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Koaxialleitungsschalter für sehr kurze elektromagnetische Wellen Die
Erfindung bezieht sich auf einen Koaxialleitungsschalter für sehr kurze elektromagnetische
Wellen, bei dem vorzugsweise jede angeschlossene Koaxialleitung mit einer von zwei
weiteren Koaxialleitungen wahlweise verbindbar ist.
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Koaxialleitungsschalter dieser Art finden bei Nachrichtenübertragungssystemen,
insbesondere Richtfunksystemen, Verwendung, wo sie beispielsweise zur Umschaltung
eines Betriebsgerätes, Senders oder Empfängers, auf ein Ersatzgerät oder zur Umschaltung
eines Betriebskanals auf einen Ersatzkanal benötigt werden. Es sind Koaxialleitungsschalter
bekannt, die nach dem Trommelschalterprinzip aufgebaut sind. Ein solcher Trommelschalter
besteht aus einem zylindrischen, die Koaxialleitungsanschlüsse tragenden Gehäuse,
in dem die Schalttrommel angeordnet ist. Die Koaxialleitungsanschlüsse des Trommelschalters,
im allgemeinen vier an der Zahl, sind hierbei jeweils um 90' am Gehäuseumfang
versetzt angeordnet. Die Verbindung einer Koaxialleitung mit wahlweise einer von
zwei weiteren Koaxialleitungen erfolgt über Koaxialleitungskrümmer, die in die Schalttrommel
eingelagert sind. Abgesehen von den relativ großen räumlichen Abmessungen eines
solchen Trommelschalters, ist er wegen seiner radial nach außen stehenden Anschlüsse
für den Einbau in Anlagengestelle denkbar ungeeignet. Auch haben Trommelschalter
den Nachteil, daß eine einwandfreie Kontaktgabe zwischen den Enden der in die Schalttrommel
eingelagerten Koaxialleitungskrümmer und den Koaxialleitungsanschlüssen des Gehäuses
nur bei relativ großem fertigungstechnischem Aufwand sichergestellt werden kann.
Insbesondere die sichere Kontaktgabe zwischen den Außenleiterenden bereitet erhebliche
Schwierigkeiten.
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Bei einem bekannten Koaxialleitungsschalter sind diese Schwierigkeiten
dadurch beseitigt, daß die umzuschaltenden Koaxialleitungen rechtwinklig in eine
Koaxialleitung gleichen Wellenwiderstandes münden, die einen axial verschiebbaren
Mittelleiter aufweist. Die Länge dieses Mittelleiters ist gerade so groß gewählt,
als dies für die Anschaltung zweier miteinander zu verbindender Leitungen in Achsrichtung
nötig ist. Koaxialleitungsschalter dieser Art sind wegen ihres sperrigen Aufbaus
für den Einbau in Anlagengestelle ebenfalls wenig geeignet. Außerdem gewährleistet
der axial verschiebbare Mttelleiter keine sichere Kontaktgabe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, u. a. einen für den Einbau
in Anlagengestelle geeigneten Koaxialleitungsschalter der einleitend beschriebenen
Art mit kleinen Abmessungen zu schaffen.
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Für einen Koaxialleitungsschalter, bei dem vorzugsweise jede angeschlossene
Koaxialleitung mit einer von zwei weiteren Koaxialleitungen wahlweise verbindbar
ist, bestehend aus -einem ringförmigen Hohlleiter mit senkrecht zur Ringebene und
längs des ringförrnigen Hohlleiters in vorzugsweise gleichen Ab-
ständen angeordneten
Koaxialleitungsanschlüssen, deren Außenleiter mit der Wandung der ringförmigen Hohlleitung
galvanisch verbunden sind, wird erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, daß
die ringförmige Hohlleitung in der Ebene des sie bildenden Ringes in zwei ineinandergreifende,
in ihrer Symmetrieachse gegeneinander drehbar angeordnete Ringhälften unterteilt
ist und daß die koaxialleitungsanschlußfreie Ringhälfte Träger der die Innenleiter
je-
weils zweier einander benachbarter Koaxialleitungsanschlüsse miteinander
verbindenden Leiterabschnitte ist, die an ihren Enden nach Art eines Federkontaktes
ausgebildet sind.
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Es ist ein weiterer Koaxialleitungsschalter bekannt, bei dem die einzelnen
Koaxialleitungsanschlüsse längs eines ringförmigen Hohlleiters in unter sich gleichen
Abständen angeordnet sind. Die Ringhohlleitung besteht aus einem allseitig geschlossenen
metallischen zylindrischen Körper, in dessen Innem konzentrisch ein weiterer metallischer
Zylinder angeordnet ist. Der innere Zylinder bildet zusammen mit dem äußeren Zylinder
und dessen die Koaxialleitungsanschlüsse tragenden Bodenplatte einen Ringkanal rechteckförmigen
Querschnitts.
In den Ringkanal ist ein aus drei ineinandergeschachtelten Isolierstoffzylindem
bestehender Rotor eingepaßt, dessen mittlerer Zylinder Träger der die Innenleiterenden
jeweils zweier einander benachbarter Koaxialleitungsanschlüsse miteinander verbindenden
Leiterabschnitte ist. Der Antrieb des Rotors erfolgt durch eine Antriebsvorrichtung
auf seiner den Koaxialleitungsanschlüssen fernen Stirnseite. Im Gegensatz hierzu
ist beim Erfindungsgegenstand in außerordentlich vorteilhafter Weise die ringförinige
Hohlleitung in der Ebene des sie bildenden Ringes in zwei ineinandergreifende Ringhälften
unterteilt. Diese Maßnahme ermöglicht es, die jeweils zwei Koaxialleitungsanschlüsse
miteinander verbindenden Leitungsabschnitte unter Berücksichtigung der an sie zu
stellenden elektrischen Forderungen in sehr einfacher Weise zu realisieren. Insbesondere
erfordert der Erfindungsgegenstand keinen den Ringkanal ausfüllenden Rotor aus dielektrischem
Stoff. Derartige Rotoren haben nämlich den Nachteil, daß die Betriebssicherheit
der mit ihnen ausgerüsteten Schalter bei größeren Temperaturschwankungen beeinträchtigt
ist, weil der relativ große Wärmeausdehnungskoeffizient dielektrischer Stoffe relativ
große, stark temperaturabhängige Luftspalte zwischen dem Rotor und den Wandungsteilen
des Ringkanals unumgänglich macht.
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Da beim Erfindungsgegenstand sämtliche Koaxialleitungsanschlüsse zueinander
parallel auf einer Seite des Schalters angeordnet sind, sind sie bei entsprechendem
Einbau des Schalters in ein Anlagengestell alle von der Frontseite aus leicht zugänglich.
Der erfindungsgemäße Schalter läßt sich ferner mit sehr kleinen Abmessungen realisieren,
wenn die Ringhohlleitung um den Schalterantrieb herum angeordnet wird. Die die Innenleiterenden
jeweils zweier einander benachbarter Koaxialleitungsanschlüsse miteinander verbindenden
Leiterabschnitte bestehen zweckmäßigerweise aus dünnen, der Krümmung des Ringkanals
angepaßten federnden Bandleitern. Die jeweils zwei Koaxialleitungen miteinander
verbindenden Ringleitungsabschnitte sind so dimensioniert, daß ihre wellenwiderstandsmäßige
Anpassung an die Koaxialleitungen gewährleistet ist.
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An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt
ist, soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Das in der Figur perspektivisch dargestellte Ausführungsbeispiel nach
der Erfindung besteht aus einem Ringkanal 1 mit den Koaxialleitungsanschlüssen
2, der von einem den Ringkanal 1 zur Ringleitung ergänzenden Ringdeckel
3 verschlossen ist. Der Pingkanal 1
und der Ringdeckel 3 sind
aus leitendem Material, beispielsweise Messing, gefertigt. Der Ringdeckel
3,
der in der Figur aus Gründen der übersichtlichkeit in einer zum Ringkanal
1 abgehobenen Stellung dargestellt ist, ist auf der Welle 4 eines Antriebes
5 befestigt, der seinerseits g-iit seiner Welle 4 konzentrisch zum Ringkanal
1 angeordnet ist, Die Koaxialleitungsanschlüsse 2, vier an der Zahl, sind
in gleichen Winkelabständen von 90' und parallel zueinander längs des Ringkanals
1 verteilt angeordnet und münden in dessen Boden ein. Hierbei gehen die Außenleiterenden
unmittelbar in die Wandung des Ringkanals 1 über, während die Innenleiterenden
6 etwas in dessen Inneres hineinragen.
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Der Ringdeckel 3 besteht aus einer kreisförmigen Metallplatte
Y, mit einem Ringsteg 3". Der mittlere Durchmesser und die Breite
des Ringstegs Y' sind dem mittleren Durchmesser und der lichten Weite des Ringkanals
1 angepaßt. Der Ringdeckel 3 greift mit seinem Ringsteg Y' in den
Ringkanal 1 ein und überlappt mit der Metallplatte 3' dessen inneren
und äußeren Rand. Hierdurch wird erreicht, daß praktisch keine der im Innem der
Ringleitung geführten elektromagnetischen Energie in den freien Raum abstrahlen
kann. Am Ringsteg Y' sind zwei Kontaktelemente darstellende federnde Bandleiter
7 auf Isolierstützen 8 befestigt, die jeweils der Krümmung des Ringkanals
1 angepaßt sind. Die Länge der Bandleiter 7 ist so bemessen, daß sie
die Innenleiterenden 6 zweier benachbarter Koaxialleitungsanschlüsse 2 miteinander
galvanisch verbinden können. Zur Sicherstellung einer guten Kontaktgabe sind einerseits
die Innenleiterenden 6 nach Art eines Kontaktkopfes verstärkt ausgebildet
und die Enden der Bandleiter 7 mit Kontaktnippeln 9 versehen. Die
eine Bandleitung darstellenden, zwei benachbarte Koaxialleitungsanschlüsse miteinander
verbindenden Ringleitungsabschnitte sind an den Wellenwiderstand der über die betreffenden
Koaxialleitungsanschlüsse angeschlossene Koaxialleitung gen angepaßt, so daß Reflexionen
weitgehend vermieden sind. Der kapazitive Einfluß der Isolierstützen 8 ist
durch entsprechende Aussparungen 10 in den Bandleitem 7 kompensiert.
Eine weitere Verbesserung bezüglich des Reflexionsverhaltens der Anordnung kann
in einfacher Weise dadurch erzielt werden, daß in unmittelbarer Nähe der Kontaktköpfe
9 der Innenleiterenden 6 geeignete Kompensationsmittel, beispielsweise
Abgleichschrauben 11,
vorgesehen sind.
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Die von den Bandleitern 7 freien Ringleitungsabschnitte stellen
eine Hohlleitung dar, deren Grenzfrequenz jedoch wesentlich höher liegt als die
Betriebsfrequenz, so daß zwischen den jeweils nicht miteinander verbundenen Koaxialleitungsanschlüssen
nur über das aperiodische Wechselfeld eine Kopplung stattfinden kann. Reicht diese
Entkopplung nicht aus, so kann beispielsweise der Ringsteg Y' zwischen den Bandleitern
7 vorzugsweise sprungweise so weit erhöht werden, daß der lichte Querschnitt
der aus dem Ringkanal 1 und dem Ringdeckel 3 gebildeten Ringleitung
in diesen Abschnitten sehr klein wird. Zur weiteren Verbesserung der Entkopplungsdämpfung
können auf beiden Seiten der erhöhten Abschnitte des Ringsteges Y' Kontaktfedern
angeordnet werden, über die der Ringsteg Y' bzw. der Ringdeckel 3 mit dem
Ringkanal 1 in leitender Verbindung steht.