DE1440012A1

DE1440012A1 - Verbesserte koaxiale Kabel

Info

Publication number: DE1440012A1
Application number: DE19611440012
Authority: DE
Inventors: Mildner Raymond Charles
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-07-04
Filing date: 1961-07-01
Publication date: 1968-10-03
Also published as: US3121136A; GB918795A; DE1440012B2

Description

Verbesserte koaxiale Kabel

Die vorliegende Erfindung betrifft koaxiale Kabel,

welche Ströme von einer Frequenz von etwa 1 Mega-

cycle/sec. (Megahertz) oder höher übertragen sol-

len, wobei Kabel in 21etracht kommen, welche koaxi-

al ausgebildet sind und zwischen den beiden Leitern

Luftzwischenräume haben, und welche hohe Leistungen

übertragen sollen oder über einen weiten Temperatur-

bereich verwendbar sein müssen.

Um einen hohen Wirkungsgrad in der Übertragung zu

erreichen, so daß so wenig wie möglich von der zu

übertragenden Leistung in der Länge das Kabels ver-

loren geht, ist nach Möglichkeit in der isolierenden

Struktur, welche die beiden Leiter voneinander trennt,

nur sehr wenig festes Materialaa verwenden. Eine Gren-

ze bei diesem Bemühen bildet die Fähigkeit dieser Iso-

lierung, den mechanischen Beanspruchungen zu widerste-

hen, welche auf das Kabel bei der Handhabung einwirken,

und den verschiedenartigen Ausdehnungen zu widerstehen,

welchen die beiden Leiter bei Temperaturschwankungen

unterliegen, gleichgültig ob dies durch atmosphäri-

sche Einflüsse öder Einflüsse der Umgebung erfolgt

oder durch die elektrische Belastung des Kabels.

Der Rückleiter eines koaxialen Kabels mit Luftzwischen-

raum wird im allgemeinen als Rohr ausgebildet, welches

die Isolierung hermetisch gegen Feuchtigkeit abdichtet

und gewöhnlich aus Aluminium, Kupfer oder Blei besteht.

Es wurde vorgeschlagen, den Rückleiter eines derarti-

gen Kabels mit schraubenlinig verlaufenden Rippen oder

entsprechenden Rillen zu versehen, um die Probleme bei

der Handhabung und Installation zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird ein koaxiales Kabel mit Luftzwi-

schenraum vorgäsehen, welches einen inneren, gerillten,

rohrförmigen Leiter besitzt, sowie einen äußeren, ge-

rillten, rohrförmigen Leiter, von denen wenigstens einer

schrau_benlinig-gerillt ist, und Isoliermaterial, welches

über die Länge des Kabels zwischen den Leitern Luftzwi-

sch-enreäume freiläßt und sich an die Erhöhungen der Ril-

len des inneren Leiters und die Vertiefungen der Rillen

des äußeren Leiters anlegt.

Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß

die "Erhöhungen" der Rillen des inneren Leiters dessen

äußersten Rand bilden und die "Vertiefungen" der Rillen

des äußeren Leiters dessen innersten Rand.

Wenn das Kabel sehr hohen Temperaturschwankungen unter-

worfen ist, so sollte nach Möglichkeit der innere rohr-

fürmige Leiter gerillt ausgebildet werden, da der

Rückleiter normalerweise in seiner freien Beweglich-

keit beeinträchtigt wird, wenn er entweder an Masten

festgeklemmt, in' der Erde vergraben oder über der

Erde aufgehängt ist, und die durch die verschieden-

artige Ausdehnung der beiden Leiter auf die Isolierung

einwirkenden Kräfte können sehr hoch sein, wenn der

Elastizitätsmodul dem inneren Leiters hoch ist.

Sei einer Verwendung verschiedener Steigungen in den

Schraubenlinien der beiden gerillten Rohre eines der-

artigen Kabels wird die Reaktion dieser beiden Schrau-

benlinien einen Periodenwechsel in den elektrischen

Merkmaien des Kabels über seine Länge hinweg verursa-

chen, und insbs. einen Periodenwechsel in seiner loka-

len charakteristischen Impedanz. Durch diesen Effekt

wird im allgemeinen das Kabel bei einer Frequenz un-

brauchbar, bei welcher die elektrische Länge dieser

Interferenz etwa eine halb e. Wellenlänge beträgt udd

gewähnlich auch bei einem Vielfachen dieser Frequenz.

Die praktische Bedeutung dieses Effektes kann gemildert

werden nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung,

indem die beiden Schraubenlinien gegenläufig angesetzt

werden,@so daß die Länge zwischen periodischen Inter-

ferenzen vermindert und der elektrische Effekt auf sehr

hohe Frequenzten übertragen wird, die jenseits des ge-

wünschten Verwendungsbereiches liegen.

Da nach diesen weiteren Besonderheit der Erfindung die

schraubenförmig verlaufenden Rillen des inneren und

äußeren Leiters gegenläufig sind, ist es unzweckmäßig,

die Isolierung in schraubenliniger Form zu verwenden,

und es muß eine Isolierung verwendet werden, welche

sich longitudinal im Kabel erstreckt und auf den Er-

höhungen der Rillen des inneren Leiters und den Vertie-

fungen des äußeren Leiters ruht. Eine derartige Isolie-

rung kann als isolierende Rühre-über den.inneren Leiter

gezogen werden oder sie kann aus synthetischeip plasti-

schem Material hergestellt werden, wobei der Querschnitt

die Form eines Wagenrades besitzt, Eine vorteilhafte Form

der Isolierung besteht aus einer Vielzahl bogenförmiger

Glieder, deren Mittelteile im wesentlichen tangential am

inneren Leiter und deren Kanten im wesentlichen radial

am äußeren Leiter anliegen, wobei die Glieder wenigstens

nahe ihrer Kanten aneinander stoßen und vorzugsweise an

ihren Kanten miteinander verbunden sind. Falls gewünscht,

können die Glieder longitudinal verlaufende Rillen haben

mit kleiner Amplitude, um somit den effektiven Modul des

Gliedes zu verkleinern.

Es wurde festgestellt, daß die Übertragungsmerkmale des

Kabels aufgrund zufälliger Variationen der Kabelabmessungen

bei Frequenzen beeinträchtigt werden können, welche etwas

niedriger liegen als die, bei welchen die Periodenwechsel

ein Viertel einer Wellenlänge betragen, wenn auch ihr Maxi-

Maleffekt bei dieser Frequenz festgestellt wurde. Es ist

daher wünschenswert, diese Bedingung bei einer möglichst

hohen Frequenz zu schaffen, vorzugsweise bei wenigstens

der doppelten Arbeitsfrequenz. Die W-einste Steigung 11

von zwei Leiterrillen sollte daher auf maximal ein Zoll

begrenzt werden. Da außerdem Berührungspunkte zwischen

einer longitudinal verlaufenden Isolierungsstruktur,

die aus einer Vielzahl bogenförmiger Glieder oder Röhren

besteht, und den gerillten Leitern periodische Wechsel

lokaler Kapazität verursachen, ist es wünschenswert, daß

das Verhältnis

_12

n

kleiner als ein Zoll ist. Hierbei bedeutet 12 die Steigung

der Rillen das anderen Leiters und n die Anzahl der bogen-

förmigen oder kreisrunden Lufträume, die durch die isolieren-

de Struktur begrenzt werden.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, soll sie

nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnungen, welche schema-

tisch eine Ausführung beispielhaft darstellen, genauer er-

läutert werden.

Es zeigen;

Fig. 1 einen Teilschnitt des koaxialen Kabels und

Fig. 2 einen Querschnitt durch Figur 1 längs der

Linie II - II.

Das dargestellte Kabel besitzt eine Zuleitung oder

inneren Leiter 1 und eine Rückleitung oder einen

äußeren Leiter 2. Die beiden Leiter sind rohrförmig aus-

gebildet und gerillt. Zwischen dem inneren und dem äuße-

ren Leiter ist eine Isolierung in der Form einer Viel-

zahl bogenförmiger, im wesentlichen U-förmiger Glieder 3

vorgesehen, deren Mittelteile im wesentlichen tangential

am inneren Leiter 1 anliegen, während die Kanten im we-

sentlichen radial zum äußeren Leiter 2 liegen. Eine Kante

jeden Gliedes 3 weist eine Kappe 4 auf, welche über die

anstoßende Kante des anliegenden Gliedes umgebogen ist,

wodurch die Glieder miteinander verbunden werden.

Wir aus Figur 2 zu, sehen ist, liegen die bogenförmigen

Glieder 3 an den Erhöhungen der Rillen des inneren Lei-

ters und an den Vertiefungen der Rillen des äußeren

Leiters 2. Wie in Figur 1 dargestellt, sind der innere

und der äußere Leiter schraubenlinig gerillt undpie

Schraubenlinien verlaufen gegenläufig, um die Reaktion

zwischen den beiden Schraubenlinien zu vermindern. Die

Steigung 11 der Rillen des inneren Leiters 1 ist derart

gewählt, daß sie nicht größer ist als ein Zoll, und die

Steigung 12 der Rillen des äußeren Leiters 2 ist so ge-

wählt, daß sie nicht größer ist als 6 Zoll, so daß das

Verhältnis 12, wobei n gleich der Zahl der bogenförmigen

Lufträume ist, die von den isolierenden Gliedern begrenzt

werden, d.h. gleich 6, kleiner ist als 1 Zoll,

Claims

Patentansprüche 1) Koaxiales Kabel mit Luftzwischenräumen mit einem inneren rohrförmigen, gerillten Leiter, einem äußeren rohrförmigen, gerillten Leiter, von denen wenigstens einer schraubenlinig gerillt ist und mit Isolierma- terial, welches Luftzwischenräume zwischen den Leitern ergibt, die sich in der Längsrichtung des Kabels erstrek- ken, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial an den Erhöhungen der Rillen des inneren Leiters und den Ver- tiefungen der Rillen des äußeren Leiters anliegt. 2) Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter schraubenlinig gerillt sind und diese schraubenlinigen Rillen des inneren und des äußeren Lei- ters gegenläufig sind. ` 3) Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial aus einer Vielzahl bogenförmiger Glieder besteht, die aus synthetischem, plastischem Material hergestellt sind, deren Mittelteile im wesentlichen tangen- tial am inneren Leiter anliegen und deren Kanten im wesent- lichen.radial zum äußeren Leiter liegen, während die Glie- der wenigstens nahe ihrer Kanten aneinanderstoßen. 4) Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 5lieder an ihren Kanten miteinander verbunden sind.

5) Kabel nach Anspruch 3 oder 4a dadurch gekennzeichnet daß die eine Kante ,jeden Gliedes eine Kappe aufweist:und die Glieder so angeordnet sindy daß die Kante des einen Gliedes von der Kappe an der Kante des anliegenden Glie- des überdeckt wird. 6) Kabel nach einem d-er Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet' daß die Glieder Rillen aufweisen, welche in ihrer Längsrichtung verlaufen. 7) Kabel nach Anspruch 2 undIeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,.d aß die kleinste Steigung zweier Leiterrillen maximal ein Zoll beträgt und das Verhältnis der Steigungen der Rillen des anderen Leiters zur Anzahl der von den bogenförmigen Gliedern begrenzten Lufträume kleiner ist als ein Zoll.