DE19503666A1 - Übertragungssytem für Höchstfrequenzkommunikation - Google Patents

Description

Für direkte Verbindungen in der H.F.-Technik werden freie Leitungen, Koaxialkabel und Hohlleiter verwendet. Die Nachteile von Leitungen in UHF und SHF Bereichen, wo die Verluste mit zunehmenden Frequenzen rasch steigen, sind gut bekannt. Es gibt bei Verwendungen über 1 GHz eine Lücke, die sich mit besten, auch teuersten Koaxialkabeln kaum verbessern läßt und wo die Verwendung von Hohlleitern teuer, schwierig und nicht befriedigend wäre.

Die Grundidee der Erfindung liegt in der gleichzeitigen Ausnutzung aller günstigen Eigenschaften, welche zum Entstehen einer Leitung mit bis jetzt in der Welt noch nicht erreichten niedrigen Verlusten bei Höchstfrequenzen führte. Darum kann man die Erfindung als ein System, analog der Supra-Leitung für Gleichstrom und niedrige Frequenzen betrachten. Die Kriterien im Einzelnen sind längst bekannt. Als Novum kann man die Lösung mit der Befestigung der Leiter in absichtlich so gestalteten Stellen, wo keine H.F.Energie existiert. Dazu wählt man mehrere dünne profilierte, parallel geschaltete Leiter größter H. F.-Leitfähigkeit mit minimalem Skin.- und Proximity-Effekt. Bei peinlicher Symmetrierung erzielt man eine fast ideale Anpassung mit kaum meßbarer Welligkeit, was - wie bekannt - jede Aus- oder Ein­ strahlung verhindert. Die Verdoppelung von Leitern bringt außer zweifach höherer Leitfähigkeit mit wenigen dielektrischen Verlusten dank der Symmetrierung noch eine zusätzliche Verbesserung. Ein Beispiel dafür ist in Abb. 1 gezeigt, durch den Autor "Quadro-Line" genannt.

Verschiedene Ausführungen von Distanzisolatoren sind in Abb. 2 aufgeführt. Schon die einfache UKW Flachleitung verdoppelt und mit eingeschnappten kleinen Sternchen-Isolatoren gehalten, gilt als Vorgänger des neuen Systems. Abb. 3. Eine wesentliche Verbesserung der normalen Quadro-Line erzielt man nach Abb. 4 mit Leitern z. B. aus dünnen, profilierten ca. 0,1 mal 10 mm Cu Bändern. Die Profilierung hat den Zweck neben der Versteifung der Leitungen, im Inneren der 4 Leiter, Stellen ohne H.F.-Energie zu schaffen. Es ist leicht verständlich, daß bei Benutzung von Kunststoff-Distanzisolatoren, die auch zur fixen Halterung der Leiter dienen, keine dielektrische und so keine frequenzabhängigen Verluste verursacht werden.

Ein großer Vorteil des neuen Systems - außer der verlustarmen homogenen beliebig langen Übertragungsleitung ist es, auf die verlustlose Koppelung, Ver­ längerung oder Abzweigung ohne Stecker zu verweisen. Der leichte Zugang in das Innere der Leiter ermöglicht das Anbringen von beliebig gewählten - entlang der Leitung kontinuierlich verschiebbaren Kurzschlußverbindungen. Das bringt eine weitere wertvolle Eigenschaft hervor, daß an beliebigen Stellen der Leitung breitbandige oder selektive Funktionen gewählt werden können. Solche Funkt­ ionen kann man auch mit kurzen Leitungsstücken mit verschiedenen gegen­ einander geschalteten Leitern erzielen. Es sind beispielsweise: Impedanzwandler, Symmetrierglieder (Baluns), Richtkoppler, Abschwächer, Verteiler, Diplexer, Phasen­ schieber, sogar Bandpaßfilter usw. Danach handelt es sich nicht um eine Erfindung von einzelnen Teilen oder Schaltungen, sondern um ein Übertragungs­ system mit zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten für Verwendung auf Höchst­ frequenzen, bis zu Centimeterwellen mit invertierter Hohlleiter- und Schlitz-Technik. Wegen der vielen Möglichkeiten zu verschiedenen Durchführungen, wäre es nicht sinnvoll, diese alle hier zu erwähnen. Die Einzelheiten der Verwendungen mit vielen Applikationen werden den Benutzern mit know-how Ratschlägen mitgeteilt.

Vorteile des neuen Systems:
Verwendbarkeit in GHz Bereichen bis zu cm-Wellen;
geringe Verluste durch niedrige, fast frequenzunabhängige Dämpfung;
verzerrungsfreie Datenübertragung;
geringes Gewicht;
geringe Preise;
Umweltfreundlichkeit durch In- und Ausstrahlungsfreiheit;
hohe Energie-Ersparnisse beim Senden;
Möglichkeiten, in der Leitung ohne Koppelglieder integrierte quasistationäre
Schaltungen herzustellen; kostenfreundliche Fertigung an Installationsstellen;
billige Versorgungsmöglichkeiten für abgeschirmte Flächen (z. B. in Tunneln);
niedrige Transportkosten.

Texte für die Abbildungen:

• 1) Symbole der Mehrfachleitungen mit 4, 6 und 8 Leitern
• 2) Verschiedene Quadro-Line Distanzisolatoren für Φ2 und Φ3 Al
• 3) Beispiel des Distanzisolators für die Quadro-Linie Supraleitung
• 4) Beispiel einer H.F.Supra-Leitung mit 4 profilierten Leitern.

Claims (1)

1. Übertragungssystem für Höchstfrequenzen mit mehreren parallel-geschalteten Leitern, die distanziert in Isolierhalterungen, Metall­ verbindungen oder Stützen getragen sind und dadurch gekennzeichnet sind:

   • 1) daß die einzelnen Leiter aus dünnen Metallbändern profiliert hergestellt werden;
   • 2) wie 1) d.g., daß durch die Profilierung entlang der Leitung im Inneren der Leiter Stellen ohne H.F.-Energiefelder entstehen;
   • 3) nach 1) und 2) d.g., daß die Leiter gegeneinander symmetrisch mittels Distanzisolatoren in Stellen von minimalsten H.F.-Feldern nach 2) gehalten werden;
   • 4) wie 1) bis 3) d.g., daß die Leiter entlang der Leitung nach Bedarf Kurzschluß-, Quer- oder Abzweigverbindungen tragen;
   • 5) wie 1) bis 4) d.g., daß die Leitung an Ort und Stelle der Verwendung mittels Hilfsvor­ richtungen hergestellt wird;
   • 6) wie 1) bis 5) d.g., daß die Leitung teilweise oder ganz in Plastik, Metall oder einer ähnlichen Umhüllung getragen oder befestigt wird.