DE3638112C1

DE3638112C1 - Coaxial elbow

Info

Publication number: DE3638112C1
Application number: DE19863638112
Authority: DE
Inventors: Georg Dr-Ing Spinner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1987-12-17

Abstract

A coaxial elbow consists of a pipe-shaped, angled external conductor (22) and a coaxial internal conductor (52) mounted concentrically inside the external conductor. In order to obtain a limiting frequency for the elbow that lies close to that of a corresponding straight coaxial piece of conductor, the internal conductor has a recess on its internal angle, which is preferably filled with a dielectric (72). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein koaxiales Winkelstück, be stehend aus einem rohrförmigen, abgewinkelten Außenleiter und einem in diesem zentrisch gehaltenen, koaxialen Innen leiter.The invention relates to a coaxial contra-angle, be standing from a tubular, angled outer conductor and a central, coaxial interior ladder.

Solche koaxialen Winkelstücke, meist 90°-Winkelstücke, werden in der Koaxialleitungstechnik sowohl im Leitungs zug als auch für Steckverbinder benötigt. Zur Verkleinerung der Störkapazität in der Außenecke solcher Winkelstücke ist es allge mein üblich, die äußere Ecke des Innenleiters, also die Stelle, an der die größte Feldstärke auftritt, abzuschrägen. Durch diese Maßnahme soll der Reflexionsfaktor des Winkelstücks verkleinert werden. Allerdings wird durch diese Abschrä gung des Innenleiters die elektrische Länge an der abge schrägten Außenseite noch einmal merklich vergrößert. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle konstant ist, führt der Unterschied der elektrischen Länge an der Außenseite und an der Innenseite des Innen leiters zu starken Feldverzerrungen, die bewirken, daß die Achse des Energietransportes sich im Winkelbereich zum Biegungsmittelpunkt hin, also nach innen, verlagert. Infolgedessen entsteht im Bereich der der Abschrägung des Innenleiters gegenüberliegenden Ecke des Außenleiters ei ne feldverdünnte Zone, die bei hinreichend hoher Frequenz einen resonanzfähigen Hohlraum bildet. Diese elektrischen Gegebenheiten sind nach diesseitiger Erkenntnis dafür ver antwortlich, daß eine Winkelstücke enthaltende Koaxialleitung eine um etwa 30% niedrigere Grenzfrequenz hat als eine gerade Koaxialleitung gleicher Abmessungen und gleichen Aufbaus. Der angegebene Wert gilt für Winkelstücke mit an der Außenecke abgeschrägtem oder mit rundgebogenem In nenleiter sowie mit einem Außenleiter, der entweder eine 90°-Außenecke haben oder stattdessen ebenfalls abgeschrägt sein kann. Eine erniedrigte Grenzfrequenz wird jedoch auch bei Verwendung von Winkelstücken beobachtet, bei de nen der Innenleiter und der Außenleiter jeweils eine 90°-Außenecke haben.Such coaxial elbows, usually 90 ° elbows, are used in coaxial line technology both in line train as well as for connectors needed. For downsizing the interference capacity in the outer corner of such contra-angles is general my usual, the outer corner of the inner conductor, so the place where the greatest field strength occurs. By this measure is intended to be the reflection factor of the contra-angle be made smaller. However, this bevel supply of the inner conductor the electrical length at the abge slanted outside noticeably enlarged. There the propagation speed of the electromagnetic Wave is constant, the difference of electrical leads Length on the outside and on the inside of the inside too strong field distortions that cause the axis of energy transport is in the angular range to the center of the bend, i.e. inwards. As a result arises in the area of the bevel Inner conductor opposite corner of the outer conductor egg ne field-diluted zone, which at a sufficiently high frequency forms a resonant cavity. These electrical According to the knowledge of this side, there are circumstances for this responsive that a coaxial line containing elbows has a cutoff frequency about 30% lower than one straight coaxial line of the same dimensions and same Construction. The specified value applies to contra-angles with bevelled on the outside corner or with a curved inside inner conductor as well as with an outer conductor, which is either a 90 ° outside corner or beveled instead can be. However, a lower cut-off frequency becomes also observed when using contra-angles, at de the inner conductor and the outer conductor one each 90 ° outside corner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Winkelstück der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, dessen Grenzfrequenz nahezu ebenso hoch wie diejenige eines geraden Leitungsstücks gleicher Konstruk tion liegt, zumindest aber deutlich höher als die Grenz frequenz des bekannten Winkelstücks ist.The invention has for its object an elbow to create the genus specified in the introduction, whose Cutoff frequency almost as high as that of a straight line section of the same construction tion lies, but at least significantly higher than the limit frequency of the known contra-angle.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenleiter an seiner Innenecke eine zu der Winkelhalbie renden des Winkelstücks symmetrische Ausnehmung hat.This object is achieved in that the Inner conductor at its inner corner one to the angle half ends of the elbow has a symmetrical recess.

Infolge der auf diese Weise erzeugten Wegverlängerung an der Innenseite des Innenleiters bleibt die Achse des Energietransportes etwa in der Achse der Leitung, so daß die Feldunsymmetrie im Winkelbereich erheblich gemindert wird, wodurch die Grenzfrequenz steigt.As a result of the path extension generated in this way the inside of the inner conductor remains the axis of the Energy transport approximately in the axis of the line, so that the field asymmetry in the angular range is considerably reduced which increases the cutoff frequency.

Zweckmäßig liegt die radiale Tiefe der Ausnehmung zwischen 20 und 60% des Durchmessers des Innenleiters. Der optimale Wert läßt sich auf einfache Weise empirisch ermitteln.The radial depth of the recess is expedient between 20 and 60% of the diameter of the inner conductor. The optimal value can be empirically determined in a simple manner determine.

Eine weitere Verbesserung des hochfrequenztechnischen Verhaltens des Winkelstücks wird dann erzielt, wenn die Ausnehmung mit einem Dielektrikum ausgefüllt ist. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in dem Dielektrikum (abhängig von dessen Dielek trizitätskonstante) sinkt, wird durch das Dielektrikum die elektrische Länge der Innenseite des Innenleiters verlängert, so daß die Feldverzerrungen bei Durchlaufen des Winkelbereiches noch weiter verringert werden.Another improvement in radio frequency technology Behavior of the contra-angle is achieved if the Recess is filled with a dielectric. Since the Propagation speed of electromagnetic Wave in the dielectric (depending on its dielectric tricity constant) is reduced by the dielectric the electrical length of the inside of the inner conductor lengthened so that the field distortions when passing through of the angular range can be reduced even further.

Hieraus ergibt sich, daß die in Fortpflanzungsrichtung der Welle gemessene Breite der Ausnehmung um so größer sein muß, je kleiner die relative Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums ist.It follows from this that the direction of reproduction the width of the recess measured on the shaft is larger must be, the smaller the relative dielectric constant of the dielectric.

Mit besonderem Vorteil kann das Dielektrikum Teil einer Isolierstoffstütze sein, über die der Innenleiter sich gegen die Innenecke des Außenleiters abstützt und die den Innenleiter zentrisch in dem Außenleiter hält.The dielectric can be part of a particular advantage Insulation support, over which the inner conductor supports against the inner corner of the outer conductor and the holds the inner conductor centrally in the outer conductor.

Bei einem Winkelstück, bei dem der Raum zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter durch ein Dielektrikum ausgefüllt wird, hat das die Ausnehmung an der Innenecke des Innenleiters ausfüllende Dielektrikum, das sich auch bis an die Innenecke des Außenleiters erstrecken kann, eine höhere Dielektrizitätskonstante als das übrige Dielektrikum.For an elbow in which the space between the Inner conductor and the outer conductor through a dielectric is filled, it has the recess on the inside corner of the inner conductor filling dielectric, which is also can extend to the inner corner of the outer conductor, a higher dielectric constant than the rest of the dielectric.

Wenngleich bei derartigen Winkelstücken der Außenleiter gewöhnlich Kreisquerschnitt hat, lassen sich die mit der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen auch bei einem Winkel stück mit einem einen anderen Querschnitt aufweisenden Außenleiter anwenden. Je nach Gestaltung der an der Stelle der Innenecke vorgesehenen Ausnehmung des Innenleiters können entweder die Abschrägung der Außenecke des Außen leiters oder/und die Abschrägung der Außenecke des Innen leiters entfallen.Although with such elbows the outer conductor usually has a circular cross section, those with the Invention proposed measures even at an angle piece with a different cross-section Use outer conductor. Depending on the design of the place the recess provided in the inner corner of the inner conductor can either bevel the outside corner of the outside conductor or / and the bevel of the outside corner of the inside head omitted.

Vor allem aber erstreckt sich der vorliegende Vorschlag nicht nur auf Winkelstücke, deren Innenleiter den allge mein üblichen Kreisquerschnitt hat, sondern auch auf Winkelstücke, deren Innenleiter zur Erzielung enger Tole ranzen bei einfachster Herstellung einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt hat. But above all, the present proposal extends not only on contra-angles, whose inner conductors are the general has my usual circular cross section, but also on Contra-angles, whose inner conductors to achieve narrow toles satchel with a simple manufacture a rectangular or square cross-section.

Ein derartiges Winkelstück vereinigt einen niedrigen Reflexionsfaktor mit einer hohen, d.h. derjenigen eines entsprechenden, geraden Leitungsstücks nahekommenden Grenzfrequenz.Such a contra-angle combines a low one Reflection factor with a high, i.e. that one corresponding, straight line section approaching Cutoff frequency.

In der Zeichnung ist das Winkelstück nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt.In the drawing, the elbow is according to the invention schematically in, for example, selected embodiments shown in simplified form.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen. Figs. 1 to 4 show different embodiments.

Den Ausführungsbeispielen liegt das am häufigsten ver wendete 90°-Winkelstück zugrunde.The embodiments are the most common used 90 ° contra-angle.

Das Winkelstück 1 in Fig. 1 besteht aus einem metallischen Außenleiter 2 mit abgeschrägter Außenecke 2′ sowie An schlußflanschen 2 a und 2 b. In den Anschlußflanschen sind in Verbindung mit den entsprechenden Gegenflanschen 3 a bzw. 3 b der anschließenden geraden Leitungsstücke 3 Isolierstoff stützen 4 aufgenommen, die als Stäbe ausgebildet sein oder Kreisquerschnitt haben können. Diese Isolierstoffstützen halten zentrisch einen Innenleiter 5 mit abgeschrägter Außenecke 5 a, sowie mit einer durch eine Ausnehmung 6 ge bildeten Innenecke. Diese Ausnehmung 6 erzeugt eine Ver längerung der elektrischen Weglänge an der Innenseite des Innenleiters 5. Der Innenleiter 5 kann Kreisquerschnitt, einen quadratischen Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt haben. Die Ausnehmungen 5 b an seinen beiden Enden dienen zur Verbindung mit dem nicht gezeichneten Innenleiter des anschließenden, geraden Leitungsstücks 3.The contra-angle 1 in Fig. 1 consists of a metallic outer conductor 2 with a chamfered outer corner 2 'and on connection flanges 2 a and 2 b . In the connection flanges in connection with the corresponding counter flanges 3 a and 3 b of the subsequent straight pipe sections 3 insulating material 4 are added, which can be designed as rods or can have a circular cross section. This insulating material supports keep an inner conductor 5 with a bevelled outer corner 5 a , and with a ge through a recess 6 formed inner corner. This recess 6 produces a lengthening of the electrical path length on the inside of the inner conductor 5 . The inner conductor 5 can have a circular cross section, a square cross section or a rectangular cross section. The recesses 5 b at its two ends are used for connection to the inner conductor, not shown, of the subsequent straight line section 3 .

Fig. 2 zeigt ein ähnlich aufgebautes Winkelstück 12, des sen Außenleiter 22 abgebrochen dargestellt ist und des sen Innenleiter 52 an der Stelle seiner Innenecke eine mit einem Dielektrikum 72 ausgefüllte Ausnehmung auf weist. Das Dielektrikum 72 bewirkt eine zusätzliche Ver längerung der elektrischen Weglänge an der Innenseite des Innenleiters 52. Fig. 2 shows a similarly constructed angle piece 12 , the sen outer conductor 22 is shown broken off and the sen inner conductor 52 has a recess filled with a dielectric 72 at the location of its inner corner. The dielectric 72 causes an additional lengthening of the electrical path length on the inside of the inner conductor 52 .

Fig. 3 zeigt ein Winkelstück 13 wiederum ähnlichen Auf baus, dessen Innenleiter 53 durch eine Isolierstoff stütze 73 gehalten ist, die aus einem Dielektrikum be steht und sich einerseits an der Innenecke des Außen leiters 23 abstützt, andererseits eine Ausnehmung im Be reich der Innenecke des Innenleiters 53 ausfüllt. Der Innenleiter 53 hat Kreisquerschnitt und ist durch Biegen hergestellt, wie am Verlauf seiner Außenecke erkennbar ist. Fig. 3 shows an elbow 13 again similar to construction, the inner conductor 53 is held by an insulating support 73 , which is made of a dielectric and is supported on the one hand on the inner corner of the outer conductor 23 , on the other hand, a recess in the Be rich corner of the Fills inner conductor 53 . The inner conductor 53 has a circular cross section and is produced by bending, as can be seen from the course of its outer corner.

Fig. 4 zeigt ein Winkelstück 14, bei dem der Zwischen raum zwischen dem Innenleiter 54 und dem Außenleiter 24 durch ein Dielektrikum 84 ausgefüllt ist. Zur Verlänge rung des elektrischen Weges an der Innenseite des Innen leiters 54 ist dessen Ausnehmung im Eckbereich mit einem anderen Dielektrikum 74 ausgefüllt, das eine höhere Dielektrizitätskonstante hat und sich keilförmig bis zur Innenecke des Außenleiters 24 erstreckt. Fig. 4 shows an elbow 14 , in which the space between the inner conductor 54 and the outer conductor 24 is filled with a dielectric 84 . To extend the electrical path on the inside of the inner conductor 54 , its recess in the corner area is filled with another dielectric 74 , which has a higher dielectric constant and extends in a wedge shape to the inner corner of the outer conductor 24 .

Claims

1. Coaxial angle piece, consisting of a tubular, angled outer conductor and a centrally held coaxial inner conductor in this, characterized in that the inner conductor ( 5 ; 52 , 53 ) on its inner corner one to the bisector of the angle piece ( 1 , 12 , 13 ) has a symmetrical recess (eg 6 ).

2. Angle piece according to claim 1, characterized in that the radial depth of the recess ( 6 ) between 20 and 60% of the diameter of the inner conductor ( 5 ) be.

3. Angle piece according to claim 1 or 2, characterized in that the recess is filled with a dielectric ( 72 , 73 ).

4. Angle piece according to claim 3, characterized in that the measured in the direction of propagation of the wave The width of the recess is larger, the smaller the relative dielectric constant of the dielectric is.

5. Angle piece according to claim 3 or 4, characterized in that the dielectric is part of an insulating material support ( 73 ) via which the inner conductor ( 53 ) is supported against the inner corner of the outer conductor ( 23 ) and the inner conductor ( 53 ) holds centrally in the outer conductor ( 23 ).

6. Angle piece according to one of claims 3 to 5, in which the space between the inner conductor and the outer conductor is filled with a dielectric, characterized in that the inner corner of the inner conductor ( 54 ) filling dielectric ( 74 ) has a higher dielectric constant than the dielectric ( 84 ) filling the space between the inner conductor ( 54 ) and the outer conductor ( 24 ).