DE2306995B2 - METHOD OF MANUFACTURING AN HF COAXIAL CABLE CONSTANT WAVE RESISTANCE - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING AN HF COAXIAL CABLE CONSTANT WAVE RESISTANCEInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hf-Koaxialkabels konstanten Wellenwiderstandes mit einem Innen- und einem Außenleiter und mit geschlitzten, scheibenförmigen Abstandshaltern, bei dem die Abstandshalter in einer Aufsteckvorrichtung mit unterschiedlichem gegenseitigem Abstand aufgebracht werden.The invention relates to a method for producing an RF coaxial cable with constant characteristic impedance with an inner and an outer conductor and with slotted, disc-shaped spacers which the spacers are applied in a plug-on device with different mutual spacing will.
Ein offensichtlich nach einem solchen Verfahren hergestelltes Koaxialkabel ist in der GB-PS 5 70 136 beschrieben. Bei diesem Kabel sind die Abstände der Abstandshalter über die Länge des Kabels hinweg nicht konstant, sondern variieren nach einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit, wodurch das Kabel eine über einen »ehr großen Frequenzbereich konstante Übertragungscharakteristik erhalten soll.A coaxial cable apparently made by such a process is disclosed in GB-PS 5 70 136 described. With this cable, the spacing between the spacers along the length of the cable is not constant, but vary according to a given law, which makes the cable one over one »Either a large frequency range should have constant transmission characteristics.
Demgegenüber befaßt sich die Erfindung mit der Problematik, die daraus entsteht, daß bei der Herstellung eines Koaxialkabels hinsichtlich der Abweichungen des Wellcnwiderstandes vom Soll- bzw. Nominalwert sehr enge Toleranzgren/en eingehalten werden müssen. So sind im allgemeinen die Schwankungen zwischen dem minimalen und dem maximalen Wert des Wcllenwiderstandcs Z0 eines Koaxialkabels auf etwa 1% beschränkt. Für ein Koaxialkabel mit einem nominellen Wellenwiderstand von 75 Ohm beträgt beispielsweise die Auslegungstoleranz ±0,5 Ohm. Dies stellt zwar die absoluten Grenzen für den Wellenwider- < >o stand des Kabels dar, doch sind heutzutage häufig noch engere Toleranzen notwendig, um eine optimale Wellenwidcrstandsanpassung /wischen zusammengefügten Kabeln zu erreichen und somit die Reflexionen kleinzuhalten, die sich ansonsten sehr störend auswirken fts können. Bei einem Kabel mit einem nominalen Wellenwiderstand von 75 Ohm ist daher eine tatsächliche Toleranz von etwa ±0,2 Ohm vorzuziehen, wobei man vollständig innerhalb der Auslegungstoleranz von 75 ±0,5 Ohm bleibt.In contrast, the invention deals with the problem that arises from the fact that in the production of a coaxial cable, very narrow tolerance limits must be adhered to with regard to the deviations of the wave resistance from the setpoint or nominal value. Thus, in general, the fluctuations between the minimum and the maximum value of the thermal resistance Z 0 of a coaxial cable are limited to about 1%. For a coaxial cable with a nominal characteristic impedance of 75 ohms, for example, the design tolerance is ± 0.5 ohms. Although this represents the absolute limits for the wave resistance of the cable, nowadays even tighter tolerances are often necessary in order to achieve an optimal wave resistance adjustment / between joined cables and thus to keep the reflections small, which otherwise have a very disruptive effect can. For a cable with a nominal wave impedance of 75 ohms, an actual tolerance of about ± 0.2 ohms is therefore preferable, while staying completely within the design tolerance of 75 ± 0.5 ohms.
Mit den bekannten Herstellungsverfahren, von denen eines beispielsweise in der DT-OS 16 40 095 beschrieben ist, ist es nicht möglich, den Wellenwiderstand innerhalb derartig enger Toleranzgrenzen zu halten. Gewöhnlich erfolgte bisher die Kontrolle des Wellenwiderstandes empirisch nach dem sogenannten »Versuchs-lrrtum-Verfahren«, d. h. es wurde ein Kabelstück hergestellt und sofort auf seinen Wellenwiderstand hin geprüft. Korrekturen erfolgten durch Änderungen der Abmessungen entweder des Innenleiters oder des Außenleiter des nächsten herzustellenden Kabelstücks. Dieses Verfahren ist sowohl zeitraubend als auch sehr kostspielig, weil mit der Herstellung des nächsten Kabelsiücks 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 Kabelstücken notwendig, bis der Wert des Wellenwiderstandes innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzgrenzen lag.With the known manufacturing processes, one of which is described, for example, in DT-OS 16 40 095 is, it is not possible to keep the wave resistance within such narrow tolerance limits. Up to now, the control of the wave resistance has usually been carried out empirically using the so-called "experimental error procedure", d. H. a piece of cable was made and immediately checked for its wave resistance checked. Corrections were made by changing the dimensions of either the inner conductor or the Outer conductor of the next piece of cable to be produced. This procedure is both time consuming and very expensive, because one has to wait until the next cable slack is made until the necessary ones Adjustments made, for example, the replacement of the die for the fine pull of the inner conductor have been. In addition, up to now there have usually been further readjustments with several successive ones Pieces of cable necessary until the value of the wave impedance is within the prescribed Tolerance limits lay.
Auf diesem Stand der Technik aufbauend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem es möglich ist. auf einfache Weise den Wellenwiderstand bereits während der Herstellung so /u beeinflussen, daß auch engste Toleranzgrenzen eingehalten werden können.Building on this prior art, the invention is based on the object of a manufacturing method to create the type described above, in which it is possible. in a simple way the wave resistance influence already during production so that even the narrowest tolerance limits are observed can be.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Wellenwiderstand bereits fertiggestellter Kabelabschnitte gemessen wird und daß im Falle einer Abweichung vom Sollwert der Abstand zwischen den weiterhin auf den Leiter aufzubringenden Abstandshaltern derart vergrößert oder verkleinert wird, daß es /u einer Kompensation der Abweichung kommt.To solve this problem, the invention provides that the wave resistance is already completed Cable sections is measured and that in the event of a deviation from the nominal value, the distance between the continue to be applied to the conductor spacers so enlarged or reduced that it / u a compensation of the deviation comes.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Wellenwiderstand eines mit scheibenförmigen Abstandshaltern versehenen Koaxialkabels dadurch beeinflußt werden kann, daß man den Abstand zwischen benachbarten, auf dem Innenleiter sitzenden Abstandshaltern verändert. Von dieser Erkenntnis ausgehend ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, den Wellenwiderstand eines Koaxialkabels während der Herstellung des Kabels ständig zu kontrollieren und durch Änderung des Abstandes zwischen den Abstandshaltern auf dem Innenleiter auf dem gewünschten Wert zu halten.The invention is based on the knowledge that the wave resistance of a disk-shaped spacer provided coaxial cable can be influenced by the distance between adjacent spacers on the inner conductor changed. Based on this knowledge allows the method according to the invention, the characteristic impedance of a coaxial cable during the Constantly control the manufacture of the cable and by changing the distance between the spacers on the inner conductor to the desired value to keep.
Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Anpassung des Wellenwiderstandes an den Sollwert kontinuierlich erfolgen kann, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung oder gar Unterbrechung des gleichmäßig ablaufenden Hcrstellungsprozesses kommt.A particular advantage of this method is that the wave resistance can be adapted to the setpoint can be carried out continuously without impairing or even interrupting the evenly running manufacturing process.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den kennzeichnenden Teilen der I Inu-ransprüche 2 und j niedergelegt.Advantageous embodiments of the method according to the invention are in the characterizing parts of the I claims 2 and j.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im lolgendcn ;inhai.d der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtAn embodiment of the invention is in lolgendcn; inhai.d of the drawing described; in this shows
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein typisches Koaxialkabel mit scheibenförmigen Abstandshaltern undF i g. 1 shows a longitudinal section through a typical coaxial cable with disc-shaped spacers and
I' i g. 2 schanktisch einen 1 oil einer Vorrichtung zum Aufbringen der Abstandshalter auf einen Innenlciicr.I 'i g. 2 bar counter a 1 oil a device for Applying the spacers to an inner liner.
Das in Fig. 1 gezeigte Koaxialkabel 10 besteht aus einem Innenleiter 12. der koaxial innerhalb einesThe coaxial cable 10 shown in Fig. 1 consists of an inner conductor 12 coaxially within a
rohrförmigen Außenleiters 14 mittels dünner, scheibenförmiger Abstandshalter 16 gehalten wird, die in Abstünden hintereinander auf dem Innenleiter 12 sitzen. Normalerweise besteht sowohl der Innen- als auch der Außenleiter aus Kupfer, jedoch kann der Außenleiter auch aus einer Kombination von Kupfer und Stahl bestehen. Das bevorzugte Material für die Abstandshalter 16 ist Polyäthylen. tubular outer conductor 14 is held by means of thin, disc-shaped spacers 16, which sit one behind the other on the inner conductor 12 at intervals. Normally, both the inner and outer conductors are made of copper, but the outer conductor can also be made of a combination of copper and steel. The preferred material for the spacers 16 is polyethylene.
Der Wellenwiderstand Zu des in F i g. 1 gezeigten Kabels ist eine Funktion des Innendurchmessers (D,)des Außenleiters 14, des Außendurchmessers (d) des Innenleiters 12 und der effektiven Dielektrizitätskon stante (ε,) der Isolation. Es wurde gefunden, daß die effektive Dielektrizitäu.koüstanie der Isolation vom Abstand der Abstandshalter 16 auf den Innenleiter 12 abhängt, so daß der Wellenwiderstand Z0 des Kabels ebenfalls durch diesen Absland beeinflußt wird. Die gefundene Beziehung zwischen dem Wellenwiderstand Z0 und dem Abstandshalterabstand läßt sich unter Heranziehung der Fig.! wie folgt mathematisch ableiten: The characteristic impedance of the g to in F i. 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 (ε,) of the insulation. It has been found that the effective dielectricity of the insulation depends on the distance between the spacers 16 and the inner conductor 12, so that the characteristic impedance Z 0 of the cable is also influenced by this distance. The relationship found between the characteristic impedance Z 0 and the spacer spacing can be determined using the FIG. derive mathematically as follows:
Die Änderung des Wellenwiderstands Ζυ mit dem Absiandshalterabstand /. läßt sich ausdrücken als dZ^ dL The change in the wave resistance Ζ υ with the spacer spacing /. can be expressed as dZ ^ dL
-..— und beträft:
a -..- and concerns:
a
JLJL
lh,lh,
dLdL
wobei ti·,.·= effektive Dielektrizitätskonstante de1· Mischdielektrikums Polyäthylen —Luft in einem Koaxialkabel mit Abstandshaltern.where ti ·,. · = effective dielectric constant de 1 · mixed dielectric polyethylene - air in a coaxial cable with spacers.
Die Beziehung zwischen der »effektiven« Dielektrizitätskonstante Fe und der Dielektrizitätskonstante ί des Polyäthylens allein ist:The relationship between the "effective" dielectric constant Fe and the dielectric constant ί of polyethylene alone is:
mit ί = Abstandshalterdicke.
Aus Gleichung (2) folgt:with ί = spacer thickness.
From equation (2) it follows:
dLdL
und nach Differentiation dieser Gleichung erhält man:and after differentiating this equation one obtains:
Die Slandardformel für den Wellenwiderstand Zn The Slandard formula for the wave resistance Z n
138138
mil D = Innendurchmesser des Außenleiters
d = Außendurchmesser des Innenleiters.
Hieraus folgt.mil D = inner diameter of the outer conductor
d = outer diameter of the inner conductor.
It follows from this.
dZ(, d Γ 138 /D\ldZ ( , d Γ 138 / D \ l
di,. di,. Ll',. \d I \ tue ,. tue ,. Ll ',. \ d I \
Gleichung (5) differenziert ergibt:Equation (5) differentiated gives:
Setzt man Gleichungen (3) und (6) in Gleichung (1) ein, dann erhält man:If one puts equations (3) and (6) in equation (1) one, then you get:
Mit Gleichung (7) wird der Wellenwiderstand in Ohm pro Abstandslängeneinheit ausgedrückt durch die bekannten Parameter des Kabels.With equation (7) the characteristic impedance becomes in ohms per unit of distance expressed by the known parameters of the cable.
ίο Ais Beispiel sei ein 0.375er Koaxialkabel mn Abstandshaltern genommen, bei welchemίο Ais example is a 0.375 coaxial cable mn Spacers taken, in which
, = 2.28 , = 2.28
f = 0,085ZoIl --= 2,159 mm
L= LO Zoll = 25.4 mmf = 0.085 inch - = 2.159 mm
L = LO inches = 25.4mm
Die Lösung der Gleichung (7) ist dann:
dZu = 3J3 ohm Zoll ^ 1.47 Ohm cmThe solution to equation (7) is then:
dZu = 3J3 ohm inch ^ 1.47 ohm cm
dLdL
:s oder anders ausgedrückt:: s or in other words:
dZ0 = 3.73 χ JLOhm (mit JL in Zoll) (8)
= 1.47 χ JL Ohm (mit JL in cm) dZ 0 = 3.73 χ JL Ohm (with JL in inches) (8)
= 1.47 χ JL Ohm (with JL in cm)
yo Wird beispielsweise der Abstandshalterabstand um 53O eeändert. dann ist yo If, for example, the spacer distance is changed by 5 3 O e. then
dL = 0,05ZoIl = 0.127 cm
JZti = 3.73 χ 0.05 oder 1.47
dZ„ --: 0.1865 OhmdL = 0.05 inch = 0.127 cm
JZ ti = 3.73 χ 0.05 or 1.47
dZ "-: 0.1865 ohms
0.1270.127
Aus Gleichung (8) ist /u erkennen, daß bei hohem Wellenwiderstand einer Kabellange eine Verkleinerung des Abstandshalterabstandcs /u einer Verkleinerung des Wellenwiderstands führt und daß andererseits bei niedrigem Wellenwiderstand eine Vergrößerung des Abstandshalterabsuinds zu einer Erhöhung des Wellenwiderstands führt.From equation (8), / u can be seen that at high Characteristic impedance of a cable length a reduction of the spacer distance c / u leads to a reduction in the wave resistance and that on the other hand low wave resistance, an increase in the spacer absorption leads to an increase in the wave resistance leads.
In F i g. 2 ist ein Teil einer Vorrichtung gezeigt, mit welcher Abstandshalter auf einen Leiter aufgebracht werden können. Eine vollständige Beschreibung dieser Vorrichtung findet sich in der L)S-Patentschrift 36 34 606. Diese Abstandshalteraufbringvorrichiung ist mit der linearen Vorschubgeschwindigkeit des LeitersIn Fig. 2 is shown a part of a device with which spacers can be applied to a conductor. A full description of this Apparatus is found in L) S Patent 36 34 606. This spacer application device is with the linear feed rate of the conductor
so gekoppelt, damit die Abstandshalter mit gleichmäßigem und vorgegebenem Abstand aufgebrach' worden. Der Absiandshalterabstand läßt sich mit einer derartigen Vorrichtung dadurch verändern, daß man die Vorschubgeschwindigkeii des Leiters erhöht oder vermindert.coupled in such a way that the spacers have been broken open with an even and predetermined spacing. Of the Spacer spacing can be changed with such a device by changing the feed rate of the conductor increased or decreased.
ss wahrend man die Geschwindigkeit, mit der die Abstandshalter auf den Lc ter aufgebracht werden, konstant hall. Line andere Möglichkeit besteht darin, die Frequenz b/w. Geschwindigkeit der Mistandshalier/uführung zu erhöhen oder zu vermindern, während d:ess while keeping the speed with which the Spacers are applied to the lc ter, constant hall. Another option is to line the Frequency b / w. Mistandshalier speed to increase or decrease, while d: e
ho Vorschubgeschwindigkeit des Leiters konstant bleibt. Obwohl beide Möglichkeiten realisierbar sind, wird im vorliegenden Fall die letztere bevorzugt, um konstante Produktionsgeschw indigkeiten /u erhalten.ho feed speed of the conductor remains constant. Although both options are feasible, the present case the latter prefers to be constant Maintain production speeds / u.
Bei der in F 1 g. 2 gezeigten AbsiandshalteraulbnngIn the case of F 1 g. 2 Absiandshalterausbnng shown
(^ vorrichtung befinden sich zwei Aufbi uigi ader 18 und IX beidseitig eines Leiters 19. der mit konsumier Geschwindigkeit vorwandert. |edes Aufbringrad ist mit mehreren llnUezähncn 20 bzw. 20' versehen, die in(^ device there are two build-ups at 18 and IX on both sides of a ladder 19. who walks forward at consuming speed. | every application wheel is with several lnUezähncn 20 or 20 'provided, which in
gleichmäßigem Abstand rund um den Rand des Rades angeordnet sind und einzelne geschlitzte Abstandshalter 16 auf den Innenleiter 12 zuführen. Die geschützten Abstandshalter 16 können von einer geeigneten Zufuhreinrichtung herangeschafft werden, beispielsweise wie sie in der oben genannten US-Patentschrift 36 34 606 beschrieben ist. Die Aufbringräder drehen sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit V und sind synchronisiert, so daß sie die Abstandshalter 16 immer abwechselnd auf den Leiter 12 setzen.evenly spaced around the edge of the wheel and individual slotted spacers 16 lead to the inner conductor 12. The protected spacers 16 can be of a suitable Feed device are obtained, for example as in the above-mentioned US patent 36 34 606 is described. The application wheels rotate at the same peripheral speed V and are synchronized so that they always place the spacers 16 alternately on the conductor 12.
Die Vorrichtung ist für eine Nenngeschwindigkeit ausgelegt, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringiädcr gleich der Vorschubgeschwindigkeit des Leiters 12 ist. Dies und der Durchmesser der Räder bestimmen die Anzahl der Haltezähne 20 und 20', die zum Aufbringen von Abstandshaltern auf den Leiter 12 im Nennabstand notwendig sind. Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung kann eine solche Vorrichtung mit einem Regclantrieb versehen sein, mit welchem sich die Geschwindigkeit der Aufbringräder zur Änderung des Absiandshaltcrabsiaiids auf den Leiter 12 variieren läßt.The device is designed for a nominal speed at which the peripheral speed of Aufbringiädcr 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 'that are used to apply spacers to conductor 12 are necessary in the nominal distance. To implement the present invention, such a device be provided with a Regclantrieb, with which the speed of the Aufbringräder to change of the distance holding crabsiaiids on the conductor 12 vary leaves.
Line solche Anordnung ist ein einfaches Mittel zurLine such arrangement is a simple means of achieving
> Einstellung des Wellenwiderstandes eines mit Abstandshaltern aufgebauten Koaxialkabels, wobei übermäßige Stillstandzeiten der Kabelhcrstellungsmaschine vermieden werden, wie sie bisher für die Änderung oder den Austausch von Teilen erforderlich waren. Ein erstes> Adjustment of the wave resistance of one with spacers built-up coaxial cable, avoiding excessive downtime of the cable manufacturing machine be as they have been for the change or the Replacement of parts were required. A first
ίο Kabelsiück kann hergestellt und auf seinen Wellenwiderstand untersucht werden. In der Zwischenzeit kann die Herstellung eines weiteren Kabclabschnitts beginnen. Sobald man anhand des ersten Kabelstücks festgestellt hat. daß eine Änderung des Wellenwidcr-ίο Kabelsiück can be made and on its wave resistance to be examined. In the meantime, the construction of a further section of the cable can be carried out kick off. As soon as one has determined by means of the first piece of cable. that a change in the wave resistance
is stands notwendig ist, kann während der Herstellung des zweiten Kabelabschnitts eine entsprechende Änderung des Abstandshallcrabsiands herbeigeführt werden, indem einfach die Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringräder verstellt wird.If the stand is necessary, the a corresponding change in the distance-to-noise level can be brought about in the second cable section, by simply adjusting the peripheral speed of the application wheels.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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 DE2306995A1 (en) | 1973-08-23 |
| DE2306995B2 true DE2306995B2 (en) | 1977-02-24 |
| DE2306995C3 DE2306995C3 (en) | 1977-11-24 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| 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 |
| DE2306995A1 (en) | 1973-08-23 |
| 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 |