DE2306995A1 - PROCEDURE FOR ADJUSTING THE WAVE RESISTANCE OF COAXIAL CABLES - Google Patents
PROCEDURE FOR ADJUSTING THE WAVE RESISTANCE OF COAXIAL CABLESInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORE DJPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DlPL-ING. FINSTERWALD DlPL-ING. GRÄMKOW 2306995DR. MÜLLER-BORE DJPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DlPL-ING. FINSTERWALD DlPL-ING. GRÄMKOW 2306995
München, den ti FEB. 1973 Ks/Sö - N 11OQMunich, the ti FEB. 1973 Ks / Sö - N 11OQ
HORTHEHN ELECTRIC COMPANY, LIMITED 1600 Dorchester .Boulevard West, Montreal, Que., KanadaHORTHEHN ELECTRIC COMPANY, LIMITED 1600 Dorchester, Boulevard West, Montreal, Que., Canada
Verfahren zur Einstellung des Wellenwiderstandes vonProcedure for setting the wave resistance of
KoaxialkabelnCoaxial cables
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Wellenwiderstandes von Koaxialkabeln und bezieht sich speziell auf ein Verfahren, den Wellenwiderstand eines mit Isolierscheiben aufgebauten Koaxialkabels während der Herstellung festzulegen.The invention relates to a method for adjusting the wave resistance of coaxial cables and specifically relates to a method of reducing the characteristic impedance of an insulating washer Set coaxial cable during manufacture.
jjie Schwankungen zwischen dem minimalen und dem maximalen wert des Wellenwiderstands Z eines Koaxialkabels sind im allgemeinen auf etwa 1 fo beschränkt, für ein Koaxialkabel mit einem Wellenwiderstand vom Nennwert (nomineller Wellenwiderstand) 75 Ohm beträgt Deispielsweise die Auslegungstoleranz + 0,5 0hm. i)ies stellt zwar die aosoluten Grenzen für den Wellenwiderstand des Kabels dar, es sind- jedoch Heutzutage 'häufig noch engere Toleranzen notwendig, um eine optimale Wellenwiderstandsanpassung zwischen zusammengefügten Kabeln zu erreichen und somit die Reflexionen klein zu halten, die sich sehr störend auswirken können, wenn sie nicht äußerstJjie fluctuations between the minimum and the maximum value of the characteristic impedance Z of a coaxial cable are generally limited to about 1 fo ; for a coaxial cable with a characteristic impedance of the nominal value (nominal characteristic impedance) 75 ohms, the design tolerance is +0.5 ohm, for example. i) This represents the absolute limits for the wave resistance of the cable, but nowadays even tighter tolerances are often necessary in order to achieve an optimal wave impedance adjustment between joined cables and thus to keep the reflections small, which can be very disruptive when they are not extremely
309834/0895 ~2~309834/0895 ~ 2 ~
schwach gehalten werden. Bei einem Kabel mit einem nominellen Wellenwiderstand von 75 Ohm.ist daher eine tatsächliche Toleranz von etwa +0,2 Ohm vorzuziehen, wobei man vollständig innerhalb der Ataslegungstoleranz von 75 +0,5 Ohm bleibt.be kept weak. In the case of a cable with a nominal characteristic impedance of 75 ohms, an actual tolerance of around +0.2 ohms is therefore preferable, while remaining completely within the tolerance of 75 +0.5 ohms.
Mit den bekannten Herstellungsverfahren ist es nicht möglich, den Wellenwiderstand mit dem erforderlichen Maß an Genauigkeit zu kontrollieren. "With the known manufacturing processes, it is not possible to Control wave impedance with the required degree of accuracy. "
Gewöhnlich erfolgte bisher die Kontrolle des Wellenwiderstandes empirisch nach der sogenannten "Trial- and - Error-Methode", d.h. eine Kabellänge wurde hergestellt und sofort auf ihren Wellenwiderstand hin geprüft. Korrekturen erfolgten durch Änderungen der Abmessungen entweder des Innenleiters oder des Aussenleiters der nächsten herzustellenden Kabellänge. Dieses Verfahren ist sowohl zeitraubend als auch sehr kostspielig, weil mit der Herstellung der nächsten Kabellänge gewartet werden muß, bis die erforderlichen Nachstellungen, beispielsweise das Auswechseln der Matrize für den Feinzug des Innenleiters, vorgenommen worden sind. Ausserdem waren bisher gewöhnlich weitere Nachstellungen bei mehreren aufeinanderfolgenden Kabellängen notwendig, bevor der Wert des Wellenwiderstands innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz lag.Up to now, the wave resistance was usually checked empirically according to the so-called "trial and error method", i.e. a length of cable was made and immediately tested for its wave impedance. Corrections were made by changing the dimensions either the inner conductor or the outer conductor of the next cable length to be produced. This procedure is both time consuming as well as very costly, because you have to wait before making the next cable length until the necessary adjustments, for example, the replacement of the die for the fine pulling of the inner conductor have been made. In addition, so far have been common further readjustments are necessary for several consecutive cable lengths before the value of the characteristic impedance is within was within the prescribed tolerance.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Wellenwiderstand eines mit scheibenförmigen Isolierhaltern versehenen Koaxialkabels beeinflußt werden kann, indem man den Abstand zwischen benachbarten auf dem Innenleiter sitzenden Isolierscheiben verändert. Die Erfindung' liefert somit ein praktisches- Verfahren zur ständigen Kontrolle des Wellenwiderstands eines Koaxialkabels Während seiner Herstellung durch Änderung des Abstandes zwischen den Isolierscheiben auf dem Innenleiter. Dies geschieht entweder durch Änderung derjenigen Geschwindigkeit, mit welcher die Scheiben einem Innenleiter zugeführt werden, der mit konstantem Vorschub an einer Scheiben-The present invention is based on the knowledge that the wave resistance a coaxial cable provided with disk-shaped insulating holders can be influenced by the distance between adjacent insulating washers on the inner conductor changed. The invention thus provides a practical method for permanent Checking the wave resistance of a coaxial cable during its Manufactured by changing the distance between the insulating washers on the inner conductor. This is done either by changing those Speed at which the slices are fed to an inner conductor, which is fed at a constant feed rate to a slice
309834/OSSBv _ ■*> -309834 / OSSBv _ ■ *> -
aufbringstation vorbeiläuft, oder durch Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Innenleiters bei gleichbleibender Aufbringgeschwindigkeit der Scheiben.application station passes, or by changing the feed speed of the inner conductor with constant application speed of the discs.
Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen ein Verfahren zum Anordnen der Scheiben in bestimmtem Abstand beschrieben.To explain the invention, the following is based on drawings a method for arranging the panes at a certain distance is described.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein typisches Koaxialkabel mit Isolierscheiben;FIG. 1 shows a longitudinal section through a typical coaxial cable with insulating washers;
Figur 2 zeigt schematisch einen Teil einer Vorrichtung zum Aufbringen der Isolierscheiben auf einen Innenleiter. FIG. 2 schematically shows part of a device for applying the insulating disks to an inner conductor.
Das in Figur 1 gezeigte Koaxialkabel 10 besteht aus einem Innenleiter 12, der koaxial innerhalo eines rohrförmigen Aussenleiters 14 mittels dünner Isolierscheiben 16 gehalten wird, die in Abständen hintereinander auf dem Innenleiter 12 sitzen. Normalerweise bestteht sowoiil der Innen- als auch der Aussenleiter aus Kupfer, jedoch kann der Aussenlaiter auch aus einer Kombination von Kupfer und Stahl bestehen. Das bevorzugte Material für die Isolierscheiben Io ist Polyäthylen.The coaxial cable 10 shown in FIG. 1 consists of an inner conductor 12, the coaxial inner halo of a tubular outer conductor 14 by means of Thinner insulating washers 16 is held at intervals one behind the other sit on the inner conductor 12. Usually there is such a thing Inner and outer conductor made of copper, but the outer conductor can also consist of a combination of copper and steel. That the preferred material for the insulating washers Io is polyethylene.
Der Wellenwiderstand Z des in Figur 1 gezeigten Kabels ist eine Funktion des Innendurchmessers (D) des Aussenleiters 14, des Aussendurchmessers (d) des Innenleiters 12 und der effektiven Dielektrizitätskonstante (S) der Isolation. Es wurde gefunden, daß die effeKtive Dielektrizitätskonstante der Isolation vom Abstand der Scheiben 16 auf den Innenleiter 12 abhängt, so daii der Wellenwiderstand Z des Kabels ebenfalls durch diesen Abstand beeirfflußt wird, οThe characteristic impedance Z of the cable shown in FIG. 1 is a function of the inner diameter (D) of the outer conductor 14, the outer diameter (d) of the inner conductor 12 and the effective dielectric constant (S) of the insulation. It has been found that the effective dielectric constant of the insulation depends on the distance between the disks 16 and the inner conductor 12, so that the characteristic impedance Z of the cable is also influenced by this distance, ο
Die gefundene Beziehung zwischen dem Wellenwiderstand Z und dem Seheibenabstand laut sich unter Heranziehung der Figur 1 wie folgt mathematisch ableiten:The relationship found between the wave resistance Z and the distance between the disks is as follows, using FIG. 1 derive mathematically:
Die Änderung des Wellenwiderstands Zn mit dem Seheibenabstand LThe change in the wave resistance Z n with the spacing L
j» Oj »O
läßt sich ausdrücken als —^e und beträgt:can be expressed as - ^ e and is:
dLdL
309834/0895309834/0895
dZ άϊΓ double room άϊΓ
ο =ο =
dLdL
(D(D
wobei d£ = effektive Dielektrizitätskonstante des Mischdielektri-where d £ = effective dielectric constant of the mixed dielectric
kums Polyäthylen - Luft in einem Koaxialkabel mit Isolierscheiben.kums polyethylene - air in a coaxial cable with insulating washers.
Die Beziehung zwischen der "effektiven". Dielektrizitätskonstante
g und der Dielektrizitätskonstante £ des Polyäthylens allein ist:The relationship between the "effective". Dielectric constant
g and the dielectric constant £ of the polyethylene alone is:
£e =i+| (ε-ι)£ e = i + | (ε-ι)
mit t = Scheibendicke. Aus Gleichung (2) folgt:with t = slice thickness. From equation (2) it follows:
d£d £
dTdT
e =e =
d F1 + *d F 1 + *
Sl L lSl L l
(2)(2)
und nach Differentiation dieser Gleichung erhält man:and after differentiation of this equation one obtains:
Ife = - (f-1) tL~2 dL Ife = - (f-1) tL ~ 2 dL
Die Standardformel für den Wellenwiderstand Z ist:The standard formula for the wave impedance Z is:
rj __ rj __
log.log.
1010
mit D = Innendurchmesser des Außenleiters d 5s Außendurchmesser des Innenleiters. with D = inner diameter of the outer conductor d 5s outer diameter of the inner conductor.
(3)(3)
(4)(4)
Hieraus folgtjFrom this it follows
dZdZ
0 = β0 = β
138138
log.log.
1010
fs)fs)
Gleichung (5) differenziert ergibt: ^o = 138 log10 Equation (5) differentiated results in: ^ o = 138 log 10
D dD d
309334/0898309334/0898
(5)(5)
(6) - 5(6) - 5
Setzt man Gleichungen (3) und (6) in Gleichung (1) ein, dann errhält man:Substituting equations (3) and (6) into equation (1), we get man:
•ζ /ο ο• ζ / ο ο
dZ _ 69dZ _ 69
dL"dL "
Mit Gleichung (7) wird der Wellenwiderstand in Ohm pro Abstandslängeneinheit ausgedrückt durch die bekannten Parameter des Kabels.With equation (7), the characteristic impedance is in ohms per unit of distance expressed by the known parameters of the cable.
Als Beispiel sei ein 0,375er Koaxialkabel mit Isolierscheiben genommen, bei welchemTake a 0.375 coaxial cable with insulating washers as an example, in which
D = 3,75 t = 0,085 Zoll = 2,159 mm d L= 1,0 Zoll = 25,4 mmD = 3.75 t = 0.085 inch = 2.159 mm d L = 1.0 inch = 25.4 mm
6e = 1,095 6 e = 1.095
ε= 2,28
Die Lösung der Gleichung (7) ist dann:ε = 2.28
The solution to equation (7) is then:
f^o =3,73 Ohm/Zoll * 1,47 Ohm/cm dLf ^ o = 3.73 ohm / inch * 1.47 ohm / cm dL
oder anders ausgedrückt:or in other words:
dZ = 3,73 x dL 0hm (mit dL in Zoll)dZ = 3.73 x dL 0hm (with dL in inches)
O /Q\O / Q \
= 1,47 x dL Ohm (mit dL in cm) K J = 1.47 x dL Ohm (with dL in cm) KJ
Wird beispielsweise der Scheibenabstand um 5 $ geändert, dann istFor example, if the distance between the slices is changed by $ 5, then is
dL = 0,05 Zoll = 0,127 cmdL = 0.05 inch = 0.127 cm
dZ = 3,73 x 0,05 oder 1,47 x 0,127dZ = 3.73 x 0.05 or 1.47 x 0.127
dZQ = 0,1865 0hmdZ Q = 0.1865 ohm
Aus Gleichung (8) ist zu erkennen, daß bei hohem Wellenwiderstand einer Kabellänge eine Verkleinerung des Scheibenabstandes zu einer Verkleinerung des Wellenwiderstands führt und daß andererseitsFrom equation (8) it can be seen that in the case of a high wave resistance of a cable length, a reduction in the distance between the panes to one Reduction of the wave resistance leads and that on the other hand
- 6 309834/0896 - 6 309834/0896
bei niedrigem Wellenwiderstand eine Vergrößerung des Scheibenabstands zu einer Erhöhung des Wellenwiderstands führt.with a low wave resistance an increase in the distance between the panes leads to an increase in the wave resistance.
In Figur 2 ist ein Teil einer Vorrichtung gezeigt, mit --welcher Isolierscheiben auf einen Leiter aufgebracht werden können. Eine vollständige Beschreibung dieser Vorrichtung befindet sich in der US-Patentschrift 3 634 606 mit dem Titel "Method of and Apparatus for Applying Insulating Discs to Conductors", die am 11. Januar 1972 ausgegeben wurde. Diese Scheibenaufbringvorrichtung ist mit der linearen Vorschubgeschwindigkeit des Leiters gekoppelt, damit die Scheiben mit gleichmässigem und vorgegebenem Abstand aufgebracht werden.Der Scheibenabstand läßt sich mit einer derartigen Vorrichtung dadurch verändern, daß man die Vorschubgeschwindigkeit des Leiters erhöht oder vermindert, während man die Geschwindigkeit, mit der die Scheiben auf den Leiter aufgebracht werden, konstant hält. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Frequenz bzw. Geschwindigkeit der Scheibenzuführung zu erhöhen oder zu vermindern, während die Vorschubgeschwindigkeit des Leiters konstant bleibt. Obwohl beide Möglichkeiten realisierbar sind, wird im vorliegenden Fall die letztere bevorzugt, um konstante Produktionsgeschwindigkeiten zu erhalten.In Figure 2 a part of a device is shown, with --which Insulating washers can be applied to a conductor. A full description of this device can be found in U.S. Patent 3,634,606 entitled "Method of and Apparatus for Applying Insulating Discs to Conductors," which issued Jan. 11, 1972 was issued. This disc applicator is with the coupled to the linear feed rate of the conductor, so that the panes are applied with an even and predetermined spacing The distance between the panes can be adjusted with such a device change by increasing or decreasing the feed rate of the conductor, while the speed, with which the discs are applied to the conductor, constant holds. Another possibility is to increase or decrease the frequency or speed of the slice feed, while the feed rate of the conductor remains constant. Although both possibilities are feasible, in the present If the latter is preferred in order to obtain constant production speeds.
Bei der in Figur 2 gezeigten Scheibenaufbringvorrichtung befinden sich zwei Aufbringräder 18 und 18 beidseitig eines Leiters 19, der mit konstanter Geschwindigkeit vorwandert. Jedes Aufbringrad ist mit mehreren Haltezähnen 20 bzw. 2Q^ versehen, die in gleichmässigem Abstand rund um den Rand des Rades angeordnet sind und einzelne geschlitzte Scheiben 16 auf den Innenleiter 12 zuführen. Die geschlitzten Scheiben 16 können von einer geeigneten Zufuhreinrichtung herangeschafft werden, beispielsweise wie sie in der oben genannten US-Patentschrift 3 634 6o6 beschrieben ist. Die Aufbringräder drehen sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit V und sind synchronisiert, so daß siedle Scheiben 16 immer abwechselnd auf den Leiter 12 setzen.Located in the disk application device shown in FIG two application wheels 18 and 18 on both sides of a conductor 19, which moves forward at a constant speed. Every application wheel is provided with several retaining teeth 20 or 2Q ^, which in uniform Are arranged spaced around the edge of the wheel and feed individual slotted disks 16 onto the inner conductor 12. The slotted disks 16 can be supplied by a suitable feed device be brought up, for example as they are in the U.S. Patent No. 3,634,6o6 referred to above. the Application wheels rotate at the same peripheral speed V and are synchronized so that the disks 16 always alternate sit on the ladder 12.
309834/0895 - 7 -309834/0895 - 7 -
Die Vorrichtung ist für eine Nenngeschwindigkeit ausgelegt, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringräder gleich der Vorschübgeschwindigkeit des Leiters 12 ist. Dies und der Durchmesser, der Räder bestimmen die Anzahl der Haltezähne 20 und 20, die zum Aufbringen von Scheiben auf den Leiter 12 im Nennabstand notwendig sind. Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung kann eine solche Vorrichtung mit einem Regelantrieb versehen sein, mit. welchem sich die Geschwindigkeit der Aufbringräder zur Änderung des Seheibenabstands auf den Leiter 12 variieren läßt.The device is designed for a nominal speed at which the peripheral speed of the application wheels is equal to the feed speed of the conductor 12. This and the diameter of the wheels determine the number of retaining teeth 20 and 20, which are used to apply disks to the conductor 12 at the nominal distance are necessary. To implement the present invention, such a device can be provided with a variable speed drive, with. which the speed of the application wheels to change the Seheiben distance on the conductor 12 can be varied.
Eine solche Anordnung ist ein einfaches Mittel zur Einstellung des Wellenwiderstandes eines mit Isolierscheiben aufgebauten Koaxialkabels, wobei übermässige Stillstandzeiten der Kabelherstellungsmaschine vermieden werden, wie eie bisher für die Änderung oder den Austausch von Teilen erforderlich waren. Eine erste Kabellänge kann hergestellt und auf ihren Wellenwiderstand untersucht werden. In der Zwischenzeit kann die Herstellung einer weiteren Kabellänge beginnen. Sobald man anhand der ersten Kabellänge festgestellt hat, daß eine Änderung des Wellenwiderstands notwendig ist, kann während der Herstellung der zweiten Kabellänge eine entsprechende Änderung des Scheibenabstands herbeigeführt werden, indem einfach die Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringräder verstellt wird.Such an arrangement is a simple means of adjusting the Characteristic impedance of a coaxial cable constructed with insulating washers, with excessive downtimes of the cable manufacturing machine can be avoided, as was previously necessary for changing or replacing parts. A first cable length can produced and examined for their wave resistance. In the meantime, the production of a further length of cable can begin. As soon as you have determined from the first cable length that a change in the wave impedance is necessary, during the production of the second cable length a corresponding change in the pulley spacing can be brought about by simply changing the peripheral speed the application wheels are adjusted.
309834/0896309834/0896
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA134,696A CA967734A (en) | 1972-02-14 | 1972-02-14 | Method of controlling the characteristics impedance of coaxial cables |
CA134696 | 1972-02-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2306995A1 true DE2306995A1 (en) | 1973-08-23 |
DE2306995B2 DE2306995B2 (en) | 1977-02-24 |
DE2306995C3 DE2306995C3 (en) | 1977-11-24 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2306995B2 (en) | 1977-02-24 |
ES411593A1 (en) | 1976-01-01 |
FR2172225A1 (en) | 1973-09-28 |
SE387011B (en) | 1976-08-23 |
CA967734A (en) | 1975-05-20 |
GB1410897A (en) | 1975-10-22 |
JPS4889366A (en) | 1973-11-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |