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Abschlußwiderstand für leitungsgebundene hochfrequente Schwingungen
Die Erfindung betrifft einen Abschlußwiderstand für leitungsgebundene hochfrequente
Schwingungen im Dezimeterwellenbereich, bestehend aus einem Abschnitt einer koaxialen
Leitung, bei der der Raum zwischen Innenleiter und Außenleiter wenigstens teilweise
mit einem verlustbehafteten Medium geringer Leitfähigkeit, z. B. Graphit oder einem
Ferrit, gefüllt ist, das aus mehreren kreisringförmigen, auf den Innenleiter aufgeschobenenScheiben
zusammengesetzt ist.
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Man benutzt derartige Abschlußwiderstände, um Hochfrequenz-Generatoren,
die in ihrem normalen Betrieb Energie an echte Verbraucher, wie z. B. an Antennenstrahler,
Empfangsgeräte od. dgl., liefern, auf dem Prüfstand mit künstlichen Verbrauchern,
eben diesen Abschlußwiderständen, zu versehen und so durchzumessen. Auch bei reinen
Kabelmessungen, bei denen am Eingang des Kabels Hochfrequenz-Generatoren angeschlossen
werden, verwendet man Abschlußwiderstände. Für den Dezimeterwellenbereich sind die
Abschlußwiderstände besonders schwierig herzustellen, weil sie zur Erzielung einer
bestimmten Impedanz eine recht komplizierte Form haben müssen. Außerdem handelt
es sich in der Regel um die Vernichtung großer Energien und Spannungen innerhalb
des Abschlußwiderstandes, was zur Vermeidung von unzulässigen Erwärmungen oder von
Spannungsüberschlägen eine sorgfältige und robuste Konstruktion des Abschlußwiderstandes
erfordert.
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Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine besonders zweckmäßige
und günstige Bauform eines Abschlußwiderstandes vorzuschlagen, der für Hochfrequenzschwingungen
auf einer Koaxialleitung, also als Abschluß einer Koax -alleitung, geeignet ist.
Ein solcher Abschlußwiderstand wird normalerweise aus einemAbschnitt einer koaxialen
Leitung bestehen, bei der der Raum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter
wenigstens teilweise mit einem verlustbehafteten Medium geringer elektrischer Leitfähigkeit
gefüllt ist. Als Material für dieses Medium wird bei bisher bekanntgewordenen Abschlußwiderständen
beispielsweise Graphit oder ein Ferrit genommen. Ferrit ist ein sehr harter Körper
und kann nur durch Schleifen auf die gewünschte Genauigkeit gebracht werden, was
bei der Kompliziertheit des Teiles eine sehr teure Herstellung bedeutet. Graphit
kann man zwar leichter verarbeiten, er ist aber mechanisch nicht besonders widerstandsfähig.
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Um diese Schwierigkeiten zu vermindern, kann man in bekannter Weise
den Ferritkörper aus einzelnen kreisringförmigen Ferritscheiben, die auf den Innenleiter
der Koaxialleitung aufgeschoben werden, zusammensetzen, wobei zwischen den Ferritscheiben
zwecks Erzielung eines gegenseitigen Abstandes auch Scheiben aus Isoliermaterial
angeordnet sein können. Auf diese Weise ist es verhältnismäßig leicht möglich, dem
Abschlußwiderstand durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Ferritscheiben vorgegebene
Eigenschaften zu verleihen.
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Nachteilig ist bei dieser bekanntgewordenen Anordnung, daß man die
kreisringförmigen Ferritscheiben den Abmessungen der Koaxiallehung entsprechend
besonders anfertigen muß, was kostspielig und umständlich ist, und daß Ferritscheiben
nicht immer in den gewünschten Abmessungen zur Verfügung stehen, wenn sie gebraucht
werden.
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Diese Nachteile sollen durch die Erfindung beseitigt werden. Die Erfindung
besteht darin, daß bei einem Abschlußwiderstand der einleitend genannten Ausführung
als kreisringförmige Scheiben auch für andere Verwendungszwecke als für Abschlußwiderstände
handelsübliche Ferrit-Schalenkerne verwendet sind. Da solche Schalenkerne in verschiedenen
Größen und Abmessungen für andere Zwecke verwendet werden und vorrätig bzw. listenmäßig
lieferbar sind, stehen diese Schalenkerne im Gegensatz zu den bisher verwendeten
Ferritscheiben, die extra angefertigt werden müssen, jederzeit zur Verfügung. Außerdem
sind die Schalenkerne sehr billig, weil sie in großen Stückzahlen hergestellt werden.
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Man ist auch in der Lage, bei etwaig auftretender Überbelastung einzelner
Schalenkerne eines Abschlußwiderstandes die defekten Schalenkerne sofort
gegen
neue auszuwechseln, die man ja für diesen Zweck vorrätig halten kann.
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In welcher Weise der Raum zwischen Innenleiter und Außenleiter des
Abschlußwiderstandes mit den Schalenkernen auszufüllen ist, hängt von vielen Faktoren
ab, unter anderem davon, welchen spezifischen Widerstand das Material der Schalenkerne
hat und welche Impedanz der Abschlußwiderstand .darstellen soll. Man wird einen
solchen spezifischen Widerstand wählen, daß die Hochfxequenzenergie möglichst tief
in das dämpfende Material eindringt, damit bei starker Belastung nicht etwa .nur
die oberste dünne Schicht erwärmt wird und Schaden nimmt.
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Da Ferrit einen relativ hohen, spezifischen Widerstand besitzt und
die Eindringtiefe der Hochfrequenzenergie mit Anwachsen des spezifischen Widerstandes
ebenfalls zunimmt, ist die Verwendung von Ferrit besonders vorteilhaft.
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Die Impedanz des Abschlußwiderstandes ist durch geeignete Anordnung
der Schalenkerne leicht festzulegen. Es kann z. B. wenigstens ein Teil der Schalenkerne
so in dem koaxialen Leitungsabschnitt angeordnet sein, daß sie mit ihren Stirnseiten
aneinanderliegen. Wenn z. B. ein rein ohmscher Einganswiderstand hergestellt werden
soll, kann man durch Wahl bestimmter; gegebenenfalls unterschiedlicher Abstände
zwischen einzelnen oder mehreren Schalenkernen zum Ziele kommen. Bekanntlich erhält
man nur dann einen rein ohmschen Wert, wenn der das verlustbehaftete Medium bildende
Dämpfungskörper ein zur Achse des Abschlußwiderstandes symmetrischer Rotationskörper
ist, der einen vom Eingang des Abschlußwiderstandes her ständig wachsenden Querschnitt
hat. Die in den Eingang gelangenden Hochfrequenzwellen werden also auf ihrem Wege
durch den. Abschlußwiderstand zunächst nur wenig gedämpft und dadurch Reflexionen
vermieden. Um eine ähnliche Wirkung bei dem erfindungsgemäßen Abschlußwiderstand
zu erzielen, muß man die einzelnen Schalenkerne so anordnen, daß am Eingang des
Abschlußwiderstandes große Abstände zwischen den Schalenkernen vorhanden sind und
dieselben zum Ende hin immer kleiner werden. Dabei wird man zweckmäßigerweise Abstandsringe
aus geeignetem Material gleicher oder unterschiedlicher Höhe zwischen den Schalenkernen
verwenden.
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Die elektrische Feldstärke eines Kabels ist bekanntlich in der Nähe
des Innenleiters besonders hoch. Es ist daher zweckmäßig, um Überschläge zwischen
dem Innenleiter und den Schalenkernen zu vermeiden, wenn die einzelnen Schalenkerne
mit ihrem Außenumfang gegen den Außenleiter anliegen, während ihre axialen Bohrungen
einen solchen Durchmesser haben, daß zwischen dem Innenleiter und dem Schalenkern
ein ringförmiger Luftspalt vorhanden ist. Auf diese Weise. befindet sich in dem
spannungsgefährdeten Raum unmittelbar um den Innenleiter herum nur Luft, die ja
eine hohe Spannungsfestigkeit hat.
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Den Aufbau eines Abschlußwiderstandes aus handelsüblichen Ferrit-Schalenkemen
bringt die Zeichnung, in der der Abschlußwiderstand im Schnitt dargestellt ist.
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1 bedeutet den Innenleiter und 3 den Außenleiter des
den Abschlußwiderstand bildenden Abschnittes der koaxialen Leitung. Der Eingang
des Abschlußwiderstandes liegt in der mit I-1 bezeichneten Ebene. 4 ist eine
Isolierscheibe aus hochwertigem Isoliermaterial. Die Schalenkerne 2 sind von rechts
her in die koaxiale Leitung eingeschoben und bilden mit dem Innenleiter denringförmigenLuftspalt7.Zwischenden
einzelnen Schalenkernen sind die Abstandsringe 8, 9 angeordnet, wobei
8 der schmalste und 9 der breiteste ist. Aus der Zeichnung ist deutlich zu
erkennen, daß am Eingang des Abschlußwiderstandes der Anteil von Luft größer gegenüber
dem Anteil von Ferrit-Material ist als am Ende des Abschlußwiderstandes. 6 ist eine
mit Gewinde versehene Verschlußplatte und 5
eine spiralförmige Druckfeder,
durch die die Schalenkerne und Abstandsringe in ihrer Lage festgehalten werden.