DE1148291B

DE1148291B - Coaxial high-frequency line with at least one disk-shaped insulating support

Info

Publication number: DE1148291B
Application number: DET21925A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Becker
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1962-04-10
Filing date: 1962-04-10
Publication date: 1963-05-09

Description

In der Hochfrequenztechnik werden häufig Hochfrequenzleitungen benutzt, bei denen der zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter vorhandene Raum im wesentlichen nur mit Luft gefüllt ist. In derartigen Leitungen sind zur Halterung des Innenleiters im Innenraum des Außenleiters in Abständen voneinander angeordnete, aus Isoliermaterial bestehende Stützen vorgesehen. Infolge der geringen Verluste im Luftraum weisen derartige Hochfrequenzleitungen eine besonders geringe Dämpfung pro Längeneinheit auf. Sie werden daher bevorzugt zur Übertragung großer Hochfrequenzleistungen, beispielsweise zwischen dem Ausgang eines Senders und dem Speisepunkt einer Antenne, benutzt.In high-frequency technology, high-frequency lines are often used, in which the between the outer conductor and the inner conductor existing space is essentially only filled with air. In Such lines are for holding the inner conductor in the interior of the outer conductor at intervals mutually arranged, consisting of insulating material supports provided. As a result of the low Such high-frequency lines have particularly low attenuation losses in the airspace per unit of length. They are therefore preferred for the transmission of large high-frequency powers, for example between the output of a transmitter and the feed point of an antenna.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß die Eigenschaften der verwendeten Stützisolatoren wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der ganzen Hochfrequenzleitung haben. Diese Isolatoren sollen die Homogenität der Leitung in möglichst geringem Maße stören.It is obvious that the properties of the post insulators used are essential Have an influence on the properties of the entire high-frequency line. These isolators are supposed to disturb the homogeneity of the line as little as possible.

Daher ist es wichtig, als Isoliermaterial ein solches mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu verwenden. Auch soll der Verlustwinkel des verwendeten Materials möglichst klein sein, um die Leitungsdämpfung möglichst wenig zu erhöhen und auch die Betriebstemperaturen der Isolatoren niedrig zu halten.Therefore, it is important to use a low dielectric constant as the insulating material. The loss angle of the material used should also be as small as possible in order to reduce the line attenuation to increase as little as possible and also to keep the operating temperatures of the insulators low.

Es ist bereits bekannt, bei Verwendung scheibenförmiger Stützisolatoren den Innenleiter mit einer Einschnürung und den Außenleiter mit einer Aussparung zu versehen, in welche die Ränder der Scheibe eingreifen. Dadurch wird nicht nur die Scheibe gegen Längsverschiebungen gesichert, sondern es wird auch eine elektrische Wirkung in der Richtung eines Ausgleichs der durch die Scheibe verursachten Leitungsinhomogenität erzielt. It is already known, when using disc-shaped post insulators, the inner conductor with a Constriction and to provide the outer conductor with a recess into which the edges of the disc intervention. As a result, not only is the disc secured against longitudinal displacement, but it is also an electrical effect in the direction of compensating for the line inhomogeneity caused by the pane is achieved.

Für nicht zu hohe thermische Beanspruchung haben sich besonders scheibenförmige Isolierstützen aus synthetisch hergestelltem Kunststoff, beispielsweise aus Polystyrol, Polyäthylen oder Polytetrafluorethylen bewährt. Ein geeigneter, besonders wärmefester Kunststoff auf Tetrafluoräthylenbasis ist im Handel unter der Bezeichnung »Teflon« bekannt. Bei relativ kleiner Dielektrizitätskonstante und kleinem Verlustwinkel können derartige Materialien im Grenzfall Temperaturen bis etwa 200° C aushalten.Disk-shaped insulating supports are particularly suitable for thermal stresses that are not too high from synthetically produced plastic, for example from polystyrene, polyethylene or polytetrafluoroethylene proven. A suitable, particularly heat-resistant plastic based on tetrafluoroethylene is im Trade known as "Teflon". With a relatively small dielectric constant and a small one Such materials can withstand temperatures of up to approx. 200 ° C. in borderline cases.

Für Fälle, bei denen die Temperaturfestigkeit solcher Kunststoffe besonders in der Nähe des Innenleiters nicht mehr ausreicht, ist es bereits bekannt, den inneren Teil der Distanzscheiben aus einem keramischen Isolierstoff und den äußeren ringartigen Teil aus einem thermoplastischen formfesten Vollmaterial herzustellen.For cases where the temperature resistance of such plastics is particularly close to the inner conductor is no longer sufficient, it is already known to make the inner part of the spacers from a ceramic Insulating material and the outer ring-like part made of a solid thermoplastic solid material to manufacture.

Koaxiale HochfrequenzleitungCoaxial high frequency line

mit wenigstens einer scheibenförmigenwith at least one disc-shaped

IsolierstützeInsulating support

Anmelder:
TelefunkenApplicant:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3Patentverwertungsgesellschaft mb H.,
Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3

Dr. Rudolf Becker, Berlin-Zehlendorf,
ist als Erfinder genannt wordenDr. Rudolf Becker, Berlin-Zehlendorf,
has been named as the inventor

Darüber hinaus ist auch die Halterung des Innenleiters in Koaxialleitungen durch Isolierstäbe, die den Innenleiter an den Stützstellen nur punktweise berühren, allgemein bekannt.In addition, the inner conductor is also held in coaxial lines by insulating rods that cover the Only touch the inner conductor at the support points at points, which is generally known.

Die Verwendung keramischer Distanzscheiben, die an sich den Vorteil größter Temperaturbeständigkeit besitzen, stößt deswegen auf Schwierigkeiten, weil die Passungstoleranzen bei keramischen Körpern ohne kostspielige Schleifarbeit nicht genügend sicher eingehalten werden können und weil wegen der großen Härte und Sprödigkeit der Keramikscheiben ein Absprengen von Teilen an den Rändern zu befürchten ist. Auch ist die Dielektrizitätskonstante keramischer Körper gewöhnlich nicht so klein wie bei den erwähnten synthetisch hergestellten Kunststoffen.The use of ceramic spacers, which in itself has the advantage of great temperature resistance own, therefore encounters difficulties because of the tolerance tolerances in ceramic bodies cannot be adhered to with sufficient certainty without costly grinding work, and because of Due to the great hardness and brittleness of the ceramic disks, parts burst off the edges is to be feared. Also, the dielectric constant of ceramic bodies is usually not that small as with the synthetically produced plastics mentioned.

Bei Verwendung von Distanzscheiben, welche aus diesen Kunststoffen hergestellt sind, hat sich in der Praxis eine Schwierigkeit ergeben, weil diese Kunststoffe dazu neigen, unter mechanischer Beanspruchung, besonders bei zusätzlicher Wärmebeanspruchung, sich mit der Zeit zu verformen. Durch solche Verformungen unter dem Einfluß der Beanspruchung wird nicht nur der Abstand innerhalb der Leitung und damit der Wellenwiderstand geändert, sondern es kommt besonders bei Kupplungen und Steckern auch zur Überschreitung der erforderlichen kleinen Toleranzen der Passungen. Will man derartigen Formänderungen und Abstandsänderungen der beiden Leiter gegeneinander begegnen, so müßte man die mechanische Beanspruchung des Distanzscheiben herabsetzen, also entsprechend dickereWhen using spacers, which are made of these plastics, has in the In practice, because these plastics tend to undergo mechanical stress, especially with additional thermal stress to deform over time. By such deformations under the influence of the stress is not only the distance within the Line and thus the wave resistance changed, but it comes especially with clutches and Plugs also to exceed the required small tolerances of the fits. Do you want such Changes in shape and changes in distance of the two conductors against each other would have to the mechanical stress on the spacers is reduced, i.e. thicker ones accordingly

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Scheiben mit breiteren Auflageflächen verwenden. Dies ist aber in höchstem Grade unerwünscht, weil dadurch die Leitungshomogenität in größerem Maße gestört würde und die Verluste in der Leitung ansteigen. Use discs with wider contact surfaces. But this is extremely undesirable because as a result, the line homogeneity would be disturbed to a greater extent and the losses in the line would increase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische Stabilität scheibenförmiger Stützisolatoren aus synthetisch hergestelltem Kunststoff zu verbessern, ohne gleichzeitig eine größere Störung der Leitungshomogenität oder eine Vergrößerung der Leitungsverluste in Kauf zu nehmen. Bei einer koaxialen Hochfrequenzleitung mit wenigstens einer scheibenförmigen Isolierstütze, welche aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff besteht, zur Halterung des Innenleiters im Innenraum des Außenleiters weist erfindungsgemäß die Isolierstütze in dem Scheibenkörper von der Auflagefläche am Innenleiter bis zur Auflagefläche am Außenleiter reichende radial gerichtete Bohrungen auf, in welche passende Keramikstäbe als Distanzkörper eingesetzt sind.The object of the invention is to improve the mechanical stability of disk-shaped post insulators synthetically produced plastic without at the same time a major disruption of the Line homogeneity or an increase in line losses must be accepted. At a coaxial high-frequency line with at least one disk-shaped insulating support, which is made of a synthetic Manufactured plastic is made to hold the inner conductor in the interior of the outer conductor according to the invention has the insulating support in the disk body from the contact surface on the inner conductor Radially directed bores reaching up to the contact surface on the outer conductor, into which suitable Ceramic rods are used as spacers.

Bei einer Hochfrequenzleitung oder einem Leitungsstück nach der Erfindung wird durch die Formstabilität der Keramikstäbe ein unveränderlicher Abstand des Innenleiters vom Außenleiter gewährleistet. Dabei ist der Querschnitt der Keramikstäbe verglichen mit dem gesamten Querschnitt des Scheibenkörpers verhältnismäßig gering, so daß sich die größere Dielektrizitätskonstante des Keramikmaterials nicht in starkem Maße ändernd auf die Kapazität Außerdem sollten bei dieser bekannten Konstruktion die Isolierstützen aus Polytetraftuoräthylen hergestellt sein, wodurch sie den bereits erwähnten Mangeln der Formänderung unter, Belastung unterworfen waren.In the case of a high-frequency line or a line section according to the invention, the dimensional stability the ceramic rods ensure a constant distance between the inner conductor and the outer conductor. The cross section of the ceramic rods is compared to the entire cross section of the disk body relatively low, so that the larger dielectric constant of the ceramic material not to a great extent changing the capacity should also be used in this known construction the insulating supports made of Polytetraftuoräthylen be made, whereby they meet the deficiencies already mentioned Deformation under, were subjected to stress.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochfrequenzleitung nach der Erfindung werden wenigstens drei, vorzugsweise vier Keramikstäbe unter gleichen Winkeln gegeneinander über die Ringfläche des Scheibenkörpers verteilt angeordnet. Bei Verwendung dreier Stäbe stehen diese unter Winkeln von 120° gegeneinander, während bei vier Stäben diese ein Kreuz bilden und daher paarweise aufeinander senkrecht stehen. Bei der erwähnten bevorzugten Ausführungsform reichen die Enden der Keramikstäbe, wie auch der Innen- und Außenrand des Scheibenkörpers, in die in an sich bekannter Weise vorgesehene Einschnürung des Innenleiters und Aussparung des Außenleiters hinein.In a preferred embodiment of a high-frequency line according to the invention, at least three, preferably four ceramic rods at equal angles to each other over the ring surface of the disc body arranged distributed. If three bars are used, these are at angles of 120 ° to each other, while with four bars these form a cross and therefore in pairs on top of each other stand vertically. In the preferred embodiment mentioned, the ends of the ceramic rods as well as the inner and outer edge of the disc body, in a manner known per se intended constriction of the inner conductor and recess of the outer conductor.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The invention will now be explained with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing described in more detail.

Fig. 1 und 2 sind zueinander gehörige orthogonale Projektionen eines Teilstückes einer Hochfrequenzleitung, die teilweise im Schnitt dargestellt ist. Der Außenleiter 1 und der Innenleiter 2 sind an der Stelle der Isolierstütze mit einer Aussparung bzw. Einschnürung versehen, in welche die scheibenförmige Isolierstütze eingesetzt ist. Diese Stütze besteht aus der Isolierscheibe 3, die aus einem der erwähnten1 and 2 are orthogonal projections belonging to one another of a section of a high-frequency line, which is shown partially in section. The outer conductor 1 and the inner conductor 2 are in place the insulating support is provided with a recess or constriction into which the disc-shaped Insulation support is used. This support consists of the insulating washer 3, which consists of one of the mentioned

des Stützisolators auswirkt. Durch die Einlagerung in 3° synthetisch hergestellten Kunststoffe bestehen kann, Bohrungen der Kunststoffscheibe sind die Keramik- beispielsweise aus Tetrafluoräthylen. Um die Scheibeof the post insulator. Due to the storage in 3 ° synthetically produced plastics can exist, The holes in the plastic disc are made of ceramic, for example tetrafluoroethylene. Around the disc

in die Vertiefungen des Innen- und Außenleiters ein-into the recesses of the inner and outer conductor

stäbe in ihrer Lage gegeneinander genügend fixiert, so daß ein Ausweichen nach den Seiten oder ein Abrutschen vom Innenleiter nicht zu befürchten ist. Bei Verwendung stabförmiger Keramikkörper ist die Einhaltung der erforderlichen Passungstoleranzen wesentlich erleichtert, weil notfalls nur die Endflächen der stabförmigen Keramikkörper nachgearbeitet werden müssen. Wenn die stabförmigen Keramikkörper ein von Fall zu Fall zu erprobendes Übermaß aufweisen, kann durch geringes Ausfedern des Außenleiters an der Stelle des Keramikstabes eine sehr sichere Halterung des Innenleiters erzielt werden.rods are sufficiently fixed in their position relative to one another, so that they can move to the sides or slide off from the inner conductor is not to be feared. When using rod-shaped ceramic bodies, compliance is essential the required fit tolerances, because if necessary only the end faces of the rod-shaped ceramic body must be reworked. When the rod-shaped ceramic body a have to be tested from case to case oversize, can be caused by a slight rebound of the outer conductor A very secure holding of the inner conductor can be achieved at the place of the ceramic rod.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochfrequenzleitung nach der Erfindung ist der Innenleiter innerhalb des Bereiches der Berührung mit den Enden der Keramikstäbe abgeflacht, so daß die Berührungsflächen im wesentlichen eben sind. Durch diese Ausführung wird der Innenleiter gegen Verdrehungen gegenüber der Isolierstütze gesichert.In a preferred embodiment of a high-frequency line according to the invention, the inner conductor is flattened within the area of contact with the ends of the ceramic rods so that the Contact surfaces are essentially flat. This design prevents the inner conductor from twisting secured against the insulating support.

Es ist zu erwähnen, daß es bereits bekannt ist, die Stützisolatoren aus einer Mehrzahl von einzelnen stabförmigen Teilen aufzubauen. Bei der bekannten Anordnung reichten diese stabförmigen Isolatoren setzen zu können, sind diese Leiter an der Stelle der Stütze untereilt.It should be mentioned that it is already known that the post insulators from a plurality of individual build up rod-shaped parts. In the known arrangement, these rod-shaped insulators were sufficient To be able to set, these ladder are below at the point of the support.

In Fig. 2 kann der untere Teil des Innenleiters 2 mit Hilfe des Gewindes 5 mit dem oberen Teil des Innenleiters verschraubt werden. Für die Außenleiterteile kommt ebenfalls eine Schraubverbindung mit Hilfe angesetzter Flansche in Betracht, jedoch ist die dazu erforderliche Konstruktion als bekannt vorauszusetzen und daher in der Zeichnung nicht dargestellt. In Fig. 2, the lower part of the inner conductor 2 with the help of the thread 5 with the upper part of the Inner conductor are screwed. A screw connection is also included for the outer conductor parts With the help of separately applied flanges, the construction required for this can be assumed to be known and therefore not shown in the drawing.

Die aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff bestehende Isolierscheibe 3 weist vier zueinander senkrecht stehende radiale Bohrungen auf, in welche die keramischen Isolierstäbe 4 eingesetzt sind. An den Auflageflächen der Keramikstäbe 4 am Innenleiter ist der letztere abgeflacht, so daß diese Auflageflächen 6 im wesentlichen eben sind. Dadurch wird eine Verdrehung des Innenleiters gegeiiüber der Isolierstütze vermieden.The insulating washer 3, which is made of a synthetically produced plastic, faces each other four times perpendicular radial bores into which the ceramic insulating rods 4 are inserted. At the contact surfaces of the ceramic rods 4 on the inner conductor, the latter is flattened so that these contact surfaces 6 are essentially flat. This causes a twisting of the inner conductor against the Isolation support avoided.

Man erkennt aus Fig. 2, daß die Isolierstütze in die ringförmigen Vertiefungen von Außen- und Innenleiter eingreift. Dabei werden die Kanten derIt can be seen from Fig. 2 that the insulating support in the annular recesses of the outer and Inner conductor engages. The edges of the

durch Löcher des rohrförmigen Innenleiters hindurch 55 keramischen Isolierstäbe 4 durch ihre Einlagerung inthrough holes in the tubular inner conductor 55 ceramic insulating rods 4 by their inclusion in

und ruhten mit ihren Endflächen auf einem besonderen, in den Innenleiter eingeführten kolbenförmigen Bauelement, welches passende Aussparungen für die Enden der Isolierstäbe besaß. Durch diese Konstruktion wurden die einzelnen Isolierstäbe zwar auch gegen seitliche Verschiebungen und Abrutschen vom Innenleiter gesichert, jedoch war diese bekannte Konstruktion zugleich mit einem großen Aufwand verbunden. Besonders war es erforderlich, den Innenleiter rohrförmig auszubilden und die kolbenförmigen, als Auflagen für die Isolierstäbe dienenden Bauelemente beim Zusammenbau von einer Seite des Innenleiters nacheinander in diesen einzuführen.and rested with their end faces on a special piston-shaped inserted into the inner conductor Component which had suitable recesses for the ends of the insulating rods. Through this construction the individual insulating rods were also against lateral displacement and slipping from the Inner conductor secured, but this well-known construction was at the same time with a great deal of effort tied together. In particular, it was necessary to make the inner conductor tubular and the piston-shaped, serving as supports for the insulating rods when assembling from one side of the Insert the inner conductor one after the other into this.

die Isolierscheibe 3 durch die kleinen stehengebliebenen Wandstärken der Isolierscheibe 3 gegen direkte Berührung mit den Kanten der ringförmigen Vertiefungen geschützt. Auf diese Weise wird mit Sicherheit ein Abplatzen von Teilen dieser Kanten der Keramikstäbe vermieden. Diese Stäbe werden vielmehr, wie es ihrer Bestimmung entspricht, lediglich auf Druck beansprucht.the insulating washer 3 by the small remaining wall thicknesses of the insulating washer 3 against direct Protected contact with the edges of the annular depressions. That way you will for sure chipping of parts of these edges of the ceramic rods is avoided. Rather, these sticks will as it corresponds to its purpose, only subjected to pressure.

Isolierstützen der angegebenen verbesserten Art können nicht nur in Hochfrequenzleitungen beliebiger Länge Verwendung finden, sie sind auch besonders für die Herstellung von Verbindungselementen, wie. Stecker und Buchsen, geeignet. Ihre Verwendung istInsulating supports of the specified improved type can not only be used in any high-frequency lines Find length use, they are also particularly suitable for the production of fasteners, such as. Plugs and sockets, suitable. Your use is

besonders immer da angezeigt, wo die Abstände der beiden Leiter voneinander auch bei hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen weitgehend konstant gehalten werden müssen. Dies ist beispielsweise in besonderem Maße bei aus Koaxialleitungsstücken zusammengesetzten Filtergliedern und Verzweigungsanordnungen, wie Frequenzweichen, Parallelschaltungsbrücken und ähnlichen Anordnungen, der Fall.especially always indicated where the distances between the two conductors from each other, even with high mechanical and thermal loads must be kept largely constant. This is for example especially in the case of filter elements and branching arrangements composed of coaxial line pieces, such as crossovers, parallel connection bridges and similar arrangements, the case.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Coaxial high-frequency line with at least one disc-shaped insulating support, which consists of a synthetically produced plastic, for holding the inner conductor in the interior of the outer conductor, characterized in that the insulating support in the disc body (3) from the contact surface on the inner conductor (2) to the contact surface has on the outer conductor (1) reaching radially directed bores into which matching ceramic rods (4) are used as spacers.

2. Line according to claim 1, characterized in that the inner conductor (2) within the Area of contact with the ends of the ceramic rods is flattened so that the contact surfaces (6) are essentially flat.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that at least three, preferably four ceramic rods (4) at the same angle against each other over the annular surface of the disc body (3) are arranged in a distributed manner.

4. Line according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ends of the Ceramic rods (4) as well as the inner and outer edge of the disk body (3) in the in itself known way provided constriction of the inner conductor (2) and recess of the outer conductor (1) reach in.

Considered publications:
German Patent Nos. 870 871, 874 474;
Patent Nos. 12,820, 13,463 of the Office for

Inventions and patents in the Soviet

Occupation zone of Germany;
U.S. Patent No. 2,589,328.

1 sheet of drawings