DE2827783C2

DE2827783C2 -

Info

Publication number: DE2827783C2
Application number: DE19782827783
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) Hildebrand; Alfred Ing.(Grad.) 3012 Langenhagen De Staschewski
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1987-05-27
Also published as: DE2827783A1; NL7903301A; GB2023913A; FR2429480A1; BR7902535A; FR2429480B1; GB2023913B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein koaxiales Hochfrequenz-Kabel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Hoch frequenz-Kabel geht aus der DE-OS 25 41 243 hervor.The invention relates to a coaxial radio frequency cable according to the preamble of the claim. Such a high frequency cable emerges from DE-OS 25 41 243.

Koaxiale Hochfrequenz-Kabel (HF-Kabel) dienen vorwiegend als An tennenkabel zur Verbindung von Sendern und Antennen. Insbesondere bei größeren Anlagen und aus mehreren Elementen bestehenden Sende- oder Empfangsantennen sind oft viele HF-Kabel gleichzeitig ver legt, die für einen einwandfreien Betrieb phasenmäßig aufeinander abgestimmt werden. Bei derartigen HF-Kabeln ist somit nicht nur die Größe, sondern auch die Phase der zu übertragenden Signale von Bedeutung. Wenn die HF-Kabel beispielsweise unterschiedlich erwärmt werden, dann dehnen sie sich unterschiedlich aus, und die Phasenbe ziehungen zwischen den Antennen bzw. Antennenelementen werden ge ändert. Hierdurch können störende Beeinflussungen der Strahlungs diagramme auftreten.Coaxial high-frequency cables (HF cables) mainly serve as an cable for connecting transmitters and antennas. In particular for larger systems and multi-element transmitters or receiving antennas are often many RF cables at the same time ver lays out the phases for perfect operation be coordinated. With such RF cables, this is not only the size, but also the phase of the signals to be transmitted from Importance. For example, if the RF cables are heated differently then they expand differently, and the phase Drawings between the antennas or antenna elements are ge changes. This can have a disruptive influence on the radiation diagrams occur.

Zur Vermeidung derart störender Effekte müßte daher entweder er reicht werden, daß alle HF-Kabel einer Antennenanlage stets den gleichen Temperaturen bzw. Temperaturänderungen ausgesetzt werden, oder daß alle HF-Kabel eine von der Umgebungstemperatur unab hängige elektrische Länge haben. Die Forderung nach gleicher Tempe ratur für alle HF-Kabel einer größeren Antennenanlage ist wegen der dabei zu berücksichtigenden großen Flächen und auch wegen unter schiedlicher Beschaffenheit des Bodens, in oder auf dem die HF-Kabel verlegt werden wirtschaftlich kaum realisierbar.To avoid such disturbing effects, he would have to either be enough that all RF cables of an antenna system always the exposed to the same temperatures or temperature changes, or that all RF cables are independent of the ambient temperature dependent electrical length. The demand for the same tempe rature for all HF cables of a larger antenna system is because of large areas to be taken into account and also because of under different condition of the soil, in or on which the RF cables are hardly economically feasible.

Man hat daher bereits versucht (DE-PS 12 56 749), derartige HF- Kabel dadurch von Temperaturänderungen unabhängig zu machen, daß in den Hohlraum zwischen Innen- und Außenleiter ein Gas einge bracht wird, dessen Komponenten und/oder Druck während des Be triebs geändert werden. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß das Phasenmaß der HF-Kabel bei Temperaturänderungen konstant bleibt. Der Betrieb derartiger HF-Kabel ist sehr aufwendig, da für die Änderung der Komponenten oder des Druckes des im HF-Kabel be findlichen Gases komplizierte Geräte benötigt werden.Attempts have therefore already been made (DE-PS 12 56 749) to use such HF Make cables independent of temperature changes in that a gas is inserted into the cavity between the inner and outer conductors is brought, its components and / or pressure during loading drive to be changed. This measure is intended to that the phase dimension of the HF cable is constant with temperature changes remains. The operation of such RF cables is very expensive because of the change in the components or the pressure of the RF cable complicated equipment are needed.

Durch die DE-PS 12 55 748 ist außerdem ein HF-Kabel bekannt ge worden, welches durch um den Außenleiter bzw. den darüberliegenden Schutzmantel herumgreifende Befestigungselemente abschnittsweise mechanisch festgelegt ist. Durch die Bereiche des HF-Kabels, in denen dasselbe nicht festgelegt, sondern "frei" beweglich ist, soll im Zusammenwirken mit den festgelegten Abschnitten ein Ein fluß von Temperaturänderungen auf die elektrische Länge vermieden werden. Wie die Praxis zeigt, ist diese Maßnahme allein zur Erzie lung einer temperaturunabhängigen Länge für HF-Kabel nicht ausreichend.From DE-PS 12 55 748 an RF cable is also known ge which is through the outer conductor or the one above it Protective jacket encompassing fastening elements in sections is mechanically fixed. Through the areas of the RF cable, in to whom the same is not fixed, but is "free" to move, in cooperation with the specified sections is an on Flow of temperature changes avoided on the electrical length will. As practice shows, this measure is only for education A temperature-independent length is not sufficient for HF cables.

Die eingangs erwähnte DE-OS 25 41 243 zeigt ein koaxiales HF-Kabel, dessen Isolierung aus einem am Innenleiter liegenden, geschäumten Teil und einem darüber angeordneten Schlauch aus nicht geschäumtem Material besteht. Angaben über die Abmessungen dieser beiden unter schiedlichen Schichten der Isolierung sind der Druckschrift nicht zu entnehmen. Auch das Problem der temperaturabhängigen elektrischen Länge des HF-Kabels ist in derselben nicht erwähnt.The above-mentioned DE-OS 25 41 243 shows a coaxial HF cable, its insulation from a foamed lying on the inner conductor Part and a hose made of non-foamed Material exists. Details of the dimensions of these two under Different layers of insulation are not in the document refer to. Also the problem of temperature-dependent electrical The length of the RF cable is not mentioned in the same.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein koaxiales HF-Kabel mit einem geschäumten Voll-Dielektrikum und einem darüber liegen den Schlauch aus ungeschäumtem Isoliermaterial anzugeben, dessen elektrische Länge von äußeren Temperatureinflüssen unabhängig ist, die also auch bei größeren Temperaturänderungen konstant bleibt. The invention has for its object a coaxial RF cable with a foamed full dielectric and one above to specify the hose made of non-foamed insulating material, the electrical length is independent of external temperature influences, which therefore remains constant even with larger temperature changes.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.This task is done according to the characteristic features of the claim solved.

Bei einem derartigen HF-Kabel sind die beiden koaxialen Leiter durch die außen angreifenden Befestigungselemente so festgelegt, daß sie ihre mechanische Länge bei Temperaturschwankungen nicht ändern können. Durch richtige Bemessung der Abstandshalterung ist außerdem erreicht, daß auch die elektrische Länge des HF-Kabels sich bei Temperaturschwankungen nicht ändert. Dazu wird eine Ab standshalterung vorgesehen, die aus einem Schlauch, der seine Ab messungen nur in radialer Richtung ändern kann und aus geschäumtem - also Luft einschließenden - Isoliermaterial besteht, das bei einer Temperaturerhöhung durch die Ausdehnung des Schlauches von diesem zusammengedrückt wird. Die Volumina dieser beiden Teile der Ab standshalterung sind so aufeinander abgestimmt, daß ihre Dichte änderungen und ihre Volumenänderungen sich bei jeder Temperatur gerade kompensieren. Diese Änderungen wirken sich daher bezüglich der Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums nicht aus. Sie bleibt unabhängig von der Umgebungstemperatur unverändert. Die elektrische Länge des HF-Kabels bleibt damit konstant. Temperaturbedingte Be einflussungen des Strahlungsdiagramms einer Antennenanlage durch an dieselbe angeschlossene HF-Kabel können bei Einsatz dieser HF-Kabel nicht mehr auftreten.In such an RF cable, the two coaxial conductors fixed by the fasteners acting on the outside, that their mechanical length does not change with temperature fluctuations can change. By correctly dimensioning the spacer also achieves that the electrical length of the RF cable does not change with temperature fluctuations. For this, an Ab stand bracket provided, which consists of a hose that its Ab measurements can only change in the radial direction and from foamed - So air-enclosing - insulating material, which at a Temperature increase due to the expansion of the hose from this is squeezed. The volumes of these two parts of the Ab stand brackets are coordinated so that their density changes and their volume changes at any temperature just compensate. These changes therefore affect each other the dielectric constant of the dielectric. she stays unchanged regardless of the ambient temperature. The electrical The length of the HF cable remains constant. Temperature-related Be Influences of the radiation diagram of an antenna system by The same connected RF cables can be used when using these RF cables no longer occur.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß das so auf gebaute Dielektrikum eines koaxialen HF-Kabels sich ähnlich wie ein Plattenkondensator verhält, zwischen dessen beiden Platten neben Luft auch Isoliermaterial vorhanden ist, wobei hier die Luft im geschäumten Isoliermaterial enthalten ist. Eine Parallelschal tung von Luft und Isoliermaterial bewirkt eine Verminderung der Dielektrizitätskonstante bei steigender Temperatur. Die geschäumte Isolierung entspricht dabei der Parallelschaltung. Die dem Schlauch entsprechende Reihenschaltung von Luft und Isoliermaterial hingegen bewirkt bei steigender Temperatur eine Erhöhung der Dielektrizitäts konstante. Wenn beide Änderungen durch richtige Bemessung betrags mäßig stets gleich sind, ist ein entsprechendes HF-Kabel elektrisch immer gleich lang.The invention is based on the knowledge that this is so built dielectric of a coaxial RF cable similar to itself a plate capacitor behaves between its two plates In addition to air, there is also insulating material, here the air is contained in the foamed insulation material. A parallel scarf air and insulation material reduces the Dielectric constant with increasing temperature. The foamed Isolation corresponds to the parallel connection. The hose corresponding series connection of air and insulating material, however causes an increase in dielectric with increasing temperature constant. If both changes amount by correct dimensioning are always the same, a corresponding HF cable is electrical always the same length.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.Embodiments of the subject matter of the invention are in the Drawings shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Ansicht eines HF-Kabels nach der Erfindung teil weise im Schnitt. Fig. 1 is a view of an RF cable according to the invention partially in section.

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II. Fig. 2 shows a section through Fig. 1 along the line II-II.

Mit 1 ist der Innenleiter eines koaxialen HF-Kabels bezeichnet, der als Draht oder Rohr ausgebildet sein kann. Er besteht aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Leitermaterial. Konzentrisch zum Innenleiter 1 ist der rohrförmige Außenleiter 2 angebracht. Zwischen den beiden Leitern 1 und 2 befindet sich ein Dielek trikum 3, das den Raum zwischen den beiden Leitern 1 und 2 voll ständig ausfüllt. Dieses Dielektrikum besteht aus geschäumtem Isoliermaterial 4, sowie einem dasselbe umgebenden Schlauch 5 aus ungeschäumtem Isoliermaterial. 1 with the inner conductor of a coaxial HF cable is designated, which can be designed as a wire or tube. It consists of copper or another suitable conductor material. The tubular outer conductor 2 is attached concentrically to the inner conductor 1 . Between the two conductors 1 and 2 is a Dielek trikum 3 , which completely fills the space between the two conductors 1 and 2 constantly. This dielectric consists of foamed insulating material 4 , as well as a hose 5 surrounding the same, made of non-foamed insulating material.

Im Falle einer Erhöhung der Umgebungstemperatur eines solchen HF-Kabels, das als Antennenkabel auf dem oder im Erdboden verlegt sein kann, wollen sich alle Teile des HF-Kabels ausdehnen. Eine Ausdehnung der Leiter 1 und 2 in Längsrichtung ist hier durch die Befestigungselemente verhindert, welche außen am HF-Kabel an greifen und dadurch die Leiter 1 und 2 so festlegen, daß eine Ausdehnung unter Wärmeeinwirkung im wesentlichen nur noch in radialer Richtung erfolgen kann.In the event of an increase in the ambient temperature of such an HF cable, which can be laid as an antenna cable on or in the ground, all parts of the HF cable want to expand. Expansion of the conductors 1 and 2 in the longitudinal direction is prevented here by the fastening elements which engage the outside of the HF cable and thereby determine the conductors 1 and 2 so that expansion under the influence of heat can essentially only take place in the radial direction.

Neben den Leitern 1 und 2 dehnt sich aber auch das Isoliermaterial des Dielektrikums 3 aus. Hierbei werden die Poren im geschäumten Isoliermaterial 4 verkleinert, während der nicht geschäumte Schlauch 5 sich in radialer Richtung, d. h. also zum Innenleiter 1 hin, ausdehnt. Hierbei wird das geschäumte Isoliermaterial 4 durch die Volumenvergrößerung des Schlauches 5 zusammengedrückt, so daß der Feststoffanteil im Dielektrikum 3 vergrößert wird. Dabei nimmt aber gleichzeitig die Dichte des an sich massiven Schlauchmaterials ab, so daß sich für das Dielektrikum 3 insgesamt bei einer Tempe raturerhöhung eine geringere Dichte ergibt. In addition to the conductors 1 and 2 , the insulating material of the dielectric 3 also expands. Here, the pores in the foamed insulating material 4 are reduced, while the non-foamed hose 5 expands in the radial direction, that is to say toward the inner conductor 1 . Here, the foamed insulating material 4 is compressed by the increase in volume of the hose 5 , so that the solids content in the dielectric 3 is increased. At the same time, however, the density of the tube material, which is solid per se, decreases, so that overall a lower density results for the dielectric 3 at a temperature increase.

Die temperaturunabhängige, gleichbleibende Dielektrizitätskonstante des HF-Kabels ergibt sich damit dadurch, daß die Änderung der Dielektrizitätskonstante infolge der Dichteänderung im Dielek trikum 3 durch die entgegengesetzt wirkende Änderung des Fest stoffvolumens kompensiert wird. Entscheidend für das temperatur kompensierte HF-Kabel ist also die richtige Bemessung des Verhält nisses der Wanddicke vom Schlauch 5 zur Dicke des geschäumten Isoliermaterials 4. Die zur Festlegung des HF-Kabels erforder lichen Befestigungselemente können beispielsweise als Schellen ausgebildet sein, die über dem Schutzmantel 6 des HF-Kabels aus reichend fest montiert werden.The temperature-independent, constant dielectric constant of the RF cable results from the fact that the change in dielectric constant due to the density change in Dielek trikum 3 is compensated for by the opposing change in the solid volume. The correct dimensioning of the ratio of the wall thickness from the hose 5 to the thickness of the foamed insulating material 4 is therefore crucial for the temperature-compensated HF cable. The fastening elements required to fix the RF cable can be designed, for example, as clamps which are securely mounted over the protective jacket 6 of the RF cable.

Claims

Coaxial high-frequency cable for use with at least one same cable in an antenna system, consisting of an inner conductor, a concentric outer conductor and a full dielectric between two conductors made of a foamed insulating material, in which all around between the foamed insulating material and the outer conductor a hose made of a non-foamed insulating material is arranged, characterized in that

- That the high-frequency cable is mechanically fixed by externally attacking fastening elements,
- That when the temperature increases, the hose ( 5 ) can only expand radially while increasing the dielectric constant and thereby compresses the foamed insulating material ( 4 ) while reducing the dielectric constant,
- That with a decrease in temperature of the hose ( 5 ) while reducing the dielectric constant, its dimensions can only be reduced radially, as a result of which the foamed insulating material ( 4 ) expands while increasing the dielectric constant and
- That the wall thickness of the hose ( 5 ) in relation to the thickness of the foamed insulating material ( 4 ) is dimensioned such that the change in the dielectric constant due to temperature changes caused by a change in density in the dielectric ( 3 ) is equal to the opposite effect due to a change in the solid volume in the dielectric ( 3 ) is a change in the dielectric constant.