DE2855134A1

DE2855134A1 - Flexible coaxial line for antenna - has sheath of magnetic particles in resin matrix to absorb frequencies above one megahertz

Info

Publication number: DE2855134A1
Application number: DE19782855134
Authority: DE
Inventors: William A Manly
Original assignee: Graham Magnetics Inc
Current assignee: Graham Magnetics Inc
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1979-06-21
Also published as: IT7869913A0

Abstract

The flexible coaxial line, for e.g. antennae, consists of an insulated conductor, an insulating sheath and an outer metal sheath. The line has a flexible sheath composed of magnetic particles bound in a resin matrix and absorbing e.m. radiation from the conductor in the frequency range 106 to 1010 Hz. The particles have max. diameters of 16 to 500 microns. The ratio of particles size in microns to screen thickness in inches is roughly 5000. The particles may be iron of nickel or a ferromagnetic or ferrimagnetic material or ferrite.

Description

Flexible Übe rtragungsle itung Flexible transmission line

Die Erfindung betrifft eine flexible Übertragungsleitung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates accordingly to a flexible transmission line the preamble of claim 1.

Bei abgeschirmten Übertragungsleitungen findet oft ein Außenleiter als Abschirmung Verwendung, welcher Außenleiter kontinuierlich, homogen und so dick ausgebildet ist, daß keine elektrischen Ströme auf der Oberfläche des Außenleiters aufgrund von elektrischen Strömen und Mag etfeldern in der Übertragungsle itung fließen. In the case of shielded transmission lines, there is often an outer conductor Use as a shield, which outer conductor is continuous, homogeneous and so thick is designed so that no electrical currents on the surface of the outer conductor due to electrical currents and magnetic fields in the transmission line flow.

Die der Konstruktion derartiger Übertragungsleitungen zugrundeliegenden Theorien und Annahmen sind jedoch nicht genau zutreffend, so daß in vielen praktischen Anwendungsfällen von abgeschirmten übertragungsleitungen eine beträchtliche elektromagnetische Energie abgestrahlt wird, beispielsweise weil der Außenleiter keine ausreichende Dicke oder Spalte aufweist. Im allgemeinen können Leitungen, die elektromagnetische Energie abstrahlen, auch Signale absorbieren. Diese beiden Effekte führendazu, daß Probleme bei der sogenannten anwachsenden elektromagnetischen Interferenz auftreten. Those underlying the construction of such transmission lines However, theories and assumptions are not exactly accurate, so that in many practicals Use cases of shielded transmission lines a considerable electromagnetic Energy is radiated, for example because the outer conductor is insufficient Has thickness or gaps. In general, lines that are electromagnetic Radiate energy, also absorb signals. These two effects lead to the fact that Problems arise with the so-called increasing electromagnetic interference.

Zur Vermeidung derartiger Schwierigkeiten ist es wünschenswert, eine verbesserte Abschirmung zu schaffen und gleichzeitig die Flexibilität der Leitung aufrechtzuerhalten. Ferner wäre es wünschenswert, daß derDurchmesser der U~bertragungsleitung nur wenig erhöht wird, und daß auch die Herstellungskosten dadurch wesentlich erhöht werden. Doppelt abgeschirmte Leitungen erfüllen diese Forderungen nicht besonders gut, obwohl dadurch Emissionen beträchtlich verringert werden können und in vielen Anwendungsfällen der erhöhte Durchmesser und die erhöhten Kosten in Verbindung mit einer Verringerung der Flexibilität toleriert werden können. To avoid such difficulties, it is desirable to have a to create improved shielding and at the same time the flexibility of the line maintain. It would also be desirable that the diameter of the transmission line is increased only a little, and that the manufacturing costs are thereby increased significantly will. Double-shielded cables do not particularly meet these requirements good, although this can significantly reduce emissions and in many Use cases associated with the increased diameter and the increased cost a reduction in flexibility can be tolerated.

Deshalb sind im Handel verfügbare Leitungen oft Kabel mit gewebten, als Abschirmung dienenden Drahtnetzen, Abschirmungen aus Aluminiumfolie oder Leitungen, die elektrisch leitende Rohre aufweisen. Derartige Leitungen sind verhältnismäßig teuer oder nicht ausreichend flexibel oder besitzen nachteilig hohe Durchmesser. Therefore, commercially available cables are often cables with woven, Wire nets serving as shielding, shields made of aluminum foil or cables, which have electrically conductive pipes. Such lines are proportionate expensive or insufficiently flexible or have disadvantageously large diameters.

Bei anderen bekannten Vorschlägen wurde ferner darauf geachtet, eine besondere elektromagnetische Abschirmung dadurch zu erzielen, daß elektrisch leitendes Pulver organischen Polymeren zugesetzt wird, um elektrisch leitende Zusammensetzungen zu bilden (US-PS 4 011 360, Edelmetalle in Siloxanen). Nichtleitende Zusammensetzungen mit metallischen Pulvern reflektieren im allgemeinen Mikrowellen (US-PS 2 951 247). Es sind ferner zahlreiche Vorschläge bekannt, um Zusammensetzungen mit metallischen Füllstoffen beispielsweise in Mikröwellen-Dichtungen zu verwenden (US-PS 3 746 530). Es ist ferner zu beachten, daß bei den bei Mikrowellen-Öfen interessierenden Frequenzen ferromagnetische Pulver ihre ferromagnetischen Eigenschaften verlieren, obwohl sie elektrisch leitend bleiben. Es ist deshalb immer noch ein gewisses Problem, eine geeignete abgeschirmte U~bertragungsleitung zu schaffen, die einerseits verhältnismäßig billig und flexibel und andererseits sehr gut abgeschirmt ist. In other known proposals, attention was also paid to a to achieve special electromagnetic shielding that electrically conductive Powder organic polymers are added to make electrically conductive compositions to form (US Pat. No. 4,011,360, noble metals in siloxanes). Non-conductive compositions with metallic powders generally reflect microwaves (US Pat. No. 2,951,247). There are also numerous proposals known to compositions with metallic To use fillers, for example, in micro-wave seals (US Pat. No. 3,746,530). It should also be noted that the frequencies of interest in microwave ovens Ferromagnetic powders lose their ferromagnetic properties even though they do stay electrically conductive. So it's still a bit of a problem, a to create a suitable shielded transmission line that is on the one hand relatively cheap and flexible and on the other hand very well shielded.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine flexible tbertragungsteitung zu schaffen, die verbesserte Eigenschaften im Hinblick auf eine elektromagnetische Interferenz in dem Frequenzbereich von 106 bis 1010 Hz besitzt. Ferner soll eine verbesserte Zusammensetzung für elektromagnetische Abschirmungen geschaffen werden, die für flexible Leitungen wie beispielsweise für Antennen verwendbar sind. insbesondere soll eine verbesserte übertragung in Übertragungsleitungen erzielt werden, die eine metallische Abschirmung aufweisen. Ferner sollen zur Abschirmung dienende Zusammensetzungen angegeben werden, die eine sehr gute Absorption bei elektromagnetischen Interferenzproblemen zeigen, welche Zusammensetzungen nicht elektrisch leitend sind. Auch soll ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung derartiger Zusammensetzungen und übertragungsleitungen angegeben werden. Es sollen Mittel zur Abschirmung elektronischer Einrichtungen gegen einfallende Strahlung angegeben werden, sowie zur Abschirmung der Umgebung derartiger Einrichtungen gegen davon emittierte Strahlung, sowie neue Einrichtungen, die derartige Strahlung absorbierende Überzüge tragen. Ferner sollen Möglichkeiten zur Abschirmung strahlungsfreier Räume und dergleichen angegeben werden, insbesondere eine flexible Abschirmeinrichtung, mit der eine verbesserte Abschirmung während einer längeren Zeitdauer erzielt werden kann. It is therefore the object of the invention to provide a flexible transmission line to create the improved properties in terms of a possesses electromagnetic interference in the frequency range of 106 to 1010 Hz. A further aim is to provide an improved composition for electromagnetic shielding be created that can be used for flexible lines such as antennas are. in particular, an improved transmission in transmission lines is to be achieved that have a metallic shield. Also intended for shielding Serving compositions are given, which have a very good absorption in electromagnetic Interference problems indicate which compositions are not electrically conductive. A method for the production and use of such compositions is also intended and transmission lines are specified. There should be means of shielding electronic Facilities against incident radiation are specified, as well as for shielding the surroundings of such facilities against radiation emitted by them, as well as new ones Devices that wear such radiation absorbing coatings. Furthermore should Options for shielding radiation-free rooms and the like are specified, in particular a flexible shielding device with which an improved shielding can be achieved over a longer period of time.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the patent claim 1 solved.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß Zusammensetzungen zur elektromagnetischen Abschirmung verwendet werden, welche ferromagnetische Metallteilchen enthalten, die sorgfältig im Hinblick auf ihre Teilchengröße und im Hinblick auf die spezielle Wellenlänge ausgewählt werden, um bei der betreffenden elektromagnetischen Interferenz eine ausreichende Absorption zu erzielen. Diese abschirmenden Zusammensetzungen werden um die äußeren metallischen Abschirmungen angeordnet, die bisher auf derartigen übertragungsleitungen Verwendung fanden. The essential features of the invention are therefore to be seen in that electromagnetic shielding compositions are used, which Ferromagnetic metal particles contain carefully selected particle sizes and selected in terms of the specific wavelength to be used at the concerned electromagnetic interference to achieve sufficient absorption. These Shielding compositions are used around the outer metallic shields arranged, which were previously used on such transmission lines.

Es ist ferner zu beachten, daß die abschirmenden Zusammensetzungen gemäß der Erfindung auch bei der Herstellung von Antennen oder bei der Feinabstimmung von Antennen verwendet werden können. Beispielsweise kann eine parasitische Signalaufnahme durch Verwendung absorbierender überzüge erheblich verringert werden, welche Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten. It should also be noted that the shielding compositions according to the invention also in the production of Antennas or at can be used to fine-tune antennas. For example, a parasitic signal pick-up significantly reduced by using absorbent coatings containing compositions according to the invention.

Geeignete Teilchen bestehen beispielsweise aus ferromagnetischem Eisen, Nickel, Kobalt oder ferromagnetischen Legierungen dieser Metalle. Vorzugsweise finden ferromagnetische Teilchen Verwendung, obwohl auch andere, später noch zu erläuternde Stoffe verwendet werden können. Vorzugsweise finden Eisenpulver und Nickelpulver oder Legierungen davon Verwendung. Suitable particles consist, for example, of ferromagnetic Iron, nickel, cobalt or ferromagnetic alloys of these metals. Preferably ferromagnetic particles find use, although others too, later on explanatory substances can be used. Preferably find iron powder and Nickel powder or alloys thereof use.

Das totale Metallvolumen der absorbierenden Zusammensetzungen gemäß der Erfindung beträgt gewöhnlich zwischen 45 und 65%.The total metal volume of the absorbent compositions according to of the invention is usually between 45 and 65%.

Die folgende Tabelle enthält zur Kennzeichnung der Teilchengrößen deren maximale Abmessungen. Beispielsweise ist die maximale Abmessung der Durchmesser bei kugelförmigen Teilchen, während die maximale Abmessung länglicher Teilchen durch deren Längsachse bestimmt wird. The following table contains the identification of the particle sizes their maximum dimensions. For example, the maximum dimension is the diameter in the case of spherical particles, while the maximum dimension is elongated particles through whose longitudinal axis is determined.

Frequenz Maximale Teilchen- Durchschnitt- Empfohlene Ab-(Hz) abmessungen in liche maximale schirmungsdicke Mikrometer Teilchenabmes- (mm) sung in Mikrometer 107-108 160-500 280 1,27 l08#l09 50-160 90 0,46 9~1ovo 16- 50 38 0,19 Die Dicke der Abschirmungen bei Ausführungsbeispielen der Erfindung mit zwei konzentrischen Isolierschichten betrifft die Gesamtdicke der beiden Schichten.Frequency Maximum Particle Average Recommended Dimensions (Hz) in liche maximum shielding thickness micrometers Particle dimensions (mm) in micrometers 107-108 160-500 280 1.27 l08 # l09 50-160 90 0.46 9 ~ 1ovo 16- 50 38 0.19 the thickness of the shields in embodiments of the invention with two concentric Isolation layers affects the total thickness of the two layers.

Oberhalb 1010 Hz besitzen Metalle keine geeigneten magnetischen Eigenschaften. Unterhalb 106 Hz werden keine allgemein zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. In einem Bereich zwischen etwa 106 und 107 Hz sind dieselben Teilchen wie für 107 und 108 Hz geeignet, aber der Absorptionswirkungsgrad fällt ab, wenn die Frequenz unter etwa 107 Hz abfällt. Metals do not have suitable magnetic properties above 1010 Hz. Generally satisfactory results are not achieved below 106 Hz. In a range between about 106 and 107 Hz are the same particles as for 107 and 108 Hz suitable, but the absorption efficiency drops, if the frequency drops below about 107 Hz.

Es ist vorteilhaft, wenn die spezifische Leitfähigkeit der absorbierenden Schicht derart eingestellt wird, daß der Skin-Effekt dieselbe Größenordnung aufweist und deshalb etwa das 0,2 bis Sfache der Gesamtdicke der Schicht beträgt. Bevorzugte Skin-Effekt-Tiefen betragen mindestens das O,Sfache der Gesamtdicke der Schichten. Eine derartige Einstellung der Leitfähigkeit erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß leitende Pasten hergestellt werden, indem die Konzentration der Teilchen eingestellt wird und/oder die Mischarbeit während der Herstellung der die Teilchen enthaltenden Zusammensetzung. Die maximale Teilchengröße in Mikrometer dividiert durch die Dicke der Abschirmung, welche die Teilchen enthält, beträgt vorzugsweise etwa 5000. It is advantageous if the specific conductivity of the absorbing Layer is set so that the skin effect has the same order of magnitude and therefore about 0.2 to 5 times the total thickness of the layer. Preferred Skin effect depths are at least 0.5 times the total thickness of the layers. Such a setting of the conductivity takes place in a simple manner by that conductive pastes are made by adjusting the concentration of the particles and / or the mixing work during the manufacture of the particles containing Composition. The maximum particle size in micrometers divided by the thickness the shield containing the particles is preferably about 5,000.

Das Verfahren gemäß der Erfindung bringt besondere Vorteile, wenn es bei verhältnismäßig kurzen übertragungsleitungen angewandt wird, also bei übertragungsleitungen mit einer Länge zwischen etwa 30 cm und 30 m, wobei die abzuschirmende elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge hat,-bei der die haLbe Wellenlänge der Strahlung etwa 1/6 oder mehr der Leitungslänge beträgt. Je näher die Leitungslänge einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge der zu absorbierenden Strahlung entspricht, um so größer ist der relative Abschirmungsgewinn des Verfahrens und der Leitungen gemäß der Erfindung im Vergleich zu bekannten Abschirmungen. The method according to the invention brings particular advantages when it is used for relatively short transmission lines, i.e. for transmission lines with a length between about 30 cm and 30 m, the electromagnetic Radiation has a wavelength at which about half the wavelength of the radiation 1/6 or more of the cable length. The closer the line length to an integer Corresponds to a multiple of half a wavelength of the radiation to be absorbed, the greater the relative shielding gain of the process and the lines according to the invention compared to known shields.

Ferner ist zu beachten, daß die Verringerung der Q-Werte für die Stromstärke in dem äußeren metallischen Leiter um einen Faktor von mindestens etwa 5 abfällt, vorzugsweise um einen Faktor von lo oder mehr, wenn die Erfindung angewendet wird. It should also be noted that the decrease in the Q values for the Amperage in the outer metallic conductor by a factor of at least about 5 drops, preferably by a factor of lo or more, when the invention is applied will.

Zur Verbesserung des Langzeitverhaltens von Zusammensetzungen gemäß der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, Schutzschichten auf derartigen Metallteilchen aus Eisen, Nickel oder Kobalt zu verwenden. Geeignete Pulver dieser Art sind im Handel erhältlich, die einen sehr dünnen leitenden und keramischen Überzug aufweisen, durch die ein guter Korrosionsschutz beispielsweise gegenüber Feuchtigkeit oder H2S gebildet wird. Andere Schutzschichten können ebenfalls verwendet werden. To improve the long-term behavior of compositions according to According to the invention, it is considered particularly advantageous to apply protective layers on such To use metal particles made of iron, nickel or cobalt. Suitable powder this Art are commercially available that have a very thin conductive and have ceramic coating, through which a good corrosion protection, for example against moisture or H2S. Other protective layers can also be used.

Es ist jedoch sorgfältig zu beachten, daß keine Wechselwirkung mit der Dispergierbarkeit oder der Aufladecharakteristik der Metalle erfolgt. Vorzugsweise sind derartige Überzüge elektrisch leitend.However, care should be taken to ensure that there is no interaction with the dispersibility or the charging characteristics of the metals takes place. Preferably such coatings are electrically conductive.

Zu den gemäß der Erfindung verwendbaren Materialien gehören auch magnetisch weiche Ferrite, die beispielsweise unter der Bezeichnung Ceramag 7D, 7B, 24B oder 24 von der Firma Stackpole Carbon Company, USA, vertrieben werden. Derartige Materialien können in ein Harz mit etwa SO Gewichtsprozent eingebettet werden, gewöhnlich mit 40 bis 45 Volumenprozent. Im Gegensatz zu den oben erwähnten ferromagnetischen Materialien ergibt sich keine wesentliche Abhängigkeit zwischen der Teilchengröße und der Wellenlänge der Strahlung, die durch derartige magnetisch weiche Ferrite absorbiert wird. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß durch derartige ferrimagnetische Materialien die elektromagnetische Energie weitgehend durch Reibungseffekte zwischen den Wänden magnetischer Bezirke verursacht wird. Ferromagnetische Materialien weisen dagegen eine doppelte Eigenschaft auf, indem sie Energie sowohl durch optimale Wirbelstromverluste in den Teilchen als auch in dem gesamten Überzug absorbieren. Ein anderer Nachteil der magnetisch weichen Ferrite ist darin zu sehen, daß jedes Ferrit einen verhältnismäßig engen Frequenzbereich besitzt, in dem es mit Vorteil verwendbar ist. Trotzdem können sehr vorteilhafte Produkte aus ferrimagnetischen Teilchen in Harzen für Übertragungskabel verwandt werden und in geeigneten Fällen kann die Gesamtdicke der Abschirmung auf etwa 90% der Dicke verringert werden, die bei geeigneten ferromagnetischen Materialien verwandt wird. Materials that can be used in accordance with the invention also include magnetically soft ferrites, for example under the name Ceramag 7D, 7B, 24B or 24 are sold by the Stackpole Carbon Company, USA. Such materials can be embedded in a resin at about 50 percent by weight usually 40 to 45 percent by volume. In contrast to the ones mentioned above ferromagnetic materials there is no significant dependency between the particle size and the wavelength of the radiation generated by such magnetic soft ferrites is absorbed. This is presumably due to the fact that such ferrimagnetic materials largely absorb the electromagnetic energy caused by the effects of friction between the walls of magnetic domains. Ferromagnetic materials, on the other hand, have a double property in that they energy both through optimal eddy current losses in the particles and in absorb all over the cover. Another disadvantage of magnetically soft ferrites can be seen in the fact that every ferrite has a relatively narrow frequency range owns, in which it can be used with advantage. Even so, it can be very beneficial Products made from ferrimagnetic particles used in resins for transmission cables and in appropriate cases the total thickness of the shield can be reduced to about 90% the thickness can be reduced, which is used in suitable ferromagnetic materials will.

Eine eingehende Diskussion von Q-Werten (Güte-Faktoren) findet sich in dem Artikel von Rose-Innes in "International Journal of Electrical Engineering Education", Band 13, Seiten 119 bis 122. Eine Erläuterung des Skin-Effekts ist zu finden in "Electronic and Radio Engineering", 4. Auflage, McGraw-Hill, New York, 1955 Weitere Angaben sind zu finden in"Electrical Engineering Circuits", Skilling, Wiley-Verlag, 1957. There is a detailed discussion of Q values (quality factors) in the article by Rose-Innes in the International Journal of Electrical Engineering Education ", Volume 13, Pages 119 to 122. An explanation of the skin effect is to found in "Electronic and Radio Engineering", 4th Edition, McGraw-Hill, New York, 1955 Further information can be found in "Electrical Engineering Circuits", Skilling, Wiley-Verlag, 1957.

Für unterschiedliche Wellenlängen sind im allgemeinen die optimalen maximalen Teilchenabmessungen von Eisen, Nickel und dergleichen in der folgenden Tabelle enthalten: Frequenz Ungefähre Teilchengröße (maximale (maximale Abmessung 106 Hz Q,0015 107 Hz 0,0005 108 Hz 0,Q0015 Hz 0,00005+) + Eisen wird im Vergleich zu Nickel in diesem Bereich vorgezogen, weil es näher zu dem Übergang von Nickel zu einem nichtmagnetischen Material liegt. The optimal ones are generally the best for different wavelengths maximum particle dimensions of iron, nickel and the like in the following Table include: Frequency Approximate particle size (maximum (maximum dimension 106 Hz Q, 0015 107 Hz 0.0005 108 Hz 0, Q0015 Hz 0.00005+) + iron is compared Preferred to nickel in this area because it is closer to the transition from nickel to a non-magnetic material.

Typische Abschirmungs-Anwendung sfälle für verschiedene Wellenlängen sind in der folgenden Tabelle angegeben: Frequenz Anwendungsfall 106 Hz Rundfunk mit Mittelwelle Hz Hz Rundfunk mit Kurzwelle 10 Hz VHF-Fernsehen 5 x 108 Hz UHF-Fernsehen Obwohl das bevorzugte Anwendungsgebiet von strahlungsabsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung übertragungsleitungen und dergleichen Strukturen sind, ist die Erfindung auch auf Strukturen anwendbar, die emittieren oder umgekehrt eine Abschirmung gegen strörende elektromagnetische Strahlung erfordern. Derartige Einrichtungen sind alle Arten von Sendern und Empfängern in dem Bereich zwischen 106 und 109 Hz. Beispielsweise können viele Radioapparate oder andere elektronische Geräte bei einer Verwendung in Flugzeugen mit Signalen in Wechselwirkung gelangen, die von dem Flugzeug empfangen oder gesendet werden, um eine Navigation zu ermöglichen. Auch die Herstellung von strahlungsfreien Räumen kann durch die Verwendung von strahlungsabsorbierenden Materialien gemäß der Erfindung als Schranken begünstigt werden, um eine äquivalent für Faraday-Käfige herzustellen, also beispielsweise von durch Kupfergitter begrenzte Räume zur Abschirmung einfallender Strahlen. Materialien gemäß der Erfindung sind besonders wertvoll für derartige Verwendungszwecke, weil durch deren Auswahl eine optimale und verbesserte Energieabsorption bei einer speziellen Wellenlänge erzielt werden kann. Typical shielding applications for different wavelengths are given in the following table: Frequency application 106 Hz broadcast with medium wave Hz Hz radio with short wave 10 Hz VHF television 5 x 108 Hz UHF television Although the preferred field of application of radiation absorbing materials are transmission lines and the like structures according to the invention, is The invention can also be applied to structures that emit or, conversely, a shield against disturbing electromagnetic radiation. Such Facilities are all types of transmitters and receivers in the area between 106 and 109 Hz. For example, many radios or other electronic Devices interact with signals when used in aircraft, received or sent by the aircraft to enable navigation. The production of radiation-free rooms can also be achieved through the use of radiation-absorbing Materials according to the invention are favored as barriers to an equivalent for Faraday cages, for example those bounded by copper grids Rooms for shielding incident rays. Materials according to the invention particularly valuable for such purposes, because their selection makes a optimal and improved energy absorption achieved at a specific wavelength can be.

Ferner sind derartige Materialien gut flexibel (beispielsweise bei einerabsorbierenden Zusammensetzung auf einer Mylar-Folie) zur Bildung einer zeitweiligen oder Fenster-Abschirmstruktur, die gewünschtenfalls ohne weiteres abgezogen werden kann. Derartige aufrollbare oder entfernbare Schichten können vorzugsweise über benötigten Öffnungen in abgeschirmten Anlagen benötigt werden, bei denen die hauptsächliche Abschirmung durch metallische Strukturen wie Gehäuse erfolgt, in denen die Öffnung erforderlich ist. Such materials are also very flexible (for example in an absorbent composition on a Mylar sheet) to form a temporary or window shield structure which can be readily peeled off if desired can. Such roll-up or removable layers can preferably be over required openings in shielded systems are required, where the main Shielding is done by metallic structures such as housing in which the opening is required.

Im folgenden soll ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Weitere mögliche Ausführungsbeispiele sollen anhand der Zeichnung erläutert werden. The following is a preferred embodiment of the invention are explained in more detail. Further possible exemplary embodiments should be based on the Drawing will be explained.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer elektrischen übertragungsleitung gemäß der Erfindung Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Übertragungsleitung gemäß der Erfindung Fig. 3 die lichte Maschenweite und Teilchengröße bei zwei bevorzugten Produkten; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Einrichtung, die mit einem abschirmenden Material gemäß der Erfindung abgeschirmt ist; und Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Abschirmeinrichtung gemäß der Erfindung.1 shows a schematic sectional view of an electrical Transmission line according to the invention Fig. 2 is a schematic sectional view of a further embodiment of a transmission line according to the invention Fig. 3 shows the clear mesh size and particle size two preferred Products; 4 shows a schematic representation of electromagnetic radiation emitting device provided with a shielding material according to the invention is shielded; and FIG. 5 shows a schematic illustration of a further shielding device according to the invention.

Beispiel 1 87,5 Gewichtsteile eines Eisenpulvers (Cobaloy 605) von der Firma Graham Magnetics, Inc. wurden mit 12,5 Teilen eines Bindemittels aus Polyurethan (Goodrich Chemicals Co., Estane 5707) vermischt. Das Eisenpulver wies eine dünne Überzugsschicht aus Ohm'schem Eisenkarbid auf. Example 1 87.5 parts by weight of an iron powder (Cobaloy 605) from from Graham Magnetics, Inc. were mixed with 12.5 parts of a polyurethane binder (Goodrich Chemicals Co., Estane 5707). The iron powder showed a thin Coating layer made of ohmic iron carbide.

Tetrahydrofuran wurde als Lösungsmittel bei der Herstellung dieser Mischung und zur Verdünnung auf eine geeignete Viskosität in einer üblichen Apparatur verwandt. Das resultierende Material wurde auf eine trockene Dicke von etwa 0,22mm auf jeder Seite einer Folie aus Polyester mit einer Dicke von 0,025mm aufgetragen. Als Folie fand ein biaxial orientiertes Material Verwendung (Mylar). Die beschichtete Folie wurde getrocknet und auf eine Breite von 12,7 mm zugeschnitten und dann wendelförmig auf die -äußere metallische Abschirmung unterschiedlicher koaxialer übertragungsleitungen aufgewickelt, die einen äußeren Durchmesser der Abschirmung von etwa 3,2 mm aufwiesen. Mehrere Leitungen mit einer unterschiedlichen Impedanzcharakteristik/ unterschiedlichem Durchmesser wurden geprüft, welche alle ähnliche Versuchsergebnisse ergaben. Tetrahydrofuran was used as the solvent in making this Mix and dilute to a suitable viscosity in a conventional apparatus related. The resulting material was dried to a thickness of about 0.22mm applied on each side of a film made of polyester with a thickness of 0.025mm. A biaxially oriented material (Mylar) was used as the film. The coated Film was dried and cut to a width of 12.7 mm and then helical on the outer metallic shielding of different coaxial transmission lines wound, which had an outer diameter of the shield of about 3.2 mm. Several lines with different impedance characteristics / different Diameters were tested, all of which gave similar test results.

Die Wirksamkeit der Abschirmung wurde bei einer Länge der Übertragungsleitung von 152 mm mit einem Hochfrequenzstrom von 66 Megahertz geprüft und ergab vor der Abschirmung einen Gütefaktor Q von 130 und nach der Abschirmung einen Gütefaktor Q von 22,5. Demnach wurden 80% der abgestrahlten Leistung absorbiert. The effectiveness of the shield was measured at a length of transmission line of 152 mm with a high frequency current of 66 megahertz and showed before the Shielding has a quality factor Q of 130 and, after shielding, a quality factor Q of 22.5. Accordingly, 80% of the radiated power was absorbed.

Fig. 1 zeigt eine Übertragungsleitung 10 der beschriebenen Art. Sie besteht aus einem inneren Leiter 12 mit dem Radius Rc, einem inneren dielektrischen Material 14, das beispielsweise Polyäthylen ist, und einer metallischen Abschirmung 16, die eine Abschirmdicke Ts, einen inneren Radius R5 aufweist und einen äußeren Leiter bildet. Um das Äußere des äußeren Leiters ist eine abschirmende Schicht 18 der beschriebenen Art angeordnet, die aus einem in einem Polyester enthaltenen ferromagnetischen Teilchen ausgewählter Größe besteht. Über dieser Schicht wird normalerweise ein Schutzmantel 20 aus Polyäthylen extrudiert. Fig. 1 shows a transmission line 10 of the type described. You consists of an inner conductor 12 of radius Rc, an inner dielectric Material 14, which is for example polyethylene, and a metallic shield 16, which has a shielding thickness Ts, an inner radius R5 and an outer Head forms. Around the exterior of the outer conductor is a shielding layer 18 arranged of the type described, which consists of a ferromagnetic contained in a polyester Particles of selected size consists. Above this layer there is usually a Protective sheath 20 extruded from polyethylene.

Beispiel 2 Es wurde eine Mischung mit Eisenpulver gemäß Beispiel 1 und etwas Nickelpulver in folgender Weise hergestellt: Gewichtsteile Mittlere maximale Teilchenabme ssungen (Mikrometer) Eisen (-loo +200 mesh) 55 275 Eisen (-200 +325 mesh) 25 56 Eisen (-325 mesh) 5 50 Nickel (size) 15 22 Gemäß der Erfindung ist das Pulver mit den größeren Teilchen vorteilhafter. Einige kleinere Teilchen wurden aus folgenden Gründen zugesetzt: (L) zur Erhöhung des Frequenzbereichs der Energieabsorption der Zusammensetzung, und (2) zur Einstellung der Leitfähigkeit, um die gewünschte Beziehung zwischen Leitfähigkeit und Dicke zu erzielen. Example 2 A mixture with iron powder according to Example 1 and some nickel powder prepared in the following way: parts by weight mean maximum particle dimensions (micrometers) iron (-loo +200 mesh) 55 275 iron (-200 +325 mesh) 25 56 iron (-325 mesh) 5 50 nickel (size) 15 22 According to the invention the powder with the larger particles is more advantageous. Some smaller particles were added for the following reasons: (L) to increase the frequency range of the Energy absorption of the composition, and (2) to adjust the conductivity, to achieve the desired relationship between conductivity and thickness.

Das verwandte Nickel war Cobaloy 830 (Graham Magnetics, Ins.). Es handelte sich dabei ebenfalls um ein Nickelpulver mit einer chemisch schützenden Ohm'schen Beschichtung. Die Teilchen wurden in einer Gummimühle gemahlen, um eine Mischung von Gummi und anderen polymeren Materialien herzustellen. Danach wurde das resultierende Material aus der Mühle als eine Schicht von 0,38mm picke entfernt, die etwa 53 Volumenprozent metallischer Teilchen enthielt. The related nickel was Cobaloy 830 (Graham Magnetics, Ins.). It it was also a nickel powder with a chemically protective coating Ohmic coating. The particles were ground in a rubber mill to obtain a Mixture of rubber and other polymeric materials. After that it was the resulting material pecked away from the mill as a layer of 0.38mm, the approximately 53 percent by volume of metallic particles contained.

Das Material wurde entsprechend dem Verfahren in Beispiel 1 geprüft. Es ergab sich ein Gütefaktor von 16 entsprechend einer absorbierten Leistung von 87,7%. The material was tested according to the procedure in Example 1. The result was a quality factor of 16 corresponding to an absorbed power of 87.7%.

Beispiel 3 Die Zusammensetzung wurde entsprechend Beispiel 1 unter Verwendung von weichem ferrimagnetischem Pulver hergestellt, das unter dem Handelsnamen Ceramag 7D (Stackpole Carbon Company) vertrieben wird. Das Material wurde in eine Matrix mit etwa 45 Volumenprozent eingebracht und auf den Draht bis etwa 80% der in Beispiel 1 beschriebenen Dicke aufgetragen. Die derartig hergestellte übertragungsleitung hatte wesentlich verbesserte Absorptionseigenschaften für elektromagnetische Strahlung. Example 3 The composition was according to Example 1 under Using soft ferrimagnetic powder manufactured under the trade name Ceramag 7D (Stackpole Carbon Company). The material was in a Matrix introduced with about 45 percent by volume and applied to the wire up to about 80% of the in Example 1 described thickness applied. The transmission line produced in this way had significantly improved absorption properties for electromagnetic radiation.

Fig. 2 zeigt eine weitere Übertragungsleitung 30 mit einer metallischen Abschirmung, die gemäß der Erfindung abgeschirmt ist. Diese normalerweise elliptische grundsätzliche Ausbildung enthält zwei Innenleiter 32, die in ein Dielektrikum 34 eingebettet sind, sowie eine das Dielektrikum umgebende metallische Abschirmung 36. Die Abschirmung 36 ist entsprechend dem zweiten Beispiel von einem Band wendelförmig umwickelt, das Schichten 38 der absorbierenden Zusammensetzung auf einer Polyesterfolie 40 enthält, wie in Beispiel 2 beschrieben ist. Die Leitung ist mit einem Schutzüberzug 42 überzogen. Fig. 2 shows another transmission line 30 with a metallic one Shield that is shielded according to the invention. These are usually elliptical The basic design includes two inner conductors 32 which are inserted into a dielectric 34 are embedded, as well as a metallic shield surrounding the dielectric 36. The shield 36 is helical according to the second example of a band wrapped around the layers 38 of the absorbent composition on a polyester sheet 40, as described in Example 2. The line is covered with a protective cover 42 plated.

Beispiel 4 85 Gewichtsteile Eisenpulver (Cobaloy 605) wurden mit 15 Teilen eines Polyurethan-Bindemittels (Estane 5707 der Firma Goodrich) vermischt. Das Eisenpulver war mit einer dünnen Schicht aus Ohm'schem Eisenkarbid versehen. Example 4 85 parts by weight of iron powder (Cobaloy 605) were added 15 parts of a polyurethane binder (Estane 5707 from Goodrich) mixed. The iron powder was provided with a thin layer of ohmic iron carbide.

Tetrahydrofuran wurde als Lösungsmittelträger bei der Herstellung dieser Mischung und zur Verdünnung auf eine für das Überziehen geeignete Viskosität verwandt. Tetrahydrofuran was used as a solvent carrier in its manufacture this mixture and for dilution to a viscosity suitable for coating related.

Das resultierende Material wurde mit einer trockenen Dicke von etwa 0,25 mm auf einerSeite einer Polyesterfolie von 0,025 mm Dicke aufgetragen, welches Substrat aus Mylar (DuPont) bestand. Die beschichtete Folie wurde getrocknet und auf eine Breite von 12,7 mm zugeschnitten. Zwei Wicklungen wurden zylindrisch auf die äußere metallische Abschirmung einer koaxialen Übertragungsleitung aufgewickelt, deren äußere Abschirmung einen Durchmesser von etwa 3,2 mm besaß. Die beschichtete Seite wies zu der äußeren Abschirmung. Es ergab sich eine Ausbildung entsprechend Fig. 2, mit Ausnahme einer zusätzlichen Schicht aus Polyester anstelle des äußeren Mantels 42. The resulting material was washed with a dry thickness of about 0.25 mm applied to one side of a polyester film 0.025 mm thick, which substrate consisted of Mylar (DuPont). The coated film was dried and cut to a width of 12.7 mm. Two coils became cylindrical wound on the outer metallic shield of a coaxial transmission line, the outer shield of which was about 3.2 mm in diameter. The coated Side faced the outer shield. There was training accordingly Fig. 2, with the exception of an additional layer of polyester instead of the outer one Coat 42.

Die Wirksamkeit der Abschirmung wurde mit einem Hochfrequenzstrom von 66 Megahertz durch eine Übertragungsleitung von 152 mm Länge geprüft. Vor der Abschirmung ergab sich ein Gütefaktor von 255 und mit der Abschirmung ein Gütefaktor von 24,5. The effectiveness of the shield was made with a high frequency current of 66 megahertz through a transmission line 152 mm in length. Before the Shielding resulted in a quality factor of 255 and with the shielding a quality factor of 24.5.

Deshalb wurden 90,4% der abgestrahlten Leistung absorbiert.Therefore 90.4% of the radiated power was absorbed.

Fig. 4 zeigt eine Strahlung emittierende Einrichtung 40, die einen Überzug 42 zur Verringerung von Störungen aufweist, um 7 Störungen in einem Frequenzbereich von 10 5 bis 10818 Hz zu unterdrücken. Fig. 4 shows a radiation-emitting device 40, the one Coating 42 for reducing interference has to 7 interference in a frequency range from 10 5 to 10818 Hz.

Fig. 5 zeigt eine rollenartige Hochfrequenzenergie absorbierende Struktur 50 aus einer Zusammensetzung 52 entsprechend Beispiel 2. Eine besondere Eigenschaft dieser Einrichtung ist, daß sie sehr oft zu einer Rolle aufgewickelt und wieder abgewickelt werden kann, ohne daß eine Bruchgefahr für einen Kontakt von Teilchen zu Teilchen zwischen den magnetischen Teilchen besteht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Wirkung der Abschirmung weitgehend auf die magnetischen und nicht auf die elektrisch leitenden Merkmale zurückzuführen ist Die aufgerollte Einrichtung ist besonders vorteilhaft zur Bildung seitlicher Wände von gegen Strahlung abgeschirmten Bereichen oder Türöffnungen und Fenstern in derartigen Bereichen geeignet. Fig. 5 shows a roll-like high frequency energy absorbing Structure 50 made from a composition 52 according to Example 2. A special one The characteristic of this device is that it is very often wound into a roll and can be unwound again without the risk of breakage for a contact from particle to particle between the magnetic particles. This is upon it attributed to the fact that the effect of the shielding is largely due to the magnetic and not due to the electrically conductive features The rolled up Facility is particularly advantageous for forming side walls against radiation shielded areas or doorways and windows in such areas.

Zusammenfassend sind deshalb die wesentlichen Merkmale der Erfindung in absorbierenden Abschirmungen von Übertragungsleitungen zu sehen, besonders bei übertragungsleitungen, die elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz zwischen etwa 106 und 1010 Hz abstrahlen, insbesondere zwischen 107 und 1010 Hz. Die Abschirmungen bestehen aus flexiblen Materialien, die teilchenförmige Füllstoffe aus ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Pulvern ausgewählter Teilchengröße und Verteilung enthalten. In summary, therefore, the essential features of the invention seen in absorbent shields on transmission lines, especially at transmission lines that electromagnetic waves with a Radiate frequency between about 106 and 1010 Hz, in particular between 107 and 1010 Hz. The shields are made of flexible materials that are particulate Fillers made from ferromagnetic or ferrimagnetic powders of selected particle size and distribution included.

Claims

Claims 1. Flexible transmission line that has an isolated electrical conductor, electrical insulation and a metallic one arranged above it Enclosure contains that a flexible Envelope is provided from a composition which contains magnetic particles in a resin matrix containing electromagnetic radiation from the electrical conductor absorb in the frequency range between 106 and 1010 Hz.

2. Transmission line according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n note that ferromagnetic particles are included as filler, the have an average maximum dimension between 16 and 500 micrometers.

3. Transmission line according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n notices that the ratio of the average particle size (in micrometers) to the screen thickness (in inches) is about 5000.

4. Transmission line according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n indicates that it contains iron particles.

5. Transmission line according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n indicates that the particles are nickel particles.

6. Transmission line according to claim 2, d a d u r c h g e -k e It should be noted that the particles are ferrimagnetic.

7. Transmission line according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n Note that the particles are ferrite particles.

8. Transmission line according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n nz e i c h n e t that the specific conductivity of the composition is such is chosen that the factor of the HF penetration depth of the skin effect is about 0.2 to S times the thickness of the flexible envelope.

9. Transmission line according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n Note that the particles are soft magnetic ferrite particles.

10. Transmission line according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e nn n n z e i n e t that the composition for absorption electromagnetic radiation has the quality factor Q for electricity in the metallic casing decreased by a factor of 5 or more.

11. Electronic device with a shielding material according to Claim 1 for the absorption of electromagnetic radiation in the range from 106 to 1010 Hz entering or exiting this facility, d a d u r c It is noted that a thin absorbent cover is provided is the electromagnetic particle with an average maximum dimension from 16 to 500 microns.

12. Flexible, electromagnetic radiation absorbing layer material according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that it consists of a flexible substrate and a flexible coating of an organic Resin material is composed of electromagnetic particles with an average maximum dimension between 16 and 500 micrometers.

13. Method of absorbing electromagnetic radiation 9 in a frequency range of about 107 to 109 Hz from a metallic shield Transmission line according to Claim 1, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t, that the metallic shield with a layer of radiation absorbing Composition is coated, the small magnetic contained in a resin matrix Contains particles to have such a specific conductivity of the composition to achieve that the factor of the penetration depth of the skin effect between about the 0.2 and 5 times the thickness of the layer.

14. The method according to claim 13, since d u r c h g e k e n n -z e i c Note that the particles are made of nickel, iron or ferrimagnetic material.

15. The method according to claim 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c that is, the particles are ferromagnetic particles and have a mean maximum Have dimensions between about 160 and 400 micrometers.

16. The method according to claim 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h ne t that the frequency is between about 107 and 108 Hz, and that the maximum Particle size is between about 490 and 160 micrometers.

17. The method according to claim 15, d a d u r c h -g e k e n n -z e i c h n e t that the frequency is between about 108 and 109 Hz, and that the maximum Particle size between is about 160 and 50 microns.

18. The method according to claim 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the frequency is between about 109 and 1010 Hz, and that the maximum Particle size is less than 50 microns.