DE2507191A1

DE2507191A1 - Vorrichtung zur uebertragung von hochfrequenz-signalen

Info

Publication number: DE2507191A1
Application number: DE19752507191
Authority: DE
Inventors: Otto Breitenbach
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1975-02-20
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2507191C2; JPS51135312A; FI751975A; US4053835A; AT342658B; SE7601911L; NL7513410A; DK375475A; ATA459175A; IT1040982B; JPS579539B2; FR2301980A1; CH579854A5; BE830564A

Description

Kabel— und M e t a 1 1 w e r k e
Gutehoffnuiigsliütte Aktiengesellschaft

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17- Febr. 1975

Vorrichtung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen

Die iir j"'i nduiijr bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen zwischen einem ortsfesten Gprät und einer·! entlang einer vorgegebenen Fahrstrecke bewegten Fahrzeug, uwter Verwendung einer aus einem Innenleiter, einem koaxialen Außenleiter und einem zwischen beiden angeordnexen Dielektrikum bestehenden abstrahlenden Hochfrequenz-Leitung, die parallel zur Fahrstrecke verlegt ist, wobei im Bereich der Fahrstrecke über die gesamte Länge der Hochfrequenzleitung zumindest teilweise metallisches, gegenüber Erde isoliertes Material vorhanden ist.

Ein Problem bei dieser Art von Übertragung von Hochfrequenz (HF)-Signalen, die insbesondere für die Fernsehübertragung
an schienengebundene Fahrzeuge vorgesehen ist, besteht darin, daß die Feldstärke des Signals entlang der Leitung oft stark schwankt. Durch diese Schwankungen der Feldstärke wird auch die Ubertragungsqualität der Signale stark beeinflußt, so
daß oft nur ungenügende Signale empfangen werden können.
Diese störende Feldstärkeschwankung rührt unter anderem daher, daß der Außenleiter mit parallel verlaufendem metallischem Material, wie beispielsweise den Schienen von Schienenanlagen oder Trägerkörpern für solche Schienenanlagen, eine Leitung bildet, auf der sich störende Reflexionen und stehende
Wellen ausbilden.

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Durch die DT-AS 2 kok 363 ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, mit der die Auswirkungen derartiger Störungen dadurch vermieden werden sollen, daß die aus dem Außenleiter der HF-Leitung und dem metallischen Material gebildete Leitung mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen wird. Auf diese Weise lassen sich auch gute Ergebnisse erzielen, jedoch ist ein solches Vorgehen auf einen bestimmten Frequenzbereich mit einer maximalen Frequenz, deren halbe Wellenlänge kleiner als die Leitungslänge ist, beschränkt. Dementsprechend läßt die bekannte Vorrichtung sich nur für niedrige Frequenzen einsetzen und ist somit nicht universell verwendbar. Außerdem ergeben sich bei dem Aufbau dieser Vorrichtung insofern Schwierigkeiten, als der Wert des Wellenwiderstandes zunächst experimentell ermittelt werden muß.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß dieselbe dann überhaupt nicht funktioniert, wenn die Störungen von gegenüber Erde isolierten Leitern ausgehen. Solche Leiter sind beispielsweise parallel zu der abstrahlenden HF-Leitung verlegte andere elektrische Leitungen oder auch gegenüber Erde isoliert verlegte Schienen, die selbst mit Überwachungsstromkreisen belegt sind. In diesem Falle entstehen die Feldstärkeschwankungen des abgestrahlten Signals durch Interferenzen bei der überlagerung der elektromagnetischen Wellenausbreitung im Innern der abstrahlenden HF-Leitung und außen in dem Leitungssystem, das aus dem Außenleiter der abstrahlenden HF-Leitung und einer beispielsweise parallel verlaufenden Leitung gebildet wird. Die sekundäre elektrische Welle im äußeren Leitungssystem wird von der abstrahlenden HF-Leitung induziert,

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine störungsfreie Übertragung von Hochfrequenz-Signalen für beliebige Frequenzbereiche und auch in der Nachbarschaft von gegenüber Erde isolierten Leitern möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Hochfrequenz-Leitung und Erde zusätzlich sich über die gesamte Leitungslänge erstreckendes metallisches Material angebracht ist, mit dem der Außenleiter der Leitung elektrisch leitend verbunden ist.

Durch dieses bewußt angebrachte zusätzliche metallische Material wird der wirksame dielektrische Raum zwischen dem Außenleiter der HF-Leitung und dem der Befestigung dienenden Untergrund verkleinert. Es läßt sich auf diese Weise die Sekundärwelle, welche von der HF-Leitung in der unmittelbaren Umgebung derselben induziert wird, weitgehend unterdrücken. Es ist so ein störungsfreier Betrieb der abstrahlenden HF-Leitung möglich, ohne daß Feldstärkeschwankungen in störendem Maße zu befürchten sind, insbesondere dann, wenn die Abstände der Stellen, an denen der Außenleiter mit diesem metallischen Material verbunden ist, kleiner gewählt werden als die halbe Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt in schetnatischer Darstellung eine Draufsicht atif eine Gleisanlage mit parallel verlegter abstrahlender

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HF-Leitung und die Fig. 2 und 3 geben in unterschiedlichen Maßstäben Möglichkeiten zur Durchführung der Erfindung wi e d e r .

>lit 1 und 2 sind zwei Schienen einer Gleisanlage bezeichnet, welche auf den Schwellen 3 befestigt sind. Auf dieser Gleisanlage befindet sich ein Fahrzeug k, an dem eine Antenne 5 angebracht ist. Im Bereich dieser Antenne ist parallel zu der Schienenanlage eine abstrahlende HF-Leitung 6 angebracht, deren genauerer Aufbau im Querschnitt aus Fig. 3 hervorgeht. Weiterhin liegt zur Gleisanlage eine elektrische Leitung 7 parallel, die beispielsweise zur Übertragung elektrischer Energie für die Linienzugbeeinflussung verwendet werden soll. Durch die Überlagerung der elektromagnetischen Wellen im Innern der abstrahlenden HF-Leitung 6 im äußeren Leitungssystem aus deren koaxialem Außenleiter und der Linienleitung 7 ergeben sich ohne Zusatzmaßnahmen die eingangs beschriebenen Störungen, die zu den Feldstärkeschwankungen des HF-Signals führen.

Gemäß der Erfindung wird nun beispielsweise so vorgegangen, daß auf dem Untergrund 8, auf welchem die HF-Leitung 6 verlegt werden soll, ein Metallband 9 angebracht wird. Die HF-Leitung 6 ist über Befestigungselemente 10 auf dem Untergrund 8 befestigt und zur Vermeidung der Feldstärkeschwankungen kann nun der Außenleiter der HF-Leitung 6 beispielsweise in diesen Befestigungsstellen 10 mit dem Metallband 9 elektrisch leitend verbunden sein. Diese elektrische Verbindung soll durch die Wellenlinien 11 innerhalb der Verbindungsstellen 10 angedeutet sein. Um mit Sicherheit eine Störung für den gesamten zu übertragenden Frequenzbereich

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zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß die Stellen der leitenden Verbindung zwischen Band 9 und Außenleiter der Hi* -Leitung b einen Abstand voneinander haben, der kleiner als die halbe Wellenlänge der höchsten zu übertragenden Frequenz ist. Da der Abstand der Befestigungsstellen 10 voneinander irn allgemeinen diesem werte entspricht, reicht es also aus, die leitenden Verbindungen in diese Verbindungsstellen zu legen.

In FLg. 3 ist: die abstrahlende HF-Leitung im Querschnitt genauer dargestellt. Sie besteht aus dem Innenleiter 12, dem Außenleiter 13 sowie einem zwischen beiden liegenden Dielektrikum l4. Der Außenleiter 13 ist mit einem längsdurchgehenden Schlitz versehen, in dessen Nähe dann später die Antenne 5 des Fahrzeuges verlaufen sollte. Die gesamte HF-Leitung ist noch von einem Außenmantel IS umgeben. B'ür den Fall, daß entsprechend der Darstellung in Fig. 3 die HF-Leitung mittels einer Abdeckhaube l6 auf dem Untei-grund befestigt wird, welche gleichzeitig als Halterung für die Leitung 6 dient, kann die innere Oberfläche dieser Haube Ib mit einer Metallschicht 1? versehen werden, an welcher der Außenleiter 13 der Leitung 6 an den Stellen l8 elektrisch leitend angeschlossen wird. Auch hier braucht die elektrisch leitende Verbindung nur in gewissen Abständen vorgenommen zu werden. Durch die i-ietallisierung der inneren Oberfläche der Haube Ib wird eine Art Vergrößerung des Außenleiters erreicht, durch welche die Entstehung der eingangs beschriebenen Sekundärwelle ebenfalls unterdrückt wird.

Die Erfindung soll nun nicht darauf beschränkt sein, daß unbedingt zusätzliches metallisches Material im Bereich der HF-Leitung angebracht wird. Wenn dieses metallische liaterial beispielsweise als durchgehende Trägerkonstruktion ohnehin vorhanden ist, kann diese auch mit verwendet werden, wodurch sich der gesamte Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung dann etwas vereinfacht.

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Claims

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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17. Febr. 1975

Patentansprüche

l/ Vorrichtung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen zwischen einem ortsfesten Gerät und einem entlang einer vorgegebenen Fahrstrecke bewegten Fahrzeug, unter Verwendung einer aus einem Innenleiter, einem koaxialen Außenleiter und einem zwischen beiden angeordneten Dielektrikum bestehenden abstrahlenden Hochfrequenz-Leitung, die parallel zur Fahrstrecke verlegt ist, wobei im Bereich der Fahrstrecke über die gesamte Länge der Hochfrequenzleitung zumindest teilweise metallisches, gegenüber Erde isoliertes Material vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leitung (6) und Erde (8) zusätzlich, sich über die gesamte Leitungslänge erstreckendes metallisches Material (9) angebracht ist, mit dem der Außenleiter (13) der Hochfrequenz-Leitung (6) elektrisch leitend verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als metallisches Material ein leitendes Band (9) eingesetzt ist, das unterhalb der Leitung (6) auf dem der Befestigung dienenden Untergrund (8) verlegt ist, und daß der Außenleiter (13) an mehreren Stellen mit diesem Band (9) leitend verbunden ist, deren Abstand voneinander kleiner als die halbe Wellenlänge der höchsten auf der Leitung (6) zu übertragenden Frequenz ist.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Band (9) und Außenleiter (13) an den Befestigungs stellen (lO) der Leitung (6) auf dem Untergrund (8) miteinander verbunden sind.

km Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer die Leitung (6) tragenden Abdeckhaube (l6), die innere Oberfläche dieser Haube mit einer Metallschicht (l?) versehen ist, mit der der Außenleiter (13) elektrisch leitend verbunden ist

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