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Fernmeldeübertragungssystem mit mehreren zu einem Kabel vereinigten,
untereinander und gegen Erde isolierten konzentrischen Leitungen Für die Übertragung
von Strömen hoher Frequenz, insbesondere Mehrfachträgerfrequenzströmen, sind bekanntlich
die konzentrisch aufgebauten Leitungen geeignet, bei denen die eine rohrförmig ausgebildete
Ader die andere Ader konzentrisch umgibt. Die Vorteile der konzentrischen Leitungen
liegen bekanntlich nicht nur darin, daß sie bei geeigneter Bemessung die Ströme
innerhalb eines verhältnismäßig großen Frequenzbereiches praktisch verzerrungsfrei
übertragen und eine große Störungsfreiheit gegen äußere Störfelder aufweisen, sondern
auch darin, daß bei Zusammenfassung von mehreren untereinander isolierten Leitungen
zu einem Mehrfachkabel zwischen den Leitungen eine große Übersprechdämpfung vorhanden
ist. Die große Übersprechdämpfung ist, wie im folgenden noch gezeigt wird, nicht
nur eine Folge der großen magnetischen Kopplungsfreiheit, sondern auch der großen
kapazitiven Kopplungsfreiheit.
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Werden die untereinander kopplungsfreien konzentrischen Leitungen
mit zusätzlichen Ubertragungselementen, wie Übertragern, Pupinspulen, Siebketten
o. dgl., verbunden, so wird, auch wenn diese zusätzlichen Übertragungselemente untereinander
eine große Nebensprechfreiheit aufweisen, dennoch starkes Übersprechen zwischen
den Leitungen auftreten. Dies ist, wie an Hand der Fig. x bis 5 gezeigt werden soll,
eine Folge der durch das Hinzuschalten der erwähnten Übertragungselemente auftretenden
Kapazitätsunsymmetrie.
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Fig. z zeigt zwei konzentrische Leitungen 2 und 3. -Die Leitung 2
besteht aus der zentralen Ader a und der äußeren rohrförmigen Ader b,
die
Leitung 3 aus der zentralen Ader c und der äußeren rohrförmigen Ader d. Beide Leitungen
sind gegeneinander isoliert.
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In Fig. 2 ist das zu den beiden Leitungen gehörige Kapazitätsersatzbüd
dargestellt.: x1, x2, x3 und x4 sind die für das Übersprechen maßgebenden Teilkapazitäten
zwischen den Adern der beiden Leitungen.- Da zwischen den Adern a und c, den Adern
a und d und den Adern c und b. infolge der schirmenden Wirkung der
rohrförmigen Adern b und c die Teilkapazitäten x1, x2 und x3 für das Übersprechen
nicht wirksam sind, ist die Kopplung k1 für das Übersprechen gleich Null, wie aus
der bekannten Beziehung
hervorgeht. In Fig. 3 sind zwei Übertrager zz und 12 dargestellt, die in bekannter
Weise einzeln in Metallkappen
13 und 14 eingeschlossen sind. Die
Anschlußadern sind mit a', b', c' und d' bezeichnet.
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Wie aus dem in Fig. 4 gezeigten zugehörigen Kapazitätsersatzbild hervorgeht,
sind nur zwischen den Adern und den geerdeten Metallkappen Erdkapazitäten vorhanden.
Wandelt man, wie es in Fig. 4 zum Ausdruck gebracht ist, den Erdkapazitätsstern
in das punktiert eingezeichnete Kapazitätsviereck mit den Teilkapazitäten x,',
x,', xs und x4 um, so ist entsprechend den bekannten Theorien (s. Küpfmüller,
Archiv für Elektrotechnik. x923, Bd. XII, S. z62 »Umwandlung vierstrahliger Sterne«)
die kapazitive Kopplung ki .für das Übersprechen zwischen den Übertragern gleich
Null. Wenn nun die beiden konzentrischen Leitungen nach Fig. i mit den in Fig. 3
gezeigten Übertragern verbunden werden, und zwar a und a', b mit
b', c mit c' und d mit d', so ergibt sich aus dem in Fig.5
gezeigten Kapazitätsersatzbild überraschenderweise zwischen den Leitungen eine Übersprechkopplung
Auf Grund dieser Erkenntnis wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Schirme
der in die Leitungen geschalteten, mit einem oder mehreren leitenden Schirmen umgebenen
Übertragungselemente, wie Übertrager, Pupinspulen, Siebketten o. dgl., in entsprechender
Reihenfolge mit dem Außenleiter der konzentrischen Leitung und mit den diesen gegebenenfalls
umgebenden leitenden Hüllen zu verbinden. Hierdurch wird erreicht, daß der mit dem
Innenleiter der konzentrischen Leitung verbundene Pol des anzuschließenden Übertragungselementes
-keine direkte Kapazität gegen Erde hat.
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An Hand des in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiels wird der Erfindungsgegenstand
näher erläutert. In der Figur sind 2i'und 22 zwei konzentrische Leitungen mit den
Innenleitern a und c und den rohrförmigen Außenleitern b und d. An die beiden Leitungen
sind zwei Übertrager 23 und 24 angeschlossen, die in bekannter Weise in Metallkappen
25 und 26 eingeschlossen sind. Von den Übertragern sind die kabelseitigen Wicklungen
27 und 28 je mit einem gegen die Metallkappe isolierten Schirm 29 .und
30 umgeben. Wie angedeutet, ist der isolierte Schirm 29 mit dem Außenleiter
b der Leitung 21 und der isolierte Schirm 3o mit dem Außenleiter d der- Leitung
22 leitend verbunden. Der mit dem Innenleiter jeweils verbundene Pol der kabelseitigen
Übertragerwicklung hat auf diese Weise keine direkte Kapazität gegen Erde; so däß
die -Kapazitätsverhältnisse zwischen den konzentrischen Leitungen durch die Anschaltung
der Übertrager 23 und 24 nicht geändert werden.
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Das zu der Schaltung gehörige Kapazitätsersatzbild ist in Fig. 7 dargestellt.
Aus der Beziehung
ergibt sich, daß die Übersprechkopplung gleich Null ist, In den Fig. 8 bis 14 sind
weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.
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In Fig. 8 ist der Fall behandelt, daß die konzentrischen Leitungen
mit vom Außenleiter isolierten leitenden Hüllen umgeben sind. 31 und 32 sind
zwei konzentrische Leitungen, die mit den leitenden Hüllen 33 und 34 umgeben sind.
Die kabelseitigen Wicklungen der Übertrager sind mit von Erde isolierten leitenden
Schirmen 35 und 36 umhüllt, die mit den Außenleitern der konzentrischen Leitungen
leitend verbunden sind. Über den Schirmen 35 und 36 sind zwei weitere Schirme 37
und 38 angeordnet, die mit den Hüllen 33 und 34 der Leitungen leitend verbunden
sind. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Leitungen durch die Übertrager direkte
Kapazitäten gegen Erde erhalten. 39 und 40 sind die üblichen geerdeten Metallkappen.
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Fig. 9 zeigt die Einschaltung einer Pupinspule in den Innenleiter
einer konzentrischen Leitung. Der Einfachheit halber wird nur eine Leitung dargestellt.
In Wirklichkeit wird die Abschirmung der Pupinspulen bei sämtlichen in die Leitungen
des Mehrfachkabels eingeschalteten Spulen vorgenommen, 41 ist der Innenleiter, 42
der Außenleiter der konzentrischen Leitung. 43 ist eine Pupineinfachspule, die mit
einem von Erde isolierten Schirm 44 und der üblichen Metallpappe 45 umgeben ist.-
Zur Verbindung der Pupinspule 43 mit dem Innenleiter 41 dienen Schaltadern 46 und
47, die mit konzentrisch angeordneten, von Erde isolierten leitenden Hüllen 48 und
49 umgeben sind. Die Schirme 48 und 49 dienen gleichzeitig zur leitenden Verbindung
des von Erde isolierten Schirmes 44 mit dem Außenleiter 42 der Leitung. Zur Durchführung
der Schaltadern 46 und 47 ist der rohrförmige Außenleiter mit Durchführungslöchern
versehen.
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In Fig. io ist der Fall gezeigt, daß eine Pupineinfachspule in den
Außenleiter geschaltet ist. 51 ist der Innenleiter, 52 der Außenleiter der
konzentrischen Leitung. Der Außenleiter ist an der Stelle 53 unterbrochen. Vorteilhaft
übergreift das eine Ende des Außenleiters das andere Ende, so daß der Innenleiter
lückenlos durch den Außenleiter abgeschirmt ist. - 54 ist die Pupinspule, die mit
dem von Erde isolierten, jedöch mit dem Außenleiter 52 verbundenen Schirm 55 und
der üblichen Metallkappe 56 umgeben ist.
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Fig. ii zeigt eine aus dem Innenleiter 61 und dem Außenleiter 62 bestehende
konzentrische Leitung, in die eine Pupindoppelspule 63 geschaltet ist:- 64 ist ein
die Pupinspule umgebender,
von Erde isolierter Schirm, der mit dem
Außenleiter 62 und dem einen Pol der an dem Außenleiter liegenden Wicklung leitend
verbunden ist. 65 ist die übliche Metallkappe.
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In Fig. I2 ist der Fall behandelt, daß die konzentrischen Leitungen
mit leitenden Hüllen umgeben und in die Außenleiter Pupineinfachspulen geschaltet
sind. 71 ist der Innenleiter, 72 der Außenleiter der konzentrischen Leitung, 73
die um die Leitung gelegte leitende Hülle. In den Außenleiter ist die Pupinspule
74 geschaltet, die mit einem von Erde isolierten und mit der Hülle 73 leitend verbundenen
Schirm 75 und mit der Metallkappe 76 umgeben ist.
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Fig. 13 zeigt eine Leitung, die mit einer leitenden Hülle umgeben
und in die eine Pupindoppel= spule geschaltet ist. 81 ist der Innenleiter, 82 der
Außenleiter der Leitung und 83 die um die Lei= tung gelegte leitende Hülle. Die
Wicklungen der Pupinspule sind so angeordnet, daß die in den Außenleiter eingeschaltete
Wicklung 8¢ die in den Innenleiter eingeschaltete Wicklung 85 allseitig umschließt.
Die Wicklung 84 ersetzt auf diese Weise den bei den anderen Ausführungsbeispielen
um das Übertragungselement gelegten, von Erde isolierten Schirm, da die Wicklung
84 ebenfalls von Erde isoliert und mit dem Außenleiter leitend verbunden ist. 86
ist die Metallkappe, die ebenso wie der Leitungsschirm 83 geerdet sein kann.
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Fig. 14 zeigt eine Leitung, an deren Ende ein Übertrager angeschaltet
ist. g1 ist der Innenleiter und g2 der Außenleiter der konzentrischen Leitung. Die
an die Leitung angeschaltete Wicklung 93 ist spiralförmig gezeichnet, womit
angedeutet werden soll, daß die Wicklung aus mehreren Wicklungslagen besteht und
die innere Wicklungslage mit dem Innenleiter und die äußere Wicklungslage mit dem
Außenleiter verbunden ist. Die äußeren Wicklungslagen dienen gleichsam als Schirme
für die inneren Wicklungslagen. Die nicht kabelseitige Wicklung g¢ ist so angeordnet,
daß sie die kabelseitige Wicklung 93 allseitig umschließt und somit als ein
von Erde isolierter leitender Schirm betrachtet werden kann. 95 ist die metallische
Üb@rtragerka:ppe.