DE2611380A1

DE2611380A1 - Antenna radiating HF coaxial line - has oblique slot in outer conductor edges between which are axis parallel sections with specified spacing

Info

Publication number: DE2611380A1
Application number: DE19762611380
Authority: DE
Inventors: Otto Breitenbach
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-03-18
Filing date: 1976-03-18
Publication date: 1977-09-22

Abstract

The outer conductor consists of a strip of conducting material applied longitudinally onto the dielectric. The strip edges are in the assembled state separated by a zigzag slot (6). Between two opposite oblique slot sections (7, 8) are provided axis-parallel regions (9). Their spacing (A) satisfies the equation A = n. lambda/2, where n is an integral number, and lambda the transmitted wavelength. The slot width preferably widens from a minimum value in the line longitudinal direction. The inner conductor and the concentric outer conductor are separated by dielectric.

Description

Abstrahlende HochfrequenzleitungRadiating high frequency line

Die Erfindung bezieht sich auf eine abstrahlende Hochfrequenzleitung, bestehend aus einem Innenleiter und einem konzentrischen Außenleiter mit zwischen beiden Leitern liegendem Dielektrikum, bei welcher der Außenleiter aus einem in Längsrichtung auf das Dielektrikum aufgebrachten Band aus elektrisch leitendem Material besteht, dessen Kanten in der fertigen Leitung durch einen im wesentlichen zickzackförmig verlaufenden Schlitz voneinander getrennt sind.The invention relates to a radiating high-frequency line, consisting of an inner conductor and a concentric outer conductor with between two conductors lying dielectric, in which the outer conductor consists of an in A strip of electrically conductive material applied lengthwise to the dielectric consists, the edges of which in the finished line by a substantially zigzag shape extending slot are separated from each other.

Zur Übertragung von HF-Signalen von ortsfesten Sendeeinrichtungen zu beweglichen Empfängern oder umgekehrt, insbesondere zur Funkübertragung in Tunnels zwischen Stationen und Empfangsgeräten in Schienenfahrzeugen, werden Leitungen benutzt, welche die HF-Energie sowohl verlu3tarm fortleiten als auch abstrahlen.For the transmission of HF signals from stationary transmitting devices to mobile receivers or vice versa, especially for radio transmission in tunnels lines are used between stations and receivers in rail vehicles, which both transmit and radiate the HF energy with little loss.

Diese Leitungen werden beispielsweise im Bereich von Schienenanlagen von Fahrzeugen verlegt, und zwar auf den Schwellen der Schienenanlage oder neben dem Gleis auf Stützen oder bei Tunnelstrecken an der Tunnelwandung. Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck symmetrische, ungeschirmte HF-Leitungen, beispielsweise sogenannte Stegleitungen, zu verwenden. Derartige Leitungen haben von Umgebungseinflüssen und Witterungsverhältnissen stark abhängige Verluste und Abstrahlungseigenschaften, insbesondere dann, wenn sie auf irgendeinem Untergrund flach befestigt werden.These lines are used, for example, in the area of rail systems laid by vehicles, on the sleepers of the rail system or next to it the track on supports or, in the case of tunnel sections, on the tunnel wall. It is already known for this purpose symmetrical, unshielded RF lines, for example so-called ribbon cables to be used. Such lines have environmental influences and weather conditions strongly dependent losses and radiation properties, especially if they are fastened flat on any surface.

Durch die DT-AS 10 44 199 ist auch eine abstrahlende, angenähert koaxiale Leitung bekanntgeworden, eine sogenannte Schlitzleitung, bei welcher der Außenleiter einen achsparallel durchgehenden Schlitz aufweist und so die Isolierung des Innenleiters nur über einen Teil des Umfangs umgibt. Die Abstrahlung erfolgt also durch den im Außenleiter verbleibenden Schlitz. Ein Nachteil einer solchen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Feldstärke mit zunehmendem Abstand von der Leitung rasch abnimmt. Zur Erzielung einer ausreichenden Information für den Empfänger müßte dementsprechend eine relativ hohe Energie in die Leitung eingespeist werden, die jedoch durch die Abmessungen der Leiter begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Hochfrequenzleitung besteht darin, daß ihr Feld zwar zur induktiven bzw.The DT-AS 10 44 199 also provides a radiating, approximately coaxial one Line became known, a so-called slot line, in which the outer conductor one axially parallel has a continuous slot and so is the insulation of the inner conductor surrounds only part of the circumference. The radiation takes place that is, through the slot remaining in the outer conductor. A disadvantage of such Arrangement can be seen in the fact that the field strength with increasing distance from the Line decreases rapidly. To obtain sufficient information for the recipient accordingly, a relatively high amount of energy would have to be fed into the line, which, however, is limited by the dimensions of the ladder. Another disadvantage the known high-frequency line consists in the fact that its field is inductive respectively.

kapazitiven Auskopplung auf den Eingang eines Empfängers geeignet ist, doch ist dieses Feld stark streuend und dementsprechend mit dielektrischen Verlusten behaftet, so daß eine große Dämpfung der zu übertragenden Energie stattfindet. Außerdem weisen diese Leitungen in ihrer Längsrichtung starke Feldstärkeschwankungen infolge Reflexionen äußerer Felder auf, die keinen störungsfreien Empfang der Signale erlauben.capacitive coupling to the input of a receiver is, but this field is highly scattering and accordingly with dielectric Afflicted with losses, so that a great attenuation of the energy to be transmitted takes place. In addition, these lines have strong field strength fluctuations in their longitudinal direction as a result of reflections from external fields that do not receive interference-free signals allow.

Durch die DT-OS 20 22 990 ist eine Leitung bekanntgeworden, bei der der Außenleiter aus um das Dielektrikum herumgewickeltem Band- oder Drahtmaterial besteht. Der die HF-Energie abstrahlende Außenleiter ergibt eine Leitung, die zur induktiven Auskopplung der HF-Energie an die Antenne eines Fahrzeugs bestens geeignet ist. Eine solche Leitung hat neben der für die Äuskopplung der HF-Energie maßgebenden Radialkomponente auch eine Achsialkomponente, durch welche das an sich gewünschte radiale Feld ungünstig beeinflußt werden kann.Through the DT-OS 20 22 990 a line has become known in which the outer conductor made of tape or wire material wrapped around the dielectric consists. The outer conductor radiating the HF energy results in a line that leads to the inductive decoupling of the HF energy to the antenna of a vehicle is. In addition to that which is decisive for the coupling out of the HF energy, such a line has Radial component also an axial component, through which the desired per se radial field can be adversely affected.

Aus der DT-AS 16 90 138 geht eine abstrahlende Hochfrequenzleitung hervor, wie sie eingangs beschrieben ist. Diese bekannte Leitung hat einen rohrförmigen Außenleiter, der mit einem Schlitz versehen ist, durch welchen das elektromagnetische Feld austreten kann. Die Richtung des schräg zur Leitungsachse verlaufenden Schlitzes ändert sich dauernd, so daß sich eine Zick-Zack-Linie ergibt. In den Umkehrpunkten ist der Schlitz durch über dem Außenleiter angeordnete Metallringe kurzgeschlossen. Durch diesen Verlauf des Schlitzes wird die axiale Komponente des elektromagnetischen Feldes bezüglich der Abstrahlung unterdrückt und es tritt eine verstärkte radiale Komponente aus. Die Herstellung einer solchen Leitung ist aufwendig, da für unterschiedlich dimensionierte Leitungen für jede Schlitzform ein spezielles Stanzwerkzeug erforderlich ist. Die Anbringung der Metallringe läßt außerdem keine kontinuierliche Fertigung zu.A radiating high-frequency line goes out of the DT-AS 16 90 138 as described at the beginning. This known line has a tubular shape Outer conductor, which is provided with a slot through which the electromagnetic Field can emerge. The direction of the oblique to the pipe axis trending The slot changes constantly, so that a zigzag line results. In the turning points the slot is short-circuited by metal rings arranged over the outer conductor. Through this course of the slot, the axial component of the electromagnetic Field is suppressed with respect to the radiation and there is an increased radial Component off. The production of such a line is expensive because it is different dimensioned lines a special punching tool is required for each slot shape is. The attachment of the metal rings also does not allow continuous production to.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abstrahlende Hochfrequenzleitung (AHF-Leitung) anzugeben, die einfach und mit herkömmlichen Maschinen herstellbar ist, im Nahbereich der Leitung ein starkes, längsgleichmäßiges Hochfrequenzfeld aufweist und bei der die Stärke der Abstrahlung mit einfachen Mitteln allen Erfordernissen angepaßt werden kann.The invention is based on the object of a radiating high-frequency line (AHF line), which can be produced easily and with conventional machines is a strong, longitudinally uniform high-frequency field in the vicinity of the line has and in which the strength of the radiation with simple means all requirements can be customized.

Diese Aufgabe wird mit einer AHF-Leitung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils zwischen zwei einander entgegengesetzt gerichteten schrägen Abschnitten des Schlitzes annähernd achsparallel verlaufende Bereiche angeordnet sind, deren Abstand A voneinander in Abhängigkeit von der mittleren Wellenlänge # der zu übertragenden Hochfrequenzenergie der Gleichung A = n #/2 genügt, worin n eine ganze Zahl ist.This task is carried out with an AHF line as described above Kind according to the invention solved in that in each case between two opposing each other directed inclined sections of the slot running approximately axially parallel Areas are arranged, the distance A from each other depending on the middle Wavelength # of the high-frequency energy to be transmitted satisfies the equation A = n # / 2, where n is an integer.

Durch den speziell gestalteten Außenleiter der AHF-Leitung ergibt sich für diese im Nahbereich, in welchem die Empangsantenne des jeweiligen Fahrzeugs bewegt wird, ein induktives Feld, das durch Umgebungseinflüsse nicht geschwächt wird, da keine dielektrischen Verluste auftreten. Durch eine veränderliche Breite des Schlitzes über die gesamte Leitungslänge gesehen, kann eine angenähert konstante Empfangsfeldstärke entlang der Leitung erreicht werden. Durch entsprechende Steuerung der den Außenleiter schneidenden Vorrichtung kann die Breite des Schlitzes so eingestellt werden, daß sie in der Nähe der Einspeisestelle der Energie schmal ist und dann mit zunehmender Leitungslänge größer wird. Hierdurch kann die Abnahme der HF-Energie infolge der Leitungsdämpfung durch relativ stärkere Abstrahlung ausgeglichen werden. Die kontinuierliche Fertigung der Leitung wird bei diesem Aufbau nicht gestört, zumal eine Anbringung von Kurzschlußringen nicht erforderlich ist.The specially designed outer conductor of the AHF line results in for this in the close range, in which the receiving antenna of the respective vehicle is moved, an inductive field that is not weakened by environmental influences as there are no dielectric losses. Through a changeable broad of the slot over the entire length of the line can be approximately constant Reception field strength along the line can be achieved. Through appropriate control of the device cutting the outer conductor can adjust the width of the slot be that it is narrow in the vicinity of the feed point of the energy and then becomes larger with increasing cable length. This can reduce the RF energy due to the line attenuation are compensated by relatively stronger radiation. The continuous production of the line is not disturbed with this structure, especially since it is not necessary to attach short-circuit rings.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings shown.

Fig. l zeigt eine Seitenansicht einer AHF-Leitung und in Fig.Fig. 1 shows a side view of an AHF line and in Fig.

2 ist ein Schnitt durch Fig. l längs der Linie II - II dargestellt. Fig. 3 gibt das in einer Ebene liegende Band des Außenleiters in verkleinertem Maßstab wieder.2 is a section through FIG. 1 along the line II-II. 3 shows the band of the outer conductor lying in one plane on a reduced scale again.

Die beispielsweise im Bereich einer Schienenanlage zu verlegende AHF-Leitung weist einen Innenleiter 1 auf, der aus einem massiven Kupferdraht oder aus einem Kupferrohr bestehen kann. Über dem Innenleiter 1 befindet sich das Dielektrikum 2, über welchem der konzentrische Außenleiter 3 angebracht ist. Über dem Außenleiter ist ein äußerer Kunststoffmantel 4 angeordnet.The AHF line to be laid in the area of a rail system, for example has an inner conductor 1, which consists of a solid copper wire or from a Copper pipe can exist. The dielectric is located above the inner conductor 1 2, over which the concentric outer conductor 3 is attached. Above the outer conductor an outer plastic jacket 4 is arranged.

Der Außenleiter 3 besteht aus einem elektrisch gut leitenden metallischen Band 5, das um das Dielektrikum 3 im Längsbedeckungsverfahren herum zu einem Rohr geformt worden ist. Die Kanten des Bandes 5 sind in der fertigen Leitung durch einen schmalen Schlitz 6 voneinander getrennt. Dieser Schlitz verläuft im wesentlichen zickzackförmig und hat zwischen den schrägen Abschnitten 7 und 8 entgegengesetzter Richtung Bereiche 9, in denen er annähernd achsparallel verläuft. Die Breite des Schlitzes 6 kann insgesamt über die Leitungslänge konstant bleiben. Es ist jedoch auch möglich, die Breite zwischen den schrägen Abschnitten 7 und 8 und dem achsparallelen Bereich 9 zu variieren und den Schlitz im achsparallelen Bereich beispielsweise schmaler auszuführen.The outer conductor 3 consists of a metal that is electrically conductive Tape 5, which is formed around the dielectric 3 in the longitudinal covering process to form a tube has been shaped. The edges of the tape 5 are in the finished line by a narrow slot 6 separated from each other. This slot runs essentially zigzag and has between the inclined sections 7 and 8 opposite Direction areas 9, in which it runs approximately parallel to the axis. The width of the slot 6 can remain constant over the entire length of the line. However, it is also possible to adjust the width between the inclined sections 7 and 8 and to vary the axially parallel area 9 and the slot in the axially parallel For example, make the area narrower.

Der Abstand A zwischen zwei achsparallelen Bereichen 9 wird beim Aufbau der AHF-Leitung rechnerisch ermittelt und ergibt sich aus dem Mittelwert der Wellenlänge A der zu übertragenden HF-Energie unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten innerhalb und außerhalb der Leitung.The distance A between two axially parallel areas 9 is during the construction of the AHF line and is calculated from the mean value of the wavelength A of the RF energy to be transmitted, taking into account the different propagation speeds inside and outside the line.

Als günstig hat es sich herausgestellt, wenn der Abstand A gleich der halben Wellenlänge gewählt wird. Es sind jedoch auch Abstände möglich, die ganzzahlige Vielfache der halben Wellenlänge sind. Allgemein ausgedrückt berechnet sich der Anstand A zwischen zwei achsparallelen Bereichen 9 nach der Gleichung A = n worin n eine ganze Zahl ist.It has been found to be favorable if the distance A is the same half the wavelength is chosen. However, distances are also possible, the integer Are multiples of half the wavelength. In general terms, the is calculated Distance A between two axially parallel areas 9 according to the equation A = n where n is an integer.

In Fig. 3 ist eine mögliche Gestaltung des für den Außenleiter 3 zu verwendenden metallischen Bandes 5 gezeigt, welches vorzugsweise aus Kupfer besteht. Dieses Band kann mit handelsüblichen Maschinen im Längsbedeckungsverfahren um die Seele der Leitung herumgelegt werden, wodurch sich für den Außenleiter 3 eine Form ergibt die einer Wicklung ähnelt und zumindest einen Teil einer Wicklung darstellt.In Fig. 3 is a possible design for the outer conductor 3 to using metallic tape 5 shown, which is preferably made of copper. This tape can be used with commercially available machines in the longitudinal covering process around the The core of the line are laid around, creating a shape for the outer conductor 3 results which resembles a winding and represents at least part of a winding.

Claims

Claims 1.

1. Radiating high-frequency line, consisting of an inner conductor and a concentric outer conductor with a dielectric between the two conductors, in which the outer conductor consists of a longitudinally applied to the dielectric Tape made of electrically conductive material, the edges of which are in the finished line separated from one another by a substantially zigzag running slot are, characterized in that in each case between two opposite to each other directed inclined sections (7, 8) of the slot (6) approximately axially parallel extending areas (9) are arranged, the distance A of which is dependent on one another from the mean wavelength # of the high frequency energy to be transmitted in the equation A = n. # / 2 is sufficient, where n is an integer.

2. Line according to claim 1, characterized in that the width of the slot (6), starting at a minimum, extends in the longitudinal direction of the line continuously enlarged.

3. Line according to claim 1, characterized in that the width of the slot (6) in the inclined sections (7, 8) different than in the axially parallel Areas (9) is.

4. Line according to claim 3, characterized in that the slot (6) wider in the inclined sections (7, 8) than in the axially parallel areas (9) is.