DE7910714U1 - Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke - Google Patents

Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke

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DE7910714U1 DE7910714U DE7910714DU DE7910714U1 DE 7910714 U1 DE7910714 U1 DE 7910714U1 DE 7910714 U DE7910714 U DE 7910714U DE 7910714D U DE7910714D U DE 7910714DU DE 7910714 U1 DE7910714 U1 DE 7910714U1
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Description

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Feiten & Gullleaume Carlswerk AG Köln, den 5.4.79
Schanzenstraße
5000 Köln 80
Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke mit auswechselbarem Steckerkopf, auswechselbarer Kabelaufnahme, und einem Steckermittelteil mit Befestigungsgewinden für Steckerköpfe und Kabelaufnahmen.
In Entwicklungslabors, Prüffeldern für Koaxialkabel und Service-Werkstätten besteht ein ständiger Bedarf an Verbindungssteckern für Koaxialleitungen, die leicht montierbar sein sollten, aber auch besonderen Ansprüchen an die elektrischen Eigenschaften, insbesondere an die Reflexionsfreiheit, genügen müssen.
Bekannt ist ein Stecker für Koaxialleitungen, bei dem der Außenleiter durch eine konisch geformte geschlitzte Hülse, die durch eine Überwurfmutter gegen den Stecker- und Kabelaußenleiter gepreßt wird, kentaktiert ist und der Innenleiter auf ein InnenleiterkontaktstUck aufgesteckt oder aufgelötet ist, und bei dem das Außenleiterstück des Steckers als Flanschstecker mit Stirnkontakt ausgebildet ist und für die Aufnahme des Außenleiters einer Kupfermantelrohrleitung einen Anschlag hat, so daß für das Kabel ein Stirn- und Flächenkontakt mit dem Außenleiterstück erzielt ist und die hierfür nötige Einziehung gleichzeitig zur wellenwiderstandsrichtigen Kompensation dient, bei dem ferner auf das Innenleiterende bis zum Anschlag an die Isolierschicht der Leitung ein InnenleiterkontaktstUck aufgebracht ist, das gegen das Leitungsende zu etwas abgesetzt ist, vorzugsweise in Form einer Phase wodurch ein induktiv wirkender Kompensationsansatz erzielt wird (DE-OS 27 54
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Dieser bekannte Stecker hat den Nachteil, daß er für einen bestimmten Leitungstyp ausgelegt ist, für andere Leitungstypen nicht verwendet werden kann. Ein Abgleich auf geringste Reflexion ist zwar möglich, aber mühsam und ungenau. Ferner wird zur Verbindung mit Gegensteckern eines anderen Steckertyps ein zusätzliches Adapterstück benötigt, das einmal zusätzliche Reflexionen liefert und im Bedarfsfall oft nicht vorhanden ist.
Bekannt ist ferner ein koaxialer Winkelstecker für Frequenzen im GHz-Bereich, bestehend aus einem Steckergehäuse und einem in dieses seitlich eingeführten Koaxialkabel, bei dem der Innenleiter des Koaxialkabels selbst im Steckergehäuse rechtwinklig umgebogen, an seinem Ende steckerförmig ausgebildet und in Verbindung mit dem offenen Ende des Steckergehäuses den Steckerinnenleiter bildet, bei dem weiter der Kabelaußenleiter direkt mit dem Steckergehäuse im Bereich der seitlichen Einführungsbohrung für das Koaxialkabel verlötet ist, bei dem im Innenraum des Steckergehäuses im Bereich des geschlossenen Gehäuseendes ein die Halterung des Steckerinnenleiters bildendes, geeignet dimensioniertes Kunststoffteil derart angeordnet ist, daß der Wellenwiderstand des Winkelsteckers an den Wellenwiderstand des Koaxialkabels angepaßt ist. In einer Ausgestaltung dieses Steckers weist das Steckergehäuse eine Gewindebohrung mit einer Abgleichschraube auf (DE-OS 25 10 I70).
Dieser bekannte Stecker hat ebenfalls den Nachteil, daß er nur für einen bestimmten Kabeltyp verwendbar ist, bei dem der Innenleiter so stabil ist, daß er als Steckerstift verwendet werden kann. Im Stecker entstehende Reflexionen können zwar durch die Abgleichschraube in gewissen Grenzen beeinflußt werden, für Meßzwecke dürfte die Reflexionsfreiheit dennoch nicht ausreichend sein.
Allgemein bekannt sind ferner Universalsteckersysteme, die aus einem Steckermittelteil mit auswechselbaren Steckerköpfen und auswechselbaren Kabelaufnahmen bestehen.
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Diese bekannten Steckersysteme sind in der Montage relativ aufwendig, ihre Reflexipnseigenschaften sind für Meßzwecke häufig nicht ausreichend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den allgemein bekannten Universalsteckersystemen, einen Stecker zu schaffen, der auf alle Koaxialkabeltypen bis zu einem bestimmten Außendurchmesser leicht zu montieren ist, bei dem auch nach der Montage auf einem Kabel der Steckerkopf noch auswechselbar ist und bei dem die auftretenden Reflexionen an der Stelle kompensiert werden können, an der sie vorwiegend auftreten..
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stecker der beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Mittelteil einen definierten Innendurchmesser hat, daß zentral im Mittelteil ein auswechselbarer Verbindungsbolzen mit definiertem Außendurchmesser für die Verbindung des Kabelinnenleiters mit dem Steckerstift des Steckerkopfes angeordnet ist und daß im Mittelteil an der Übergangsstelle des Innenleiters zum Verbindungsbolzen radial bewegbare Abgleichelemente angeordnet sind.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zu dem definierten Innendurchmesser des Mittelteils eine Reihe von auswechselbaren Verbindungsbolzen mit definierten Außendurchmessern für eine Reihe von Wellenwiderständen bereitgehalten /ν werden können. Dadurch ist es möglich, den Stecker genau an den Wellenwiderstand des aufzunehmenden Kabels anzupassen. Die Anordnung der Abgleichelemente an der Stelle, an der der Innenleiter des Kabels aus seiner Kabelisolierung heraustritt und mit dem Verbindungsbolzen verbunden wird, ermöglicht es, Reflexionen an der Stelle auszugleichen, an der sie vorwiegend entstehen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die auswechselbare Kabelaufnahme aus einer Überwurfmutter mit einem dem Befestigungsgewinde des Mittelteils entsprechenden Innengewinde, einer Hülse mit einem dem aufzunehmenden Kabelaußendurchmesser angepaßten Innendurchmesser, einer Kont-kthülse mit einem den aufzunehmenden Außenlelterdurchmesser angepaßten Innendurchmesser und einer Kontaktscheibe mit einem dem aufzunehmenden Isolationsdurchmesser angepaßten Innendurchmesser.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Stecker durch eine kleine Zahl von einfach herzustellenden Drehteilen mit jedem denkbaren Kabeltyp sowohl mit festen als auch mit halbstarren Außenleitern sicher und einfach verbunden werden kann. Ferner ergibt sich durch diese Ausgestaltung auch bei halbstarren Kabeln ein guter Stirnkontakt des Außenleiters.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Innendurchmesser des Mittelteils 16 mm und der Außendurchmesser des Verbindungsbolzens für einen Wellenwiderstand von Z = 50 ζΐ 6,95 mm.
Diese Wahl des Innendurchmessers bietet den Vorteil, daß der Stecker für Frequenzen bis etwa 8 GHz verwendet werden kann, ohne daß Hohlwellen auftreten. Für einen Wellenwiderstand von Z = 60Q. beträgt der Durchmesser des Verbindungsbolzens dann 5,88 mm, für einen Wellenwiderstand von Z = 7552 ist der Durchmesser des Verbindungsbolzens 4,58 mm.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind im Mittelteil vier um 900 gegenein;
elemente eingeformt.
vier um 900 gegeneinander versetzte Gewindebohrungen für Abgleich-
Diese Ausgestaltung· hat den Vorteil, daß sie Abgleichmöglichkeiten . für praktisch alle vorkommenden Fälle bis herunter zu fast unmeßbaren Reflexionswerten ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat das Befestigungsgewinde für den Steckerkopf einen Außendurchmesser von 22 mm und eine Steigung von 1 Gang/Millimeter.
Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet die Möglichkeit, im Handel erhältliche genormte Teile von Steckern sowohl vo:n Tyn N als auch der Typen 4,5/l6, 6/16 und 7/16 zu verwenden. Mit den letztgenannten Steckerköpfen der l6er Reihe ist zwar die obere Grenzfrequenz des Steckersystems auf etwa 6 GHz begrenzt, gerade dieses Steckersystem wird aber an sehr vielen Meßgeräten verwendet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Verbindungsbolzen an seinem kabelseitigen Ende eine konzentrische Bohrung zur Aufnahme des Kabelinnenleiters hat.
Diese Ausgestaltung des Verbindungsbolzens ist vorwiegend für eine Lötverbindung des Innenleiters mit dem Verbindungsbolzen vorgesehen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbindungsbolzen im Bereich der Aufnahmebohrung für den Kabelinnsnleiter mehrfach lä'ngsgeschlitzt.
Diese Ausgestaltung des Verbindungsbolzens ist nur für einen bestimmten Innenleiterdurchmesser verwendbar, sie kann dann auch ohne Lötverbindung auf den Innenleiter aufgeschoben werden und erreicht damit eine für viele Messungen ausreichende gute Kontaktierung des Innenleiters.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der einzigen Figur ist ein Stecker des beschriebenen Typs mit einem angeschlossenen Koaxialkabel im Längsschnitt schematisch dargestellt. Das Koaxialkabel ist mit 1 bezeichnet, es weist eine, meist aus Kunststoff bestehende Außenhülle 2 auf. Die Verbindung des Kabels 1 mit dem Steckermittelteil β erfolgt in bekannter Weise durch Aufschieben der Überwurfmutter Ij5 und der Hülse 12 auf das Kabel 1, Absetzen des Kabels 1 entsprechend den Abmessungen der Kontakthülse 11, der Kontaktscheibe 10 und dem Abstand der Kontaktscheibe 10 vom Verbindungsbolzen 9· Dann wird die Kontakthülse 11 auf die Außenhülle 2 aufgeschoben bis die Außenhülle 2 bündig mit der Kontakthülse 11 abschließt. Durch Zurückziehen der Hülse 12 bis an den Anschlag der Kontakthülse 11 wird die Position der Hülse 12 relativ zur Kontakthülse 11 fixiert. Das aus der Kontakthülse 11 herausragende Ende des Außenleiters 3 wird zu einem Flansch verformt und die Kontaktscheibe 10 auf die Isolierung 4 aufgeschoben, bis die Isolierung 4 bündig mit der Kontaktscheibe 10 abschließt. Das Kabel 1 wird dann mit Hülse 12, Kontakthülse 11 und Kontakt-
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scheibe 10 in die Kabelaufnahme des Mittelteils 6 eingeführt und die Überwurfmutter Ij5 auf das Befestigungsgewinde 8 der Kabelaufnahme aufgeschraubt. Dabei schiebt sich der Innenleiter 5 in die Aufnahmebohrung 19 des Verbindungsbolzens 9- Die Verbindung des Innenleiters 5 mit Verbindungsbolzen 9 kann durch Löten erfolgen. Für diesen Zweck ist im Verbindungsbolzen 9 eine Bohrung 20 für die Einführung von Lötzinn vorgesehen. Der Verbindungsbolzen 9 kann aber auch, wie in der Figur erkenntlich, im Bereich der Aufnahmebohrung 19 geschlitzt sein, so daß bei entsprechender Bemessung der Aufnahmebohrung 19 eine Klemmverbindung mit dem Innenleiter 5 erfolgen kann. Für die Ausführung der Lötarbeiten und zur Kontrolle der Verbindung zwischen Innenleiter 5 und Verbindungsbolzen 9 ist die Montageöffnung 21 im Steckermittelteil 6 vorgesehen. Sie wird später durch eine entsprechende Schraube, die in der Figur nicht dargestellt ist, verschlossen. In Fällen, wo die Verbindung des dargestellten Steckers mit dem Kabel 1 nur für relativ kurzfristige Messungen erfolgen soll, kann die Außenhülle 2 auch weiter abgesetzt werden, so daß sie nur von der Überwurfmutter 15 erfaßt wird. Auch dann ergibt sich eine mechanisch sichere Verbindung des Steckers mit dem Kabel durch das Einklemmen des Außenleiterflansches zwischen der Kontaktscheibe 10 und der Kontakthülse 11. Für eine Verbindung des Steckers mit halbstarren Koaxialkabeln (semi-rigid-Leitungen) empfiehlt es sich, den Außenleiter J vor der Formung des Flansches mehrfach aufzuschlitzen. Wird Wert auf eine ausgesprochene Stirnkontaktierung des Außenleiters J gelegt, kann die kabelseitige Fläche der Kontaktscheibe 10 auch als Innenkonus und die gegenüberliegende Fläche der Kontakthülse 11 mit einem entsprechenden Konuswinkel ausgebildet sein. Auf dem Befestigungsgewinde 7 des Mittelteils 6 ist der Steckerkopf 16 aufgeschraubt. In entsprechenden Ausnehmungen des Steckerkopfes 16 und des Mittelteils 6 sitzt der Isolator 17, in dessen Mittelbohrung der Steckerstift 18 sitzt. Er ist über einen Gewindestift mit einem entsprechenden Innengewinde des Verbindungsbolzens 9 verbunden. In der Figur wurde als Ausführungsbeispiel ein Steckerkopf 16 mit Steckerstift l8 der bekannten und genormten l6er Reihe gezeichnet. Auf dem gleichen Befestigungsgewinde 7 können aber auch Steckerköpfe der ebenfalls genormten N-Reihe aufgesetzt werden. Der Wellenwiderstand des Steckermittelteils 6 mit seinem definierten In-
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nendurchmesser D wird bestimmt durch den Außendurchmesser d des Verbindungsbolzens 9. Wird der Innendurchmesser D des Mittelteils 6 mit 16 mm gewählt, ergibt sich bei einem gewünschten Wellenwiderstand Z = 501JiI ein Außendurchmesser d = 6,95 mm für den Verbindungsbolzen 9. Für einen Wellenwiderstand von Z = 60"i£ beträgt d 5,88 mm, für einen Wellenwiderstand Z = 75 Vi beträgt d 4,58 mm. Damit ist lediglich die Übergangsstelle 2? des Innenleiters 5 zum Verbindungsbolzen 9 bei verschiedenen Durchmessern des Innenleiters 5 nicht eindeutig in ihrem Wellenwiderstand bestimmt. An dieser Stelle könnten also Reflexionen auftreten. Sie werden nach der Montage des Steckers und Verbindung des Steckers mit entsprechenden Meßgeräten durch Eindrehen einer oder mehrer Abgleichschrauben 15 in die gezeichneten Bohrungen Ik auf ein Minimum abgeglichen. Mit den angegebenen Abmessungen D= 16 ram ist der Stecker bis zu Frequenzen von etwa 8 GHz verwendbar. Das bei höheren Frequenzen mögliche Auftreten von Hohlwellen im Innenraum des Mittelteils 6 kann unter Verwendung der geschilderten Gedankengänge durch Verkleinern des Innendurchmessers D und entsprechender Bemessung des Verbindungsbolzens 9 zu wesentlich höheren Frequenzen verschoben werden. In solchen Fällen wird vorteilhafterweise auch das Befestigungsgewinde 7 für den Steckerkopf 16 Abmessungen erhalten, die für die Verwendung von Steckerköpfen anderer Steckertypen geeignet ist, da beispielsweise die bekannte N-Steckerreihe nur bis 18 GHz verwendbar ist.
Es ist erkennbar, daß als Präzisionsteile lediglich das Steckermiotelteil 6 und der Verbindungsbolzen 9 ausgeführt werden müssen. Die Genauigkeit der Einzelteile der auswechselbaren Kabelaufnahme hat auf die elektrischen Eigenschaften des Steckers kaum einen Einfluß. Für eine Vielzahl von Kabeltypen muß lediglich eine Reihe von Kontaktscheiben 10 mit einem dem Durchmesser der Kabelisolierung 4 entsprechendem Innendurchmesser 10a, von Kontakthülsen 11 mit einem dem Außendurchmesser des Außenleiters 3 entsprechendem Innendurchmesser 11a und einer Reihe von Hülsen 12 mit einem dem Durchmesser der Außenhülle 2 entsprech enden Innendurchmesser 12a bereitgehalten werden. Damit ist ein Stecker geschaffen, der für die genannten Einsatzzwecke zum Messen von Kabeln und Geräten in Prüffeldern, Entwicklungslabors und Service-Werkstätten universell verwendbar ist.

Claims (7)

Pl 4507 j ..* -ii-H· · :" *' : 5.^.79 Ansprüche:
1. Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke mit auswechselbarem Steckerkopf, auswechselbarer Kabelaufnahme, und
| einem Steckermittelteil mit Befestigungsgewinden für Steckerköpfe und Kabelaufnahmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (6) einen definierten O Innendurchmesser (D) hat, daß zentral im Mittelteil (6) einauswechselbarer Verbindungsbolzen (9) mit definiertem Außendurchmesser (d) für die Verbindung des Kabelinnenleiters (5) mit dem Steckerstift (l8) des Steckerkopfes (l6) angeordnet ist, und daß im Mittelteil (6) an der Übergangsstelle (21) des Innenleiters (5) zum Verbindungsbolzen (9) radial bewegbare Abgleichelemente (15) angeordnet sind.
2. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbare Kabelaufnahme aus einer Überwurfmutter (13) mit einem dem Befestigungsgewinde (8) des Mittelteils (6) entsprechenden Innengewinde (13a), einer
( . Hülse (12) mit einem dem aufzunehmenden Kabelaußendurchmesser (l) angepaßten Innendurchmesser (12a), einer Kontakthülse (ll) mit einem dem aufzunehmenden Außenleiterdurchmesser (j>) angepaßten Innendurchmesser (lla) und einer Kontaktscheibe (lO) mit einem dem aufzunehmenden Isolationsdurchmesser (4) angepaßten Innendurchmesser (10a) besteht.
3- Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (D) des Mittelteils (6) 16 mm und der Außendurchmesser (d) des Verbindungsbolzens (9) für einen Wellenwiderstand von Z = 50 R 6,95 mm beträgt.
Fi 4507 ·: · :- 2 f: . .·: : 5.4.79
4. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil (6) vier um 90° gegeneinander versetzte Gewindebohrungen (14) fUr Abgleichelemente (15) eingeformt sind.
5. Stecker nach Anspruch 1, dadu rch gekennzeichnet, daß das Befestigungsgewinde (7) für den Steckerkopf (16) einen Außendurchmesser von 22 mm und eine Steigung von 1 Gang pro Millimeter hat.
6. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (9) an seinem kabelseitigen Ende eine konzentrische Bohrung (19) zur Aufnahme des Kabelinnenleiters (5) hat.
7. Stecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (9) im Bereich der Aufnahmebohrung (19).für den Kabelinnenleiter (5) mehrfach längsgeschlitzt ist.
DE7910714U Koaxialkabel mit Koaxialleitungsstecker für Meßzwecke Expired DE7910714U1 (de)

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