DE1690138C2 - Geschlitztes Koaxialkabel - Google Patents

Description

fende Symmetrielinie angeordnet sind, weiche elektromagnetischen Schlitzfeldes, dessen elektrische

senkrecht zu der Kabellängsachse verläuft, und Komponente in Umfangsrichtung des Kabels ver-

daß benachbarte Schlitze (5,6) in einem etwa der läuft, ungeeignet. Kabel des Typs b) weisen den

halben Wellenlänge ;. g der verwendeten elektro- ao Nachteil auf, daß im Nahbereich des Kabels keine

magnetischen Energie entsprechenden Abstand gleichmäßige elektromagnetische Feldstärke erreicht

voneinander entfernt sind. werden kann und daß die Herstellung eines Kabels

2. Koaxialkabel nach Anspruch I, dadurch ge- dieses Typs kompliziert ist, da es schwierig ist, ein kennzeichnet, daß die Schlitze (5,6) eine läng- Metallband auf dem Isolator eines Kabels aufzuwik-Iiche Reihe in dem Kabelaußenleiter (3) bilden. 25 kein und dabei eine schraubenlinienförmig verlau-

3. Koaxialkabel nach Anspruch 2, dadurch ge- fende öffnung mit gleichmäßiger Breite zu erhalten, kennzeichnet, daß jeder Schlitz (5,6) geradlinig Bei einem geschlitzten Koaxialkabel des Typs c) mil ausgebildet und zur Kabellängsachse geneigt ist. Schlitzen, die ein und dieselbe Form besitzen und die

4. Koaxialkabel nach Anspruch 2, dadurch ge- in bezug auf die Längsachse des betreffenden Kabels kennzeichnet, uaß die Schlitze (5,6) kurvenför- 30 geneigt sind und in Abständen von ungefähr ).g vormig ausgebildet sind. gesehen sind, kann in einem weiten Abstand eine

5. Koaxialkabel nach Anspruch 2, dadurch ge- gleichmäßig elektromagnetische Feldstärkeverteilung kennzeichnet, daß die Schütze jeweils Z-förmig der Schlitzwellen erzielt werden. Im Nahbereich zwiausgebildet sind. sehen einer und mehreren Wellenlängen zeigt die

6. Koaxialkabel nach Anspruch 5, dadurch ge- 35 Feldstärkenverteilung eines geschlitzten Kabels eine kennzeichnet, daß die Z-förmig ausgebildeten Änderung in Abständen von etwa ?.g. Daneben Schlitze (5,6) parallel zu der Kabellängsachse strahlt ein Kabel des gerade betrachteten Typs ein und senkrecht zu dieser Achse verlaufende elektrisches Feld mit einer beachtlichen axialen elek-Schlitzsegmente aufweisen. frischen Feldkomponente ab, die nichts zur Energie-

7. Koaxialkabel nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 koppelung auf die Antenne eines Fahrzeugs beiträgt, kennzeichnet, daß der Außenleiter (3) durch ein Es ist nun auch schon eine Leitung oder ein Kabel längliches elektrisch leitendes Band gebildet ist, mit Durchtrittsöffnungen für elektromagnetische FeI-das unter Bildung einer in Kabellängsachse ver- der in bestimmten Vorzugsrichtungen quer zur laufenden Bandnaht um eine den Innenleiter (1) Längsachse bekannt (deutsche Auslegeschrift umgebende Isolation (2) herum angeordnet ist. 45 I 044 199). Bei dieser Leitung bzw. bei diesem Kabel

8. Koaxialkabel nach Anspruch 7, dadurch ge- erstrecken sich die Durchtrittsorte kontinuierlich kennzeichnet, daß das den Außenleiter (3) bil- über eine im Vergleich zur Wellenlänge der verwendende Band mit den Schlitzen (5,6) versehen ist. deten Energien große Ausdehnung in Richtung der

9. Koaxialkabel nach Anspruch 7 ο ler 8, da- Kabellängsachse. Der betreffende Leiter kann nun durch gekennzeichnet, daß die Bandnaht durch 50 mit Längsschiitzen versehen sein, deren Breiten enteinen in einer Zick-Zack-Linie verlaufenden sprechend dem gewünschten Bereich des elektromagleichmäßig breiten Spalt gebildet ist, der im Be- gnetischen Feldes angepaßt sind; an Stelle der Längsreich der Umkehrpunkte der betreffenden Zick- schlitze können aber auch in Richtung der Kabel-Zack-Linie durch elektrisch leitende Elemente längsachse aufeinanderfolgende Bohrungen vorhan-(7; 8; 9) überdeckt ist. 55 den sein, deren Durchmesser, Anzahl und Abstand

10. Koaxialkabel nach Anspruch 9, dadurch voneinander den entsprechenden Erfordernissen angekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden EIe- gepaßt gewählt sind. Auch die betreffenden Bohrunmente (9) durch an den genannten Umkehrpunk- gen für die elektromagnetische Strahlung erstrecken ten ar, dem Band (3) vorgesehene Ansätze gcbil- sich dabei in Richtung der Kabel längsachse mit einer det sind. 60 im Vergleich zur Wellenlänge der verwendeten Energie großen Ausdehnung. Damit fällt aber diese bekannte Leitung bzw. dieses bekannte Kabel unter

den oben betrachteten Koaxialkabeltyp a), was bedeutet, daß die betreffende Leitung bzw. das betref-65 fende Kabel für die Erzeugung eines elektromagneti-

Die Erfindung bezieht sich auf ein geschlitztes sehen Feldes mit einer in Umfangsrichtung des beKoaxialkabel mit einem Innenleiter und einem treffenden Kabels wirkenden elektrischen Kompo-Außenlciter, in welchem längs der Kabelachse in nente ungeeignet ist.

Bei den bisher bekannten geschlitzten Koaxialkabeln zeigt sich, daß infolge der Interferenz zwischen den Oberflächenwellen, die sich von den.als Oberfiächenwellenleiter wirkenden Schlitzen aus ausbreiten, und den elektromagnetischen Querwellen des jeweiligen Koaxialkabels das innere elektromagnetische Feld des betreffenden Kabels erheblich gestört ist. Außerdem zeigt auf Grund der gegebenen Feldstärkeverteilung das elektromagnetische Feld in der Nähe des Kabels eine erhebliche Störung. Eine Übertragungsleitung, in deren Nähe das elektromagnetische Feld gestört ist, ist aber für ein Fahrzeug-Nachrichtenübertragungssystem unerwünscht, bei dem neben dem geschlitzten Koaxialkabel eine Antenne vorgesehen ist. .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie ein Koaxialkabel der eingangs genannten Art auszubilden ist, damit Störungen in der Nähe des betreffenden Koaxialkabels vermieden werden können. ' ao

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem geschlitzten Koaxialkabel de eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Schlitze bei Projektion in Kabellängsrichtung und in einer dazu senkrechten Richtung jeweils eine Korn- as ponente begrenzter Länge aufweisen, daß benachbarte Schlitze symmetrisch in bezug auf eine zwischen ihnen verlaufende Symmetrielinie angeordnet sind, welche senkrecht zu der Kabellängsachse verläuft, und daß benachbarte Schlitze in einem etwa der halben Wellenlänge /. g der verwendeten elektromagnetischen Energie entsprechenden Abstand voneinander entfernt angeordnet sind. Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise, nämlich durch die angegebene Anordnung der einzelnen Schlitze in dem Außenleiter des Koaxialkabels, erreicht ist, daß eine für die Kopplung auf eine Fahrzeugantenne günstige Strahlung von dem betreffenden Koaxialkabel abgestrahlt werden kann, ohne daß in Kabelnähe irgendwelche Störungen in der Feldstärkeverteilung in Kauf genommen werden müssen.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert

Fig. 1, 2. 3, 4(a), 5, 6(a) zeigen jeweils in Perspektivansicht verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;

Fig.4(b) und 6(b) zeigen Abwicklungen des Außenleiters des Koaxialkabels gemäß den Ausführungsformen nach F i g. 4 (a) und 6 (a).

Bei den in Fig. 1 bis 6 dargestellten Koaxialkabeln ist der Mittelleiter jeweils mit 1 bezeichnet; er kann ein elektrisch leitender Draht sein. Mit 2 ist eine diesen Draht bzw. Leiterdraht 1 umgebende Isolierschicht bezeichnet, die durch einen festen oder geschäumten Körper gebildet sein kann. Der betreffende Isolierkörper wird von über dem elektrischen Leiter bzw. Mittelleiter 1 angeordnete topfförmige dielektrische Körper getragen. Um den Mittelleiter 1 sind dielektrische Bänder schraubenlinienförmig herumgewickelt oder auf sonst eine Weise aufgebracht.

Mit 3 ist bei den einzelnen Koaxialkabeln der jeweilige Außenleiter bezeichnet. Dieser Außenleiter befindet sich auf der Isolierschicht 2. Mit 4 ist eine Schutzschicht bezeichnet, die den Außenleiter 3 umgibt.

Mit 5 und 6 sind zwei beliebige in dem Außenleiter 3 vorgesehene und nebeneinander angeordnete Schlitze bezeichnet. Die Breite dieser Schlitze ist hinreichend klein im Vergleich zu der Ausbreitungs-Leitmvellenlänge /. g des jeweiligen Koaxialkabels. Die betreffenden Schlitze sind symmetrisch in bezug auf eine senkrecht zu der Achse des Koaxialkabels stehenden und jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen verlaufenden Ebene in dem Außenleiter vorgesehen.

Bei der vorliegenden Schlitzanordnung ist der Abstand periodisch wiederholt auftretender Schlitze doppelt so «roß wie der Mittenabstand einander benachbarter Schlitze.

Der Abstand/⁵ der periodisch wiederholt auftretenden Schlitze ist durch folgende Gleichung gegeben:

'•0 —'-

(D (2)

Hierin bedeuten /₀: Wellenlänge im freien Raum. >.g: Leiterwellenlänge im Koaxialkabel, P: Abstand der wiederholt auftretenden Schlitze.

Gemäß Fig. 1 sind die schmalen und langen Schlitze 5, 6, die jeweils gleiche Lange und Breite besitzen, bezogen auf die Kabelachse jeweils um einen bestimmten Winkel abwechselnd in der einen und in der anderen Richtung geneigt. Die betreffenden Schlitze sind auf einer Seite des Kabels vorgesehen. Der Mittenabstand benachbarter Schlitze beträgt unter Zugrundelegung der Gleichungen (1) und (2) elwa / g/2.

Wird ein geschlitztes Koaxialkabel der zuvor beschriebenen Art von seiner Außenseite her betrachtet, so entspricht der Verlauf der Schlitzanordnung einer unterbrochenen Zick-Zack-Linie. Die beiden, in einem Mittenabstand von λ g/2 voneinander getrennt angeordneten Schlitze werden durch hochfrequente Ströme des Koaxialkabels mit entgegengesetzter Phasenlage erregt, so daß die Ströme entlang der geneigten Schlitze in entgegengesetzte Richtungen fließen und die betreffenden Schlitze kreuzende elektrische Felder erzeugen.

Wird ein solches elektrisches Feld in zwei Komponenten aufgeteilt, nämlich in eine in axialer Richtung verlaufende Komponente und in eine senkrecht dazu verlaufende Komponente, so verlaufen die jeweils in Axialkomponcnten in entgegengesetzte Richtungen, während die zu diesen Komponenten senkrecht stehenden Komponenten in ein und derselben Umfangsrichtung verlaufen. Dies führt dazu, daß nur die Umfangskomporienten wirksam bleiben und die Absirahlung einer Schlitzwelle bewirken.

Beim Fahrzeug-Nachrichtenverkehr, bei dem vertikal polarisierte Schlitzwellen verwendet werden, ist es erforderlich, daß die von sinem geschlitzten Koaxialkabel jeweils abgestrahlte Schlitzwelle mn die elektrische Umfangs-Feldkomponente aufweist, damit nämlich eine wirksame Koppelung zwischen dem betreffenden geschlitzten Koaxialkabel und einer Antenne eines Fahrzeugs erzielt wird und geringe Änderungen in dem Koppelungspegel erreicht werden. Das hier beschriebene Koaxialkabel ist in besonderem Maße für diesen Zweck geeignet, da es den

obenerwähnten Anforderungen genügt. In diesem Zusammenhang sei besonders darauf hingewiesen, daß das hier in Ausführungsformen beschriebene Koaxialkabel eine gleichmäßige äußere elektromagenetische Schlitz-Feldstärkeverteilung sogar in beachtlieher Nähe seines Umfangs erreichen läßt und daß ferner ein eine elektrische Umfangs-Feldkomponente aufweisendes elektromagnetisches Schlitz-Feld behallen werden kann, was in höchstem Maße bei einem geschlitzten Koaxialkabel erwünscht ist, das für Fahrzeug-Nachrichtenverbindung verwendet wird.

Nachstehend seien die weiteren Ausführungsformen des Koaxialkabels betrachtet. Bei den in Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungsformen des Koaxialkabeis sind an Stelle der bei dem in Fig. 1 dargestellten Koaxialkabel vorgesehenen geradlinigen Schlitze schmale Z-förmige Schlitze mit abwechselnd, in zwei verschiedenen Richtungen verlaufenden Schlilz-Endtcilen vorgesehen. Der Mittenabstand benachbartcr Schlitze beträgt hier ebenfalls λ g/2. Die in dieser Form geschlitzten Koaxialkabel weisen ahnliche Eigenschaften auf wie das in Fig. I dargestellte Koaxialkabel, und zwar im Hinblick auf das abgestrahltc Feld und im Hinblick auf die elektromagnetische Schlitzwellc.

Eine im Hinblick auf die Gestaltung des Außenleiters weitere Ausführungsform ist in F i g. 4 (a) gezeigt. Gemäß Fig.4(a) sind mit 1 der Mittelleiter, mit 2 die Isolierschicht, mit 3 der Außenleiter und mit 4 die Schulzschicht bezeichnet. Mit 5 und 6 sind die Schlitze bezeichnet, die bezogen auf die Mittellinie des betreffenden Koaxialkabels in entgegengesetzten Richtungen geneigt verlaufen. Mit 7 ist ein Metallband bzw. Metallverbindungsglied bezeichnet, weches das zickzackförmig ausgebildete, den Außenleiter des Koaxialkabels darstellende Band S derart umgibt, daß jeweils benachbarte Schlitze 6 und 7 gebildet sind, die in bezug auf die Mittellinie des betreffenden Koaxialkabels in entgegengesetzten Richtungen jeweils unter einem bestimmten Winkel in dem Außenleiter geneigt verlaufen. In Fig.4(b) ist die Abwicklung des Außenleiters bzw. Bandes 3 des gerade betrachteten Koaxialkabels gezeigt.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform sind zwei lange, dünne Metallbänder8 vorgesehen, die an den oberen und unteren Spitzen eines in dem Außenleiter3 befindlichen Zick-Zack-Spaltes derart befestigt sind, daß die benachbarten Schlitze 5,6 gebildet sind, die in bezug auf die Mittellinie des betreffenden Koaxialkabels jeweils unter einem bestimmten Winkel in entgegengesetzten Richtungen in dem Kabelaußenleiter 3 verlaufen.

Bei der in F i g. 6 (a) dargestellten Ausführungsform ist ein Metallband3 vorgesehen, das, wie dies Fig. 6(b) verdeutlicht, eine längs einer Zick-Zack-Linie verlaufende Außenkontur mit Ansätzen 9 auf»5 weist. Dieses Metallband umgibt den Kabelkern de< dargestPÜten Koaxialkabels so, daß die betreffender Ansätze eine Verbindung mit dem ihnen jeweils ge genüberliegenden Bandteil des Metallbandes3 her stellen, so daß wieder die Schlitze 5 und 6 gebildci sind, die bezogen auf die Mittellinie des Koaxialka bels unter einem bestimmten Winkel in entgegenge setzten Richtungen geneigt verlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. gleichen Abständen aufeinanderfolgend Schlitze entPatentansprüche: halten sind, die jeweils die gleichen Abmessungen

   aufweisen und deren Breite in bezug auf die Wellen-

   I. Geschlitztes Koaxialkabel mit einem Innen- länge der verwendeten elektromagnetischen Energie leiter und einem Außenleiter, in welchem längs 5 hinreichend klein ist.
   der Kabelachse in gleichen Abständen aufeinan- Geschlitzte Koaxialkabel sind
   derfolgend Schlitze enthalten sind, die jeweils _{a) z ß aJs Κοπχ}ΐ3]ΐ^ε1 mit einer durchgehenden die gleichen Abmessungen aufweisen und deren öffnung im Kabelaußenleiter,
   . Breite in bezug auf die Wellenlänge der verwen- _{b) als} Koaxialkabel, dessen Außenleiter unter Bildeten elektromagnetischen Energie hinreichend io _{d einer} schraubenlinienförmig verlaufenden klein ist, d a du rc h ge ken η ζ e i c h η e t, daß öffnung aus einem schraubenlinienförmig aufdie Schlitze (5,6) bei Projektion in Kabellängs- «wickelten Band besteht und
   richtung und in einer dazu senkrechten Richtung _c) °,_{s Kab}_, _{mjt ejner ent}i_{ang des} Außenleiters anjeweils eine Komponente begrenzter Länge auf- geordneten Schlitzreihe bekannt,
   weisen, daß benachbarte Schlitze (5,6) symme- 15 ⁶

   trisch in bezug auf eine zwischen ihnen verlau- Koaxialkabel des Typs a) sind zur Erzielung eines