DE3723951A1 - Anordnung zur uebertragung von hochfrequenz-signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz- Signalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Übertragung von hochfrequenten Signalen in Gebieten mit ungünstigen Ausbreitungsbedingungen sind strahlende Kabel in Gebrauch. Von diesen Kabeln werden Wellen abgestrahlt, beispielsweise dadurch, daß eine Koaxialleitung mit Öffnungen versehen wird. Ein solches strahlendes koaxiales Hochfrequenz- Kabel ist aus der DE-OS 28 12 523 bekannt. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Verlaufs der Strahlungsintensität in Achsrichtung, ist in dem Außenleiter eine Anzahl von Löchern vorgesehen. Diese Löcher bilden ein Muster, welches sich periodisch wiederholt. (Leckkabel)

Ein ähnliches Kabel geht aus der US-PS 37 95 915 hervor. Durch Anbringung vieler Schlitze unterschiedlicher Länge und Neigung zur Kabelachse, deren Anordnung sich periodisch wiederholt, ist ein solches Kabel in einem größeren Frequenzbereich zu betreiben.

Bei den bisher bekannten Leckkabeln werden durch die Öffnungen in erster Linie Leckwellen oberhalb einer konstruktionstypischen Grenzfrequenz abge­ strahlt. Unterhalb der Grenzfrequenz des Kabels wird wegen der relativ kleinen Öffnungen nur eine schwache Oberflächenwelle angeregt.

Es sind auch Hochfrequenzleitungen mit einem durchgehenden Längsschlitz bekannt (Schlitzkabel).

Durch den Längsschlitz werden Oberflächenwellen angeregt. Eine konstruktionstypische Grenzfrequenz existiert nicht, jedoch wird durch den starken Anstieg der Kabeldämpfung bei steigender Frequenz der Einsatzbereich dieser Schlitzkabel auf den Frequenzbereich unterhalb 200-300 Mhz eingeschränkt. Hinzu kommt, daß die Kabeldämpfung und die Abstrahlungseigenschaften der Schlitzkabel durch Umwelteinflüsse wie z.B. Ablagerungen auf dem Kabelmantel beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein strahlendes Kabel mit verbesserten Abstrahlungseigenschaften anzugeben. Eine solche Hochfrequenz­ leitung soll in ihren Abstrahlungseigenschaften von Umwelteinflüssen weit­ gehend unabhängig sein und ein breites Frequenzband abstrahlen. Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die Erfindung stellt eine Kombination der Konstruktionsmerkmale beider Prinzipien dar, so daß im unteren Frequenzbereich die guten Eigenschaften des Schlitzkabels und im oberen Frequenzbereich die Vorteile des Leckkabels zum Tragen kommen. Die Kombination beider Prinzipien erlaubt es, den Längs­ schlitz im Vergleich zum reinen Schlitzkabel schmaler zu gestalten (30° Öffnungswinkel gegenüber 80°).

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt die Figur ein Hochfrequenzkabel, welches aus der Hochfrequenzleitung 6 und dem Mantel 7 besteht. Die Hochfrequenzleitung ist aus einem Innenleiter 1, einem Außenleiter 2 und einem Dielektrikum 3 aufgebaut. Der Außenleiter ist mit Öffnungen versehen. Diese haben auf der einen Seite die Form von periodischen Konfigurationen von Löchern 4, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Hochfrequenzleitung ist, und auf der anderen Seite die Form von Schlitzen 5, welche eine Länge besitzen, die größer ist als der Durchmesser der Hochfrequenzleitung 6. Die Längs­ schlitze haben eine Breite, welche bei einem Schnitt senkrecht zur Achse einem Öffnungswinkel von beispielsweise 30 Grad entspricht. Löcher und Schlitze sind beispielsweise wendelförmig mit großem Schlag um die Achse herumlaufend angeordnet, so daß im Abstand von wenigen Metern sich jeweils Löcher und Schlitze auf der der Fahrbahn zugewandten Seite der Hochfrequenz­ leitung befinden.

Um die Hochfrequenzleitung ist ein Schutzmantel 7 extrudiert, welcher aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten besteht. Ein solches Material ist beispielsweise Polyethylen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Schlitze sehr lang gegenüber dem Durchmesser der Hochfrequenzleitung zu gestalten und beispielsweise in großen Abständen lediglich kurze leitende Stege zwischen den Schlitzen vorzusehen. Im Grenzfall verschwin­ dend schmaler Stege bzw. sehr langer Schlitze ist nur noch ein einziger Schlitz vorhanden. Dies kann aus fertigungstechnologischen Gründen geboten sein. In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, den Längs­ schlitz ebenfalls wendelförmig auszugestalten, so daß der Außenleiter das Dielektrikum besser umfaßt. Außerdem wird durch die wendelförmige Anordnung erreicht, daß der Schlitz einmal auf der fahrbahnabgewandten Seite, und das andere Mal auf der fahrbahnzugewandten Seite abstrahlen kann.

Das erfindungsgemäße strahlende Kabel ist in der Lage, in einem weiten Frequenzbereich, beispielsweise in den viel benutzten Bändern (4m-, 2m-, 0,7m-Band) möglichst gute und gleichmäßige Abstrahlung zu erzeugen, bei verringerter Umweltempfindlichkeit. Die Erfindung wird hauptsächlich zur Nachrichtenübermittlung in Tunnels eingesetzt sowie zur Übertragung von Signalen zur Verkehrsleitung bei Bahnen, in Zukunft auch auf Straßen und Autobahnen.

Es ist für den Datenaustausch vorgesehen, ein solches Kabel auch als Empfangsantenne einzusetzen. Wie aus der Antennentechnik bekannt, ist es günstig, die Hochfrequenzleitung im Abstand von leitenden Flächen zu verlegen. Als leitende Flächen kommen Schienen, Leitplanken o.ä. in Betracht, welche als Reflektor oder Direktor bezüglich der Empfangs­ oder Sendeantenne dienen.

Das in der Beschreibung beispielhaft behandelte strahlende Kabel kann selbst­ verständlich auch mehr als zwei Gruppen von längslaufenden Öffnungen aufweisen. Beispielsweise bei 3 Gruppen beträgt der Winkelabstand zweier Gruppen 120°.

Claims (8)

1. Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen zwischen einer Wellen aussendenden Hochfrequenzleitung und einer mobilen Antenne, wobei die Hochfrequenzleitung einen Innenleiter (1), einen koaxialen Außenleiter (2) und ein Dielektrikum (3) aufweist, und wobei im Außenleiter der Hochfrequenzleitung Öffnungen zum Abstrahlen oder Empfangen von Wellen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung auf unterschiedlichen Mantellinien verschiedenartige Gruppen von Öffnungen (4, 5) befinden, und daß die Einzelöffnung in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung bei einer Gruppe von Öffnungen mindestens um den Faktor zwei länger ist als bei einer anderen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen einer Gruppe Löcher (4) sind, und daß die Öffnungen einer anderen Gruppe Schlitze (5) sind, die sich im wesentlichen in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung (6) erstrecken.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schlitze (5) größer ist als der Durchmesser der Hochfrequenzleitung (6) und daß der radiale Öffnungswinkel der Schlitze 10 bis 40 Grad beträgt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Öffnungen mit kleinerer Längenerstreckung aus kreisrunden Löchern besteht, welche im wesentlichen parallel zur Achse der Hoch­ frequenzleitung (6) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen jeder Gruppe ein sich wiederholendes Muster bilden.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung von einem Mantel (7) aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten umgeben ist.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenz­ leitung nur einen längslaufenden Schlitz aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Öffnungen (4, 5) sich abwechselnd einmal auf der fahrbahnabgewandten Seite und in einem Nachbarabschnitt auf der fahr­ bahnzugewandten Seite der Hochfrequenzleitung (6) befindet.