DE2008409A1 - Koaxiale Steckverbindung - Google Patents

Description

• Koaxiale Steckverbindung Die Erfindung betrifft eine koaxiale Steckverbindung für Bauelemente im Dezimeterwellenbereich, bestehend aus zwei koaxialen Systemen, von denen eines ein genormtes Durchmesserverhältnis aufweist, während dies beim anderen System frei wählbar ist, wobei die durch den Durchmesser sprung entstehende Störung dadurch kompensiert ist, daß die Sprungstelle der verschiedenen Ionnenleiterdurchmesser in Richtung auf den größeren Aussenleiterdurchmesser hin in sich bekannter Weise verschoben ist.
• Beim Einsatz von steckbaren, hochfrequenten Bauelomenten, wie z*B. Wanderfeldröhren mit integriertem Magnetfeld in Verstärkeranordnungen der Hochfrequenziechnik, ist es zweckmäßig, die erforderlichen elektrischen Verbindungsleitungen einfach und selbsttätig anschliessen zu können. Diese Verbindungsleitungen dianen einmal zum Anschluß der Stromversorgung (im allgemeinen Gleichtpannungen), zum anderen jedoch sind hochfrequente Verbindungen, vorzugsweise in Koaxialtechnik, erforderlich, die zur Ansteuerung der VerstärkerrEhre mit koaxialen Aflleopplungen dienen, bzw. den Abgriff der verstärkten HF-Leistung ermöglichen.
• Darüberhtnaus muß darauf geachtet werden, daß die anfallende Verlustwärme der Verstärkereinheit über eine hochwitksame Wärmekontaktverbindung auf einen zum Wärmeaustausch dienenden, grossflächigen Kühlkörper übertragen wird. Da diese für die Lebensdauer der Röhre wesentliche Verbindung optimal nur grossflächig, im direkten, starren Kontakt erfolgen kann, müssen die bei der Prod8tlon auftretenden Toleranzabweichungen von den koaxialen Steckverbindungen selbst aufgenommen werden, wenn man Lösungen zum Ausgleich der Toleranzen, wie z.B.
• durch Einsatz flexibler Kupferband-Pakete, aus Kostengründen vermeiden will.
• Zum Ausgleich von produkticnsbedingten Toleranzen in koaxialen Steckverbindungen gleicher Abmessungen sind Lösungen bekannt, bei denen der Innenleiter als auch der Aussenleiter über Kontaktfedern (sogenannte Tulpen) den hochfrequenten Kontakt herstellen. In der Figur 1 ist eine derartige Anordnung dargestellt. Die beiden zu verbindenden Systeme sind mit I und II bezeichnet, wobei 1 der Innenleiter des erstgenannten und 3 der Innenleiter des letztgenannten Systems ist. Die stulpe des Innenleiters 3 trägt die Bezeichnung 2. Die Kontaktierung der Aussenleiter erfolgt über ein federndes Element 8. Dieses Kontaktverfahren hat jedoch neben einer mechanischen Schwergängigkeit und einer damit verbundenen erhöhten mechanischen Störanflilligkeit den Nachteil, daß in Abhängigkeit von der Lage der Kontakttulpen eine hochfrequente, elektrische Störung des Koaxialsystems auftritt, die sich in einer Vergrdsserung des Reflexionsfaktors äussert. Eine hochfrequente Kompensation dieses von den jeweiligen Toleranzen abhängigen Fehlers an einem konstanten Ort des Koaxialsystems ist schwer durchführbar.
• Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen beschrieben ist, vermeidet die beschriebenen Nachteile. Anhand der Figuren soll im folgenden die Erfindung näher beschrieben werden.
• Bekanntlich läXt- sich die Störung des elektrischen Feldes durch die sprunghafte Erweiterung einer koaxialen Leitung, deren Wellenwiderstand vor und nach der Sprungstelle konstant ist, dadurch weitgehend frequenzunabhängig kompensieren, daßman die Sprungstelle des Innenleiters gegenüber der des Aussenleiters um den Abstand a versetzt. Dabei bildet das dünne Stück des Innenleiters im erweiterten Aussenleiter eine zusätzliche Serieninduktivität.
• In der Figur 2 ist diese Art der Kompensation schematisch dargestellt. Ein Innenleiter 9 bildet mit einem zugehörigen Aussenleiterabschnitt 10 ein koaxiales Leitungsstdek, ein weiteres koaxiales Leitungsstiick wird durch den Innenleiter 12 mit dem zugehörigen Aussenleiterabschnitt 11 gebildet. Die beiden koaxialen Leitungssysteme weisen verschiedene Durchmesser aut, so daß an der Verbindungastelle ein Wellenwiderstandssprung entsteht. Der Versatz ist in der Figur 2 mit a bezeichnet.
• Legt man in die Sprungstelle einer koaxialen Leitung mit konstantem Wellenwiderstand die Trennebene, eo läßt sich in einfacher Weise, wie in Figur 3 gezeigt, eine lösbare hochfrequente Verbindung herstellen, indem der federnd aufgebaute Aussenleiter 8 des Systems I in dem Aussenleiter 13 des Systems II mit grösserem Durchmesser kontaktiert. Die Innenleiterverbindung geschieht in bekannter Weise durch eine Kontakttulpe 2. Bei dieser Anordnung erkennt man jedoch sofort, daß produktionsab hängige Toleranzen in der Sprungstelle der beiden Koaxialsysteme die elektrische Forderung a kunst. nicht erfüllen und demnach für eine lösbare koaxiale Verbindung bei hohen Frequenzen ausscheidet.
• In Figur i wird eine koaxiale Steckverbindung dargestellt, bei welcher die erwähnten Nachteile beseitigt sind. Der Innenleiter 1 des abnehmbaren Koaxialsystems 1 ist mit einer Tulpe 2 in bekannter Weise ausgeführt. Der Innenleiter 3 des starren Koaxialsystems II ist im Durchmesser kleiner als der Innenleiteri und kontaktiert in dessen Tulpe 2. Der Ausoenleiter 4 des beweglichen Koaxialsystems I wird in der als Führung 5 ausgebildeten Verlängerung des starren Austenleiterg 6 des Systems II geführt, Der Durchmesser des Aussenleiterg 6 ist so gewählt, daß in Verbindung mit dem Durchmesser des Innenleiters 3 der Wellenwiderstand des Koaxialsystems erhalten bleibt.
• Eine besonders auxgebildete Federplatte 7 ist zwischen der Stirnfläche 13 des Aussenleiters 4 und der Grundfläche 14 des Aussenleiter 6 eingefügt. Dieses federnde Element hat die Aufgabe, toleranzbedingte Abweichungen in der Trennebene auszugleichen. Man erreicht durch, daß der zur breitbandigen Kompensation erforderliche Versatz a der versetzten Sprungstelle eingehalten wird. Der Aufbau entspricht selbst dann noch den elektrischen~Forderungenf wenn der toleranzbedingte, grösstmögliche Abstand b zwischen der erwähnten Stirnfläche 13 und der Grundfläche 14 auftritt. In diesem Fall wird nämlich die dann auftretende zusätzliche Serieninduktivität durch eine entsprechende Serienkapazität kompensiert. Diese Kapazität ist in der Figur 4 durch die gestrichelt eingezeichnete konzentrierte Kapazität C angedeutet. Je nachdem wie stark das federnde Element 7 zwischen den Kontaktflächen 13 und 14 eingepresst wird, ändert sich der mit c bezeichnete Abstand von der oberen Kante des federnden Elementes zur Stirnfläche 13 des Ausienlelter 4. Dieser Abstand ist ein Mass für die Kapazität C, welche den restlichen Wellenwiderstandsunterschien kompensiert. Durch geeignete Wahl des federnden Elementes 7 kann man somit ausser dem Ausgleich toleranzbedingter Abweichungen in der Trennstelle gleichzeitig eine optimale Kompensation erreichen. Das federnde Element 7 wird vorzugsweise als federnde Ringscheibe ausgebildet, deren federnde schräggestellte Segmente je nach Anpressdruck bei Aússenleiter 4 und 6 mehr oder weniger in den Raum zwischen den Aussenleitern und den Innenleitern hineinragen, wodurch die erwähnte Kapazität C zwischen den Aussenleitern 4, 6 und den Innenleitern 1, 2, 3 gebildet wird.

Claims (3)

Patentansprüche;

1) Koaxiale Steckverbindung für Bauelemente im Dezimeterwellenbereich, bestehend aus zwei koaxialen Systemen, von denen eines ein genormtes Durchmesserverhältnis aufweist, Während dies beim anderen-System frei wahlbar ist, wobei die durch den Durchmessersprung. entstehende Störung dadurch kcnipensiert ist, daß die Sprungstelle der verschiedenen Innenleiterdurchmesser in Richtung auf den größeren Aussenleiterdurchmesser hin in an sich bekannter Weise verschoben bst, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussenleiter (4) des einen Systems (1) in einer Aussparung (5.) des Aussenleiters (6) des anderen Systems (11) geführt ist und daß zwischen der Stirufläche- (13) des Aussenleiters (4) und der Grundfläche t14) der Aussparung ein im wesentlichen ir axialer Richtung federndes Element (7) eingelegt ist.

2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses federnde Element derart ausgebildet ibt, daß es eine zusatzliche Kapazität (C) mit den verbundenen Innenleitern t1, 2, 3) bildet, deren Größe von dem Anpressdruck zwischen der Stirnfläche (13) des Aussenleitern (4) und der Grundfläche (14) des Aussenleiters (6) abhängt und einen solchen Betrag aufweist, daß d e störende Serieninduktivität der Verbindung kompensiert wird.

3) Anordnung nach Anspruch >, dadurch gekennzeichnet, daß das Federnde Element (7) als ringförmige Federscheibe ausgebildet ist mit verschränkten, radial verlaufenden Segmenten.