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Aus dielektrischem Stoff bestehende Wellenführungsanordnung Die Erfindung
betrifft eine aus ein- oder mehrschichtigem dielektrischem Stoff bestehende Wellenführungsanordnung
zur leitungsgebundenen Fortführung elektromagnetischer Wellen, bei welcher der zur
Fortführung der Wellen benutzte dielektrische Stoff von rohrförmiger Gestalt ist
und der dielektrische Rohrkörper nach Art eines Hohlseiles aus mehreren miteinander
verseilten Profilsträngen aus verhista.rmen formfesten Isolierstoffen besteht. Hierdurch
wird in erster Linie erreicht, daß die Querschnittsform des dielektrischen Leiters
bei mechanischen Beanspruchungen erhalten bleibt und damit unerwünschte Änderungen
der übertragungseigenschaften vermieden werden. Ferner werden die Biegsamkeit und
die Zugfestigkeit vergrößert, so daß derartige dielektrische Leiter in ähnlicher
Weise wie elektrische Leitungen und Kabel in großen Längen hergetellt und auf Trommeln
gewickelt werden können.
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Aus dielektrischem Stoff bestehende Wellenführimgsanordnungen zur
leitungsgebundenen Fortführung elektromagnetischer Wellen sind bekannt, und zwar
sowohl in Form von. Vollstäben als auch in Form von aus dielektrischem Material
bestehenden Rohren. Über die praktische Verwirklichung und den praktischen Einsatz
der Wellenführungsanordnung aus dielektrischem Material ist jedoch weiter nichts
bekanntgeworden. Nun wurde bereits vorgeschlagen, die Wellenführungsanordnung in
Form eines Hohlseiles auszubilden= bei dem im Innern ein freier Kanal verbleibt.
Diese Ausführungsform ist nun zwar, elektrisch gesehen, sehr hochwertig, in mechanischer
Hinsicht weist sie aber Mängel auf. Beispielsweise ist diese Ausführungsform nicht
längswasserdicht. Außerdem ist die Quersteifigkeit nicht immer ausreichend.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die das dielektrische Hohlseil bildenden Profilstränge um einen Schaumstoffkern
aus einem dielektrisch hochwertigen Isolierstoff zu verseilen. Die Anwendung von
Schaumstoff mit kleinen dielektrischen Verlusten für den Kern des dielektrischen
Hohlleiters hat den Vorteil, daß hierdurch die Übertragungseigenschaften des Leiters
nicht merklich verschlechtert werden. Eine wesentliche Eigenschaft der rohrförmigen
Wellenführungsanordnung aus dielektrischem Material besteht nun darin, daß infolge
geeigneter Betriebsweise bzw. geeigneter Dimensionierung ein wesentlicher Teil der
transportierten elektromagnetischen Energie außerhalb des dielektrischen Materials
geführt wird. Auch innerhalb des vom rohrförmigen Körper eingeschlossenen Raumes
wird also Wellenenergie fortgeführt. Gerade in diesen Raum soll nun Stützmaterial
für die Profilstränge gebracht werden. Dieses Material bringt zwar eine geringe
Erhöhung der Verluste mit sich,, verbessert aber dafür die Eigenschaften der Wellenführungsanordnung
im allgemeinen so sehr, daß infolge guter Formstabilität und Widerstandsfähigkeit
gegen mechanische Belastungen die geringen zusätzlichen Verluste bei weitem aufgewogen
werden. Neben diesen Vorzügen ergeben sich auch noch Vorteile bei der Herstellung
der Wellenführungsanordnung, weil eine Verseilung der Profilstränge um einen Kern
als Stütze leichter durchführbar ist als eine Verseilung ohne Stützkern.
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Durch die Art des Aufbaues, nämlich durch die Verseilung der einzelnen
Profilstränge um einen Schaumstoffkern, erzielt man eine besonders gute Flexibilität.
In einfacher Weise können sich nämlich die beim Biegen der Wellenführungsanordnung
auftretenden Längendifferenzen zwischen den in den Bereichen verschiedener Biegeradien
liegenden Teilen der Wellenführungsanordnung ausgleichen. Die Neigung zur Querschnittsdeformation
in den Krümmungsbereichen wird dadurch beträchtlich herabgesetzt, während der die
Wellenübertragung kaum beeinträchtigende Schaumstoffkern für die bestmögliche Erhaltung
der ursprünglichen Querschnittsform sorgen kann. Damit ergibt sich eine Form der
dielektrischen Wellenführungsanordnung von außerordentlicher Stabilität sowohl bezüglich
der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften.
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Der Schaumstoffkern besteht vorteilhafterweise aus einem nachgiebigen
Schaumstoff, damit sich die um den Schaumstoffkern verseilten Profilstränge ein
wenig in den Schaumstoffkern eindrücken können. Zur Erhöhung der Zugfestigkeit können
in den Schaumstoffkern zusätzliche zugfeste Einlagen eingebettet werden. Das dielektrische
Hohlseil wird
zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß die Profilstränge
dichtend ineinandergreifen. Ferner ist es vorteilhaft, das Hohlseil mit einem oder
mehreren elastischen Bändern, Fäden od. dgl. möglichst unter einer Vorspannung zu
umwickeln. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Profilstränge auch bei Biegung
der Leitung eine geschlossene Lage bilden. Das um das Hohlseil vorzugsweise mit
Vorspannung gewickelte elastische Band besteht zweckmäßig aus einem nähelastischen
gummiartigen Isolierstoff, z. B. aus Polyäthylen oder einer Mischung von Polyisobutylen
und Polystyrol.
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Wird der dielektrische Hohlleiter mit einem in Abstand -gehaltenen
Schirm umgeben, so wird vorteilhafterweise auch der Zwischenraum zwischen dem Leiter
und dem Schirm mit einem verlustarmen Schaumstoff ausgefüllt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines dielektrischen
Hohlleiters nach der Erfindung mit einem in Abstand gehaltenen Schirm dargestellt.
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Der dielektrische Hohlleiter besteht aus einer Verseillage von Profilsträngen
10, die mit ihren Seitenrändern putenartig ineinandergreifen. Im Innern des Hohlseiles
ist der Schaumstoffkern 11 angeordnet, der als Stützkern für das Hohlseil dient
und die Leitung längswasserdicht macht. Die erforderliche Zugfestigkeit des Schaumstoffkernes
ist durch den eingelegten zugfesten Faden oder Draht 12 gewährleistet. Um das Hohlseil
ist das elastische Band 13 aus einem nähelastischen Isolierstoff mit Vorspannung
gewickelt, so daß die Profilstränge auch bei Biegungen der Leitung stets wieder
die vorgeschriebene Lage einnehmen. über '.dem dielektrischen Leiter sind die Schaumstoffistilierung
14 und der gerillte Aluminiummantel15 angeordnet, der gleichzeitig als Schirm und
als wasserdichter Kabelmantel dient.
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Im Rahmen der Erfindung sind Abweichungen von den vorgeschlagenen
Ausführungen möglich. Beispielsweise können die Profildrähte ein anderes geeignetes
Profil erhalten. An die Stelle der einfachen Bandwicklung 13 kann auch eine offene
oder eine mehrfache Bandwicklung treten. Ferner sind hierfür zugfeste Fäden oder
Seile verwendbar. Ebenso kann der äußere .Schirm eine andere Ausgestaltung erfahren,
z. B. in Form einer Verseillage von dünnen Bändern ausgeführt sein. über dem Kabelmantel
können an sich bekannte Korrosionsschutzschichten, z. B. eine wasserdichte Isolierstoffschicht,
und auch eine metallische Bewehrung angeordnet sein.