibenteil zur Kabelachse liegenden Ebene in einem willkürlich ist bzw. je näher der zu entfernende Teil dem Innen- gewählten Querschnitt gemessene Dicke des Hohlleiter liegt. Durch das Entfernen eines Scheibenstoff- 40 kegeis zu bestimmen, welche zur Verwirklichung des teils wird naturgemäß die mechanische Festigkeit gewünschten Wellenwiderstandes nötig ist. Dieser vermindert. Wert muß einem durch die FestigkeitsanforderungenThe deviation of the wave impedance of the straight section, which is concentric with the coaxial feed line and filled with the pane, compared to that of the conical surfaces with different opening angles at each one that is filled with air, is generally reduced to the section perpendicular to the axis of the line, so that a part of the pane material has an effective relative dielectric constant is always removed the same, z. B. It is common to drill through holes in the disk, which means that the wave resistance also has to be drilled through or blind holes. The effective is the same. The value of Z 0 depends on the opening-relative dielectric constant and the angle of the cone. It is sufficient that the thickness of the waveguide measured transversely, the larger the disc part to be removed to the cable axis is in an arbitrary plane, or the closer the part to be removed is to the interior selected cross-section. By removing a sheet of material, you can determine which wave resistance is required to achieve the desired mechanical strength, of course. This diminishes. Value must be given by the strength requirements
Bei den in den letzten Jahren entwickelten koaxialen zugelassenen Wert genügen. Da die Konstruktion alsThe coaxial allowable value developed in recent years suffice. Since the construction is available as a
Hochfrequenzspeiseleitungen, die infolge ihrer dünn- eine Schalenkonstruktion anzusehen ist, können dieHigh-frequency feed lines, which can be seen as a shell construction due to their thin structure, can
wandigen Konstruktion den Raum zwischen den 45 Festigkeitsanforderungen bereits bei einer recht kleinenwalled construction the space between the 45 strength requirements already with a very small one
beiden Leitern nur teilweise ausfüllen, verursacht eine Wanddicke erfüllt werden. Da die Wanddicke geringOnly partially filling both ladders, causing a wall thickness to be met. Because the wall thickness is small
derartige Abstützung keine allzu große Reflexion und ist, ist die effektive relative Dielektrizitätskonstantesuch support is not an overly large reflection and is the effective relative dielectric constant
Dämpfung. Die Abstützungen werden aber dabei im mit guter Annäherung der der Luft gleich, worausDamping. The supports are, however, with a good approximation that of the air, from what
Interesse der entsprechenden mechanischen Festigkeit folgt, daß auch die zu einer Isolierabstützung ohneInterest in the corresponding mechanical strength follows that also the need for an insulating support without
im Verhältnis zur Wellenlänge dicht angeordnet, so 50 Reflexion nötige Innenleiter-Eindrehung recht geringarranged densely in relation to the wavelength, so the inner conductor twisting necessary for 50 reflection is quite small
daß sie nun zur Verminderung der Reflexion neben- sein kann. Ist aber die Durchmesseränderung desthat it can now be alongside to reduce reflection. But if the change in diameter of the
einander, ja sogar einander überlappend eingesetzt Innenleiters an der Auflagestelle der Stütze gering,each other, even overlapping inner conductor inserted at the support point low,
werden, wodurch die Dämpfung der Speiseleitung sind auch die Sprungkapazitäten von einem niedrigenbe, reducing the attenuation of the feed line are also the jump capacities of a low
erheblich erhöht wird. Wert. Aus diesem Grunde ist die Lösung nach deris increased significantly. Value. For this reason, the solution after the
Es sind aber auch reflexionsarme Isolierabstützungen 55 Erfindung auf Grund obiger theoretischer Erwägungen für koaxiale Speiseleitungen bekannt, die eine große bis zu höheren Frequenzen anwendbar als die bemechanische Festigkeit besitzen. Wegen dieser hohen kannten Lösungen. Mit Rücksicht darauf, daß die mechanischen Festigkeit werden diese Abstandhalter Durchmesseränderung des Innenleiters recht gering nicht dicht nebeneinander, sondern ungefähr im ist, entspricht die Konstruktion aus Festigkeitsgründen Abstand von 1 m voneinander angeordnet, wodurch 60 vollends. Der Innenleiter kann aus einem dünneine Dämpfungs- und Reflexionsverminderung und wandigen Rohr hergestellt werden. Die als Schalenauch eine einfachere Leiterkonstruktion beim Koaxial- konstruktion ausgebildete Isolierabstützung ist elakabel erzielt wird. Eine solche Leiterkonstruktion stisch, so daß sie selbst im Falle einer Verformung besteht beispielsweise darin, daß der Kreis des nicht so leicht zerbricht.But there are also anechoic insulating supports 55 invention based on the above theoretical considerations known for coaxial feed lines, which have a large up to higher frequencies applicable than the mechanical Possess strength. Because of these high known solutions. With regard to the fact that the mechanical strength, these spacers change in diameter of the inner conductor is quite small not close to each other, but roughly in, the construction corresponds for reasons of strength Distance of 1 m from each other, making 60 completely. The inner conductor can consist of a thin one Attenuation and reflection reduction and walled pipe are made. The bowls too A simpler conductor construction in the case of an insulating support formed in the coaxial construction is elakabel is achieved. Such a ladder construction stically, so that it even in the event of deformation is, for example, that the circle of the does not break easily.
größten Querschnitts der dünnwandigen Isolierkörper 65 Ein weiterer Vorteil der neuen Isolierstütze bestehtlargest cross-section of the thin-walled insulating body 65 There is another advantage of the new insulating support
am koaxialen Außenleiter aufliegt. Man kommt darin, daß die dielektrischen Verluste gering sind, darests on the coaxial outer conductor. It is because the dielectric losses are small
hierbei zu koaxialen Leitungen mit Abstandhaltern, nur wenig Isolierstoff verwendet wird und ein Teilhere to coaxial lines with spacers, only a little insulating material is used and a part
die durch Kegelflächen begrenzt sind und deren desselben in der Nähe des äußeren Leiters der Speise-which are bounded by conical surfaces and whose same in the vicinity of the outer conductor of the feed
leitung, also im schwächeren elektrischen Kraftfeld angeordnet ist.line, so is arranged in the weaker electric force field.
Von Konstruktions- und Fertigungsgesichtspunkten gesehen bedeutet es einen Vorteil, daß die neue Konstruktion aus zwei Stücken hergestellt und ohne Teilung der äußeren bzw. inneren Speiseleitung eingesetzt werden kann.From a design and manufacturing point of view, there is an advantage that the new Construction made of two pieces and without dividing the outer or inner feed line can be used.
Claims (2)
Deutsche Patentschriften Nr. 870 871, 966 032, 356;Considered publications:
German Patent Nos. 870 871, 966 032, 356;
französische Patentschrift Nr. 942 923.Patent Specification No. 13 893 of the Office for Inventions and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany;
French patent specification No. 942 923.
Applications Claiming Priority (1)
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1959
- 1959-01-05 FR FR1212684D patent/FR1212684A/en not_active Expired
- 1959-07-07 CH CH7542959A patent/CH370132A/en unknown
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Also Published As
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