DE2653208B2

DE2653208B2 - Koaxiale HF-Mehrfachdrehkupplung

Info

Publication number: DE2653208B2
Application number: DE19762653208
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 8152 Feldkirchen-Westerham Spinner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-15
Filing date: 1976-11-23
Publication date: 1979-08-30
Also published as: FR2371785A2; DE2653208C3; DE2653208A1

Description

Die Erfindung betrifft eine koaxiale HF-Mehrfachdrehkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Bauart. Eine solche Drehkupplung ist aus der DE-OS 23 30 585 bekannt Durch eine solche Mebrfachdrehkupplung wird es möglich, über mehrere Kanäle jeweils einen breiten Frequenzbereich von Null Hz bis zur Grenzfrequenz der Leitung zu übertragen. Begrenzt wurde die zu übertragende Frequenz durch die Leitungslänge des inneren Koaxialsystems zwischen den beiden Verbindungsstellen der Außenleiter von innerem und äußerem System, die durch die Durchstoßstellen der radial nach außen geführten Außenleiterabschnitte des inneren Koaxialsystems definiert sind, welches durch Durchbrechungen des Innenleiters des äußeren Koaxialsystems geführt sind. Es hat sich gezeigt, daß die Übertragungseigenschaften im äußeren Kanal immer schlechter werden, wenn die Länge des Leitungsabschnitts des inneren Systems in die Nähe von

A/2 kommt. Wenn die halbe Wellenlänge im inneren Übertragungskanal mit der Länge des genannten Leitungsabschnitts übereinstimmt, ergibt sich sogar eine Sperrwirkung. Wenn man berücksichtigt, daß die halbe Wellenlänge bei einer Frequenz vqn 1 GHz nur noch 15 cm beträgt, läßt sich ermessen, daß sich bei dem Aufbau der Drehkupplung mit radial nach außen durchgeführten Innenleitersystem Schwierigkeiten in höheren Frequenzbereichen ergeben, weil die Leitungslänge des inneren Koaxialsystems im Bereich zwischen den Außenleiterverbindungen aus konstruktiven Gründen einen bestimmten Mindestwert nicht überschreiten kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Drehkupplung der angegebenen Gattung hinsichtlich des oberen Grenzfrequenzbereiches dadurch zu verbessern, daß die Leitungslänge des Leitungsabschnitts des inneren Koaxialsystems zwischen den Außenleiterverbindungen mit dem äußeren Koaxialsystem verringert wird.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Dadurch, daß das innere Koaxialsystem in Achsrichtung herausgeführt wird, ergibt sich gegenüber der bekannten Kupplung eine Verkürzung des Leitungsabschnittes um die im bekannten Falle erforderlichen radialen Abschnitte. Wegen der fehlenden Abkröpfungen des Innenleitersystems kann aber auch die Kupplung insgesamt kürzere Abmessungen in axialer Richtung erhalten. Dadurch wird die Resonanz des Leitungsstückes auf höhere Frequenzen verlegt und es wird gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen, das äußere Koaxialsystem kapazitätsärmer zu gestalten, als dies bei der bekannten Drehkupplung möglich war.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis II.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. I einen Axialschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zweifachdrehkupplung.

Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie H-II gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht der aus Fig.2 ersichtlichen Anschlußleitungen für die Innenleiterdrehkontakte des Außenleitersystems.

Das äußere Koaxialsystem wird von den topfförmigen Außenleitern 101,201 und den Innenleitern 311,312 gebildet Das innere Koaxialsystem weist Außenleiter 103 bzw. 203 und Innenleiter 104 bzw. 2Ö4 auf. Das äußere Koaxialsystem weist im Außenleiter Drehkontakte 30 und im Innenleiter Drehkontakte 31 auf. Das innere Koaxialsystem weist axial versetzt zu den Drehkontakten 30, 31 des äußeren Koaxialsystems Drehkontakte 32 bzw. 33 für Außenleiter bzw. Innenleiter auf. Hierdurch wird erreicht, daß der Durchmesser der Drehkontakte 32, 33 nicht im !nnenraum als zusätzliche Kapazität auftritt

Die Länge des inneren Koaxialsystems wird durch einen in F i g. 1 auf der rechten Seite ersichtlichen weiteren Drehkontakt 301 auf die Länge L verkürzt und die Kontaktzungen dieses weiteren Drehkontaktes stehen von der inneren Stirnfläche 414 des topfartigen Außenleiterbauteils 201 vor, der einstückig mit dem Außenleiter 203 des inneren Koaxialsystems ausgebildet ist.

Dieser topfförmige Außenleiterbauteil 201 trägt an seinem offenen Ende die Drehkontakte 30. Der Außenleiter 101 des gemäß Fig. 1 linken Teils der Drehkupplung ist ebenfalls topfförmig ausgebildet und umgreift mit seinem zylindrischen Abschnitt 44 den zylindrischen Abschnitt 48 des Außenleiters 201 des gemäß F i g. 1 rechten Teiles, und zwischen den beiden Teilen sind zwei Kugellager 46 angeordnet.

Die Koaxialanschlüsse des inneren Koaxialsystems liegen in der Drehachse und die Koaxialanschlüsse des äußeren Koaxialsystems liegen radial versetzt hierzu. Dadurch ergibt sich die kürzest mögliche Leitungslänge für das Innensystem. Da die Außenleiter vom Innensystern und Außensystem einstückig rriteinander verbunden sind, können die Außenleiteranschlüsse vom lnnen- und Außensystem unmittelbar auf die äußeren Stirnseiten der lopfförmigen Außenleiterbauteile aufgesetzt werden. Di.r in der Drehachse liegende Innenleiter des Innensystems kann unter Abstützung durch Isolierstützen durch Bohrungen dieser beiden topfförmigen Bauteile hindurchgeführt werden. Die Herausführung des Innenleiters des Außensystems erfolgt dadurch, daß in den inneren Stirnflächen 314, 414 der beiden sich gegeneinander drehenden topfförmigen Außenleiterbauteile 101, 201 ringförmige Kanäle 303, 403 vorgesehen sind, in denen je eine homogene Leitung 305 bzw. 306 eingebettet ist Die Zuführung bzw. Abnahme der Energie erfolgt über die Innenleiter 304, von denen der eine gegenüber der Darstellung in F i g. 1 um 90" gegenüber der Zeichenebene verdreht zu denken ibt, d. h. die beiden Außenleiterkoaxialanschlüsse liegen in zwei Axialebenen, die in einem Winkel von 90° gegeneinander versetzt sind.

Zur breitbandigen Anpassung der fest daran anschließenden Drehkontakte 31 zwischen den Außenleiterkontakthülsen 311 und 312 ist es zweckmäßig, den Wellenwiderstand der RingleitungsabsCrinitte 305, 306 doppelt so hoch auszuführen, wie den Wellenwiderstand der Leitung 304. Die Außenleiterkontakthülsen 311 und 312 sitzen dann auf den zur Achse parallel austretenden Leitungjstücken 302 bzw. 402, die um 180° versetzt zueinander diametral bezüglich der Drehachse angeordnet sind. Die Leitungsstücke 302,402 sind Teile der als Gabelbügel ausgeführten homogenen Leitungen, die an ihrem Gabelpunkt mit dem Innenleiteranschluß 304 verbunden sind.

Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Innenleiterkontakthülsen 311, 312 ohne zusätzliche Abstützung eingebaut werden können, wodurch die Erreichung des gewünschten Wellenwiderstandes wesentlich erleichtert wird. Außerdem ist es möglich, bei sehr hohen Frequenzen, bei denen der durch die Drehkontakte gebildete Hohlraum in unzulässigen Moden schwingen kann, diese Moden zu unterdrücken.

Zur Festlegung der homogenen Leitungen 305, 306 innerhalb der Ringkanäle 303, 403 werden diese von Isolierscheiben 320 getragen. Die Innenleiterkontakthülse 311 innerhalb des außen vom Außenleiter 313 des äußeren Koaxialsystems und innen von dem Außenleiter 103 des inneren Koaxialsystems begrenzten Raumes 300 besitzt den gleichen Wellenwiderstand in axialer Richtung wie die ankommende bzw. abgehende Leitung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Koaxiale HF-Mehrfachdrehkupplung mit galvanischen Drehkontakten, insbesondere für Drehantennen von Radaranlagen, bei der die Außenleiter sämtlicher Koaxialsysteme galvanisch miteinander verbunden sind und der Innenleiter eines äußeren Koaxialsystems hohl ausgeführt ist und die Außenleiter-Drehkontakte des inneren Koaxialsystems koaxial umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Koaxialsystem (103, 203; 104, 204) mit seinen Koaxialanschlüssen in Richtung der Drehachse koaxial zu dieser durchgehend angeordnet ist und daß die Anschlüsse der Innenleiter (311, 312) des äußeren Koaxialsystems über homogene Ringleitungsabschnitte (305, 306) innerhalb des Außenleiters (44, 48) des äußeren Koaxialsystems mit den Innenleiter-Koaxialanschlüssen (304, 404) des äußeren Koaxialsystems verbunden sind, die radial zur Drehachse versetzt sind und radial außerhalb des inneren Koaxialsystems liegen.

2. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehkontakt (301) zwischen dem axial durchgeführten Außenleiter (103) des inneren Koaxialsystems und einer Kontakthülse ausgebildet ist, die von der inneren Stirnfläche (414) des inneren topfartig gestalteten Außenleiterbauteils (201) axial vorsteht.

3. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkontakte (32, 33) des Innensystems oxial zu den Drehkontakten (30, 31) des Außensystems versetzt liegen.

4. Drehkupplung nach Ai-.spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die "Drohkontakte (32, 33) des Innensystems innerhalb einer konzentrischen Ausnehmung der Stirnwand des inneren topfförmigen Außenleiterbauteils (201) angeordnet wird.

5. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen den relativ zueinander drehbaren Bauteilen durch einen kontaktlosen Transformationsspalt (Choke) gebildet ist.

6. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleiterdrehkontakte (31) des äußeren Koaxialsystems von Hülsen (311, 312) gebildet sind, die über die homogenen Leitungen (305, 306) von den Stirnwänden der topfförmigen Außenleiterbauteile (101, 210) getragen werden.

7. Drehkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die homogenen Leitungen von je einem halben Ring (305, 306) gebildet sind, die isoliert in Ringnuten (303,403) der Stirnwände (314, 414) der topfförmigen Außenleiterbauteile (101,201) eingefügt sind und mit ihren diametral gegenüberliegenden Enden an den Kontakthülsen (311, 312) ansetzen und im Mittelteil mit dem Innenleiteranschluß (304) verbunden sind.

8. Drehkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbringe (305, 306) von isolierstützen (320) innerhalb der Ringnuten (303, 403) getragen werden.

9. Drehkupplung nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die diametral gegenüberliegenden Anschlüsse (302, 402), die die Kontakthülsen (311, 312) tragen, relativ zueinander um 90° versetzt sind und daß dadurch die Koaxialanschlüsse des äußeren Koaxialsystems um 90^J um die Drehachse versetzt liegen.

10. Drehkupplung nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand der homogenen Leitungsabschnitte (305, 306) doppelt so groß ist wie der Wellenwiderstand der Anschlußleitung.

1!. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden homogenen Ringleitungsabschnitte (305, 306) als Bandleitungen ausgeführt und auf den inneren Stirnflächen (314,414) der topfförmigen Außenleiterbauteile (101, 201) isoliert festgelegt sind.