DE733151C - Spule mit Leitungseigenschaften - Google Patents

Description

• Spule mit Leitungseigenschaften Es ist bereits eine Spule mit Leitiurgseigensch.aften vorgeschlagen worden; bei der durch Queruntterteilung des Dielektrikums bzw. des Ferromagnetikums eine besonders geringe Abhängigkeit der Leitungseigenschaften von der Frequenz erzielt wurde. Wenn auch durch diese Maßnahme eine weitgehende Entkopplung -benachbarter Teile der Spule erreicht worden ist, so ist doch bei Stromverteilungen, welche eine sehr starke Abhängigkeit von der Entfernung in Richtung der Spulenachse besitzen, :eine merkliche Störung zurückgeblieben. Dieses gilt insbesondere für das freie Ende der Spule, wo von der Stromstärke gesagt werden kann, daß sie von einem endlichen Wert plötzlich auf Null herunterfällt. In Abb. i ist dieses freie Ende bildlich dargestellt. Dort ist i der Eisenkern, der, wie bereits vorgeschlagen, quer unterteilt sein kann, während die Wicklung a an der Stelle A endigt. Nehmen wir zur Einfachheit der Erklärung an, daß die Spule mit einer derart geringen Frequenz gespeist wird, daß auf der Strecke A-B-C überall fast die gleiche Stromstärke herrscht, dann ist es klar, daß eine Windung bei B, welche sowohl links wie rechts Nachbarwindungen hat, von diesen Nachbarwindungen Spannungen induziert bekommt. Diese Spannungen werden infolge der Größe der gegenseitigen Kopplungen praktisch groß sein gegenüber der durch die eigene Selbstinduz tion der betrachteten Windung in ihr erzeug-.ten Spannung, d.h. die Spannung bei der betrachteten Windung entsteht praktisch nur infolge der Wechselinduktion mit den benachbarten Windungen. Eine Windung bei @ hat im Gegensatz zur Windung bei B nur'0ri' der linken Seite benachbarte Windungen. Die induzierte Spannung an dieser Windung ist also genau die Hälfte der induzierten Sparif: nung in einer Windung bei B, welche ja die doppelte Anzahl Nachbarwindungen hat. Man kann dieses, übertragen auf die Mitungsmäßige Betrachtung, auch so ausdrücken, als habe eine Windung bei A nur die halbe scheinbare Selbstinduktion als eine Windung bei B. Es ist dieser Effekt, welcher bei Spulen mit dem beschriebenen Aufbau notwendigerweise eine Reflexion der Welle am freien Ende verursachen muß.
• Da sich derartige Reflexionen in der Praxis als äußerst störend erwiesen haben, sieht die Erfindung Mittel vor zur Kompensation dieses Selbstinduktionsmangels an den. Enden der Spule. Zu diesem Zweck werden zwei Wege eingeschlagen, welche beide zum Resultat führen.
• Erstens ist es möglich, den Selbstinduktionsmangel durch eine künstliche Selbstinduktionsvergrößerung zu kompensieren.
• Zweitens ist es möglich, den Selbstinduktionsmangel durch eine Kapazitätsverldeinerung derart zu vervollständigen, daß der Wellenwiderstand in der ganzen Spulenlänge konstant bleibt. Bei der letzgenannten Maßnahme wird zwar das Phasenmaß an den Enden der Spule geringer als in der Mitte. Weil es jedoch nur auf das gesamte Phasenmaß ankommt und auf die Tatsache, daß innere Reflexionen infolge vonWellenwiderstandsänderungen vermieden werden, -wird auch mit dieser Maßnahme ein praktisch günstiges Resultat erreicht.
• Die Veränderung der Selbstinduktion gemäß dem ersten Wege nach dem freien Ende der Spule hin kann in einfacher Weise geschehen durch ein dichteres Bewickeln der Spule an den freien Enden. Bei Spulen, welche einen Eisenkern besitzen, kann außerdem die Permeabilität dieses Eisens bzw. die Eisenmenge, welche sich über den Querschnitt der Spule verteilt, nach den Enden hin gleichmäßig oder in Sprüngen vergrößert werden. Abb. 2 , zeigt beispielsweise im Prinzip einen Eisenkern, welcher für den genannten Zweck als günstig anzusehen ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, ,auf einem quer unterteilten Eisenkern gemäß der . genannten älteren Erfindung die Zwischenräume zwischen den einzelnen Eisenscheiben ach dem Ende der Spule hin ztt verringern. ließlich kann eine Erhöhung der Selbstiii uktion erreicht werden, indem der Winigsdurchmesser am freien Ende gegener dem '4'indungsdurchmesser in der Mitte der Spule vergrößert wird. Diese Maßnahme ist auch amvendbar auf Spulen ohne Eisenkern.
• Der zweite Weg kann folgendermaßen beschritten werden: Die Kapazität der Leitung je Längeneinheit muß, wie geasagt, am freien Ende geringer sein als in der Mitte der Leitung. Abb.3 zeigt die Abschirmung, welche gemäß dem genannten älteren Vorschlag einen axialen Schlitz aufweist, der nunmehr nach dem Ende der Spule hin verbreitert wird. Die Verringerung der Kapazität am freien Ende kann selbstverständlich auch geschehen durch eine allmähliche oder sprungweise Verdickung des Isoliermaterials, d.li. Abstandes zwischen dieser Abschirmung oder einem innerhalb der Spule angeordneten Metallzylinder und den Spulenwindungen. Schließlich ist es möglich, durch Verkleinerung der wirksamen Dielektrizitätskonstante die Kapazität am Spulenende zu reduzieren.
• Natürlich können auch beide geschilderten Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Künstliche Leitung für Hochfrequenz, bestehend aus einer Zylinderspule mit oder ohne Hochfrequenzeisenkern, deren Windungskapazität mittels eines eng um die Windungen herum angebrachten geerdeten elektrischen Leiters künstlich erhöht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenwiderstand durch Vergrößerung der Induktivität oder. Verkleinerung der j Kapazität an den Spulenenden gegenüber der Mitte über die ganze Länge konstant gemacht ist.
2. 2. - Spule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die -Bewicklung an i den Enden dichter ist.
3. 3. Spule nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenmenge und/oder die Permeabilität des Spulenkernes an den Spulenenden vergrößert ist. Spule nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschirmzylinder in der Nähe der Wicklung vorgesehen ist, der einen axialen, sich nach dem Ende verbreiternden Schlitz aufweist.