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Verfahren zur Herstellung eines Hohlleiters für die Übertragung elektromagnetischer
Wellen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische
Wellen fortleitenden Hohlleiters, bei dem die innere Hohlleiterwand durch einen
wendelförmig auf einen in engen Toleranzen hergestellten Dorn gewickelten dünnen
Kupferdraht mit thermoplastischer Isolierung gebildet und über dieser Wendel eine
Schicht aus nichtleitendem Material, z. B. aus Kunstharz, aufgebracht und der Dorn
nach Fertigstellung des Aufbaues des Hohlleiters aus der Drahtwendel herausgezogen
wird. Zur Übertragung von Nachrichten im Bereich sehr hoher Frequenzen werden heute
in zunehmendem Maße Hohlleiter eingesetzt, und zwar benutzt man hierzu vorzugsweise
Hohlrohrwellen vom Hol-Typ, das sind Wellen mit transversalem und im wesentlichen
zirkular verlaufendem elektrischem Feld. Einer störungsfreien Übertragung stellen
sich aber Schwierigkeiten entgegen, die besonders in der Aufspaltung der H.1-Wellen
in andere Wellentypen zu finden sind. Man hat daher nach Wegen gesucht, die das
Entstehen und auch die Ausbreitung von störenden Wellen in einem für die Übertragung
von Hol-Wellen vorgesehenen Hohlleiter weitgehend unterbinden. Zu diesem Zweck hat
man den Hohlleiter unter anderem aus einem zu einer Wendel aufgewickelten Draht
hergestellt. Es ist auch bereits bekannt, den wendelförmigen Hohlleiter mit einer
Hülle aus verlustbehaftetem Material zu umgeben, wodurch eine stark unterschiedliche
Dämpfung der durch Nebenkopplung hervorgerufenen Wellen und der H.1-Welle verursacht
wird. Diese Hülle aus verlustbehaftetem Material hat man auch bereits mehrschichtig
ausgebildet, um die Eigenschaften der verwendeten Dämpfungsstoffe elektrisch besser
für die gestellten Aufgaben, nämlich der Dämpfung unerwünschter Nebenstellen, einsetzen
zu können. In diesem Zusammenhang hat man auch schon zwischen der Wendel und dem
Mantel aus verlustbehaftetem Material eine dielektrische Hülle angeordnet, welche
beide Teile um einen bestimmten Abstand voneinander entfernt hält. Diese Hülle transformiert
die Oberflächenimpedanz des Mantels auf einen günstigen Wert und erhöht so die Dämpfung
der unerwünschten Wellenmoden im Hohlleiter. Im Zusammenhang mit einer Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung großer Längen von Wendelleitungen ist es auch bereits
bekannt, die nebeneinanderliegenden Windungen der Wendel miteinander zu verkleben.
Hierzu soll ein Draht mit einer Isolierung benutzt werden. Das Medium um die Wendel
wird also nicht homogen. Da die Wendel eng gewickelt ist, kann der Klebstoff nicht
zwischen den Windungen hindurchtreten, so daß der Klebstoff den isolierten Draht
nicht umschließt. Der Wendeldraht haftet daher nur auf der inneren Oberfläche der
durch die Klebschicht gebildeten Hülle, während er, von dieser Hülle aus gesehen,
zum Innenraum des Hohlleiters frei liegt. Die Gefahr des Ablösens der einzelnen
Windungen ist daher groß.
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Da es beim gegenwärtigen Stand der Technologie teuer ist, Hohlleiterstrecken
auf ihrer ganzen Länge in Wendelform auszubilden, hat man auch bereits vorgeschlagen,
Hohlleiter, die als Wellenfilter bzw. Wellenreiniger dienen können, in Form von
kurzen Abschnitten an mehreren Punkten in eine Hohlleiterstrecke einzuschalten.
Es besteht also ein Bedürfnis an Hohlleitungsstücken, die als Drahtwendelhohlleitungen
mit auf ihnen aufgebrachten Transformationsschichten und darüber angeordneten verlustbehafteten
Schichten aufgebaut sind.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein
Verfahren zur Herstellung solcher Hohlleitungen zu finden, welche den elektrischen
und mechanischen Bedingungen genügen.
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Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung, das der Herstellung eines
Drahtwendelhohlleiters dient, soll in bekannter Weise durch Erwärmen der Drahtisolierung
des lückenlos auf den Dorn gewickelten Kupferdrahtes eine geschlossene Schutzschicht
erzeugt werden; nach dem Aufbringen einer Isolierschicht wird ein äußeres Schutzrohr
mit einem Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser der Kunststoffschicht
ist, übergeschoben und mit an beiden Enden des Hohlleiterabschnittes befindlichen
Ansätzen derart verbunden, daß der Wendelleiter koaxial zu diesem Schutzrohr liegt;
sodann soll der Raum zwischen dem Schutzrohr und der Schicht aus
nichtleitendem
Material mit einer erhärtenden, flüssigen Masse aus verlustbehaftetem Stoff ausgegossen
werden. Als verlustbehafteter Stoff kann flüssige Gießharzmasse benutzt werden,
die mit Hochfrequenzeisenpulver, Graphit od. dgl. vermischt ist. Als Träger für
den in Form einer Wendel aufzuwickelnden, beispielsweise 0,2 mm dicken Kupferdraht
mit thermoplastischer Lackisolierung hat sich ein sehr exakt hergestellter geschliffener
Stahldorn bewährt. Um nun eine geschlossene Schutzschicht um die Drahtwendel zu
bekommen, kann man die Wicklung z. B. durch eine Infrarot-Bestrahlung so weit erwärmen,
daß der Isolierstoff erweicht und eine geschlossene Haut bildet. Die Drahtwendel
bildet somit von sich heraus eine Schutzschicht, die sich nicht nur über die äußere
Wendeloberfläche, sondern auch über die innere Wendeloberfläche erstreckt, d. h.,
ebenso wie auf der äußeren Oberfläche der Wendel bildet sich auch auf der inneren
Wendeloberfläche, also zwischen dem Dorn und der Wendel, eine Schutzschicht, welche
die Drahtwendel von innen abstützt. Es ergibt sich also ein stabiler Formkörper,
der eine Verschiebung oder Deformation der Windungen der Drahtwendel ausschließt.
Die über dieser Schutzschicht aufgebrachte Kunstharzschicht stellt eine Zwischenschicht
zwischen der verlustbehafteten äußeren Schicht und dem Hohlleiterinnenraum und somit
eine Transformationsschicht dar zur Anpassung der_ Impedanz der Dämpfungsschicht
an die Impedanz, die sich für die senkrecht zur Hohlleiterachse ausbreitenden Wellen
in dem aus Hohlleiterinnenraum und Wendelleitung gebildeten Leitungssystem ergibt.
Durch das Zusammenwirken der Zwischenschicht aus dielektrischem Material und der
Schutzschicht um die Drahtwendel ergibt sich ein so stabiler Formkörper, daß eine
Verschiebung oder Deformation der Windungen der Drahtwendel selbst beim Herausziehen
des Wickeldornes mit großer Sicherheit vermieden wird. Das äußere Schutzrohr gibt
dem gesamten Hohlleitergebilde große Festigkeit gegen Zug, Verbiegung und Querschnittsdeformation.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In der Figur ist ein Drahtwendelhohlleiter dargestellt, der aus der
Drahtwendel 1 besteht. Diese Drahtwendel ist aus einem Kupferdraht .mit thermoplastischer
Isolierung gebildet, deren benachbarte Windungen in einer durch die besondere Behandlung
der Drahtisolierung geschaffenen .Schutzschicht liegen. Darüber ist eine Transformationsschicht
2 aus nichtleistendem Material aufgebracht, die nach ihrer Härtung auf eine bestimmte
Schichtdicke beispielsweise abgedreht -werden.- kann. Der Wendelleiter ist zwi=
sehen Muffenansätzen-5 -eingebaut, auf denen 17berwurfmuttern 6 zur Verschraubung
mit dem äußeren Schutzrohr 4 vorgesehen sind. Es ergibt sich so zwischen denn Schutzrohr
4 und der Schicht 2 ein freier Raum, der mit einer verlustbehafteten
Masse 3 ausgegossen wird. Hierfür kann z. B. Gießharz,. gemischt mit Eisenpulver,
Graphit od. dgl., benutzt werden, Nach -dem .Erkalten und Aushärten der gesamten
Anordnung kann der bei der Wendelherstellung als Träger dienende, in der Figur nicht
dargestellte Dorn z. B. mit einer hydraulischen Ziehvorrichtung herausgezogen werden.