Koaxiales Hochfrequenz-Flachkabel Die Erfindung betrifft ein koaxiales
Hochfrequenz-Flachkabel mit ellipsenförmigem oder durch zwei Kreisbögen begrenztem,
Längskanten aufweisendem Außenleiter.Coaxial high frequency flat cable The invention relates to a coaxial cable
High-frequency flat cable with an elliptical shape or bounded by two circular arcs,
Outer conductor having longitudinal edges.
Hochfrequenz-Energiekabel werden fast ausschließlich mit rundem Querschnitt
hergestellt und verwendet. Andere Querschnittsformen, wie sie z. B. in der »microstrip«-Technik
üblich sind, haben sich bei HF-Energiekabeln noch nicht eingebürgert. Hochfrequenzkabel
mit sehr großen Durchmessern in der Größenordnung von 100 bis 150 mm erfordern für
Fertigung und Transport Trommeln mit Durchmessern in der Größenordnung von 4 bis
8 m. Hieraus ergeben sich einschneidende Nachteile, die insbesondere das Transportproblem
betreffen. Auch bei der Montage dieser Kabel in Sendeanlagen ist oft der sehr große
Biegedurchmesser die Ursache für Schwierigkeiten. Als Ausweg bietet sich für derartige
Hochfrequenz-Energiekabel ein flacher Querschnitt an.High-frequency power cables are almost exclusively made with a round cross-section
manufactured and used. Other cross-sectional shapes, as z. B. in the »microstrip« technique
are common have not yet become common in HF power cables. High frequency cables
with very large diameters on the order of 100 to 150 mm require for
Manufacture and transport of drums with diameters on the order of 4 to
8 m. This results in significant disadvantages, especially the transport problem
affect. The installation of these cables in transmitter systems is also often very large
Bending diameter is the cause of difficulties. The way out is for such
High-frequency power cables have a flat cross-section.
Es ist bereits bekannt, derartige Kabel mit rechteckigem oder ellipsenförmigem
Querschnitt .des Außenleiters und einem bandförmigen Innenleiter herzustellen. Auf
Grund seiner Einfachheit bietet ein bandförmiger Innenleiter konstruktive Vorteile.
Er führt zu einer erheblichen Gewichtseinsparung und wird außerdem elektrisch beidseitig
zur Stromführung ausgenutzt. Seine Biegsamkeit hat zur Folge, daß die Halterung
im Außenleiter durch materialarme dielektrische Stützkörper erfolgen kann. Mit dem
flachen Querschnitt des Kabels ist ferner eine Vergrößerung der wärmeabführenden
Oberfläche verbunden, so daß mit höheren Leistungsbelastbarkeiten gerechnet werden
kann. So wurde weiterhin bekannt, für den Querschnitt ein Seitenverhältnis von 4:1
bis 6:1 zu wählen. Dabei wurde jedoch nicht berücksichtigt, daß man bei einem derartigen
Seitenverhältnis und einem bandförmigen Innenleiter sehr niedrige, nicht übliche
Wellenwiderstände erhält. übliche Wellenwiderstände in der Größenordnung von 50
bis 75 Ohm erhält man bei Verhältnissen der Querschnittsachsen von 2:1 bis 3:1.
Hiermit sind Oberflächengewinne von etwa 10 bis 30% verbunden, d. h., der tatsächlich
erzielbare Gewinn an Leistungsbelastbarkeit ist nicht sehr groß.It is already known, such cables with rectangular or elliptical
Cross-section of the outer conductor and a ribbon-shaped inner conductor. on
Because of its simplicity, a ribbon-shaped inner conductor offers structural advantages.
It leads to considerable weight savings and is also electrical on both sides
used to conduct electricity. Its flexibility has the consequence that the bracket
can take place in the outer conductor by low-material dielectric support bodies. With the
flat cross-section of the cable is also an enlargement of the heat dissipating
Surface connected, so that higher power capacities are expected
can. It was also known that the cross-section had an aspect ratio of 4: 1
to choose up to 6: 1. However, it was not taken into account that one with such a
Aspect ratio and a ribbon-shaped inner conductor very low, not usual
Receives wave resistances. usual wave resistances in the order of 50
up to 75 ohms are obtained with ratios of the cross-sectional axes of 2: 1 to 3: 1.
This is associated with surface gains of around 10 to 30%; i.e. that actually
achievable gain in performance capacity is not very large.
Der Hauptvorteil eines Flachkabels besteht also in erster Linie in
dem wesentlich geringeren Krümmungsdurchmesser, der die Verwendung kleinerer Trommeln
möglich macht. Daß man trotz der offensichtlichen Vorteile eines Hochfrequenz-Flachkabels
dieses praktisch bisher nicht angewandt hat, dürfte darin begründet sein, daß der
Vergleich eines Flachkabels mit einfachem bandförmigem Innenleiter mit einem querschnittsflächengleichen
runden Kabel hinsichtlich der Dämpfungskonstante zuungunsten des Flachkabels ausfällt.
Es läßt sich nachweisen, daß man im Bereich der üblichen Wellenwiderstände in der
Größenordnung von 50 bis 75 Ohm auch durch Verbreiterung des bandförmigen Innenleiters
nicht dieselben Dämpfungswerte erreicht wie bei einem runden Kabel. Diese Erscheinung
ist darauf zurückzuführen, daß nicht in erster Linie die ebenen Flächen des bandförmigen
Innenleiters die Dämpfungskonstante bestimmen, sondern die scharfen Kanten, an welchen
infolge starker Konzentration des elektrischen Feldes eine hohe Dichte des an der
Oberfläche des Innenleiters fließenden HF-Stromes entsteht. Die auf diese Weise
zustande kommende Erhöhung der Leiterdämpfung liegt in der Größenordnung von 20'%
gegenüber einem querschnittsflächengleichen runden Kabel.So the main advantage of a flat cable is first and foremost
the much smaller curvature diameter, the use of smaller drums
makes possible. That one despite the obvious advantages of a high-frequency flat cable
has not applied this in practice so far, this is likely to be due to the fact that the
Comparison of a flat cable with a simple ribbon-shaped inner conductor with one with the same cross-sectional area
round cable fails with regard to the attenuation constant to the disadvantage of the flat cable.
It can be demonstrated that in the range of the usual wave resistances in the
Order of magnitude from 50 to 75 ohms also by widening the ribbon-shaped inner conductor
does not achieve the same attenuation values as with a round cable. This appearance
is due to the fact that not primarily the flat surfaces of the ribbon-shaped
Inner conductor determine the attenuation constant, but the sharp edges on which
due to the strong concentration of the electric field, a high density of the
Surface of the inner conductor flowing HF current is created. That way
The resulting increase in conductor attenuation is of the order of 20%
compared to a round cable with the same cross-sectional area.
Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile bei einem
koaxialen Hochfrequenz-Flachkabel mit ellipsenförmigem oder durch zwei Kreisbögen
begrenztem, Längskanten aufweisendem Außenleiter dadurch zu beheben, daß erfindungsgemäß
die Ränder des bandförmigen metallischen Innenleiters in bei Luftkabeln bekannter
Weise durch Wülste mit einem Durchmesser vom Mehrfachen der Banddicke verstärkt
sind. Bei derartigen koaxialen Hochfrequenz-Flachkabeln hat der Wellenwiderstand
die übliche Größenordnung von 50 bis 75 Ohm.The object of the invention is to address the disadvantages described in a
coaxial high-frequency flat cable with elliptical or through two circular arcs
to fix limited, longitudinal edges having outer conductors that according to the invention
the edges of the band-shaped metallic inner conductor in more familiar with aerial cables
Way reinforced by beads with a diameter several times the thickness of the tape
are. In the case of such coaxial high-frequency flat cables, the characteristic impedance has
the usual order of 50 to 75 ohms.
In dem Außenleiter, dessen Querschnitt die Form einer Ellipse oder
eines durch zwei Kreisbögen begrenzten Zweiecks hat, befindet sich konzentrisch
der bandförmige Innenleiter, dessen Ränder durch Wülste verstärkt sind. Vermittels
der Wülste ist es möglich, die HF-Stromdichte an den Rändern des Innenleiters so
weit herabzusetzen, daß die Dämpfungskonstante des Flachkabels etwa gleich derjenigen
eines querschnittsflächen- und wellenwiderstandsgleichen
Rundkabels
oder kleiner wird. Die Wülste zur Verstärkung der Innenleiterränder können praktisch
verwirklicht werden, indem beispielsweise die Ränder eines Metallbandes rohrförmig
aufgerollt werden; sie können ferner durch Drähte oder Rohre gebildet werden; Durch
die neue Gestaltung des bandförmigen Innenleiters ist es möglich, Hochfrequenz-Flachkabel
herzustellen, die bei geeigneter Bemessung in den elektrischen Eigenschaften querschnittsflächen-
und wellenwiderstandsgleichen Rundkabeln äquivalent, hinsichtlich des Krümmungsdurchmessers
jedoch diesen Rundkabeln erheblich überlegen sind.In the outer conductor, the cross section of which has the shape of an ellipse or
has a two-corner delimited by two arcs is located concentrically
the ribbon-shaped inner conductor, the edges of which are reinforced by beads. Mediating
the ridges it is possible to reduce the HF current density at the edges of the inner conductor
reduce far that the attenuation constant of the flat cable is approximately equal to that
a cross-sectional area and wave resistance equal
Round cable
or becomes smaller. The beads to reinforce the inner conductor edges can be practical
be realized, for example, by making the edges of a metal band tubular
be rolled up; they can also be formed by wires or tubes; By
The new design of the ribbon-shaped inner conductor makes it possible to use high-frequency flat cables
to produce, with suitable dimensioning in the electrical properties of the cross-sectional area
and equivalent round cables with the same impedance, with regard to the diameter of the curvature
however, these round cables are considerably superior.