DE856470C

DE856470C - Symmetrical high frequency cable

Info

Publication number: DE856470C
Application number: DEB13235A
Authority: DE
Inventors: Karl-August Dipl-Ing Heyne
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1951-01-04
Filing date: 1951-01-04
Publication date: 1952-11-20

Description

Symmetrisches Hochfrequenzkabel Beim Anschluß von Hochfrequenzgeräten im Ultrakurzwellen- (UKW-) Gebiet an UKW-Schwingungserzeuger muß darauf geachtet werden, daß der Wellenwiderstand des Anschlußkabels an den Verbraucher und an den Generator richtig angepaßt ist: Die Verbraucher haben in manchen Fällen einen derartigen Aufbau, daß sich ein bestimmter Wellenwiderstand ergibt, der nicht beliebig geändert werden kann. Trotzdem wird gefordert, daß verschiedene derartige Verbraucher mit verschiedenen Wellenwiderständen sich über ein und dasselbe Kabel an einen Generator anschließen lassen. Derartige Aufgaben treten z. B. auf, wenn die UKW-Energie zur Heizung oder Erwärmung verwendet wird und wenn die Werkzeuge dabei durch ein Kabel an den Generator angeschlossen werden sollen. Ähnliche Problemstellungen bestehen auch bei dem Anschluß von Antennen an Sender oder Empfänger, da z. B. Empfangsgeräte mit verschiedenem Eingangswiderstand an gleichartig aufgebaute Antennen, z. B. störungsarme, abgeschirmte Antennen angeschlossen werden sollen. In a11 diesen Fällen ist es erwünscht, ein symmetrisches Hochfrequenzkabel zu benutzen, das an die verschiedenen Arbeitsbedingungen angepaßt werden kann.Symmetrical high-frequency cable When connecting high-frequency devices In the ultra-short wave (VHF) area to VHF vibrators, care must be taken that the characteristic impedance of the connecting cable to the consumer and to the Generator is properly adjusted: In some cases the consumers have one Structure that results in a certain wave resistance that does not change at will can be. Nevertheless, it is required that various such consumers with different wave resistances are connected to a generator via one and the same cable let connect. Such tasks occur z. B. on when the VHF power to Heating or warming is used and when the tools are doing it through a cord to be connected to the generator. Similar problems exist even when connecting antennas to transmitters or receivers, as z. B. Receivers with different input resistance to antennas of the same structure, e.g. B. low-interference, shielded antennas are to be connected. In all of these cases it is desirable Use a balanced high-frequency cable adapted to the various working conditions can be customized.

Gemäß der Erfindung wird das Kabel mit mehreren einen verschiedenen Wellenwiderstand aufweisenden Anschlüssen versehen. Das Kabel enthält dabei mehrere Leiter, die derart auf die verschiedenen Anschlüsse umschaltbar sind, daß sich verschiedene Wellenwiderstände ergeben. So können z. B. bei einem Kabel mit vier im Querschnitt an den Ecken eines Quadrats angeordneten, parallel laufenden Leitern jeweils zwei benachbarte Leiter oder zwei diagonal zueinander liegende Leiter miteinander verbunden und parallel geschaltet werden. Dabei erhält man in den beiden Fällen verschiedene Wellenwiderstände; deren Verhältnis zueinander noch durch im Querschnitt rechteckige Anordnung der Leiter oder durch Zuschaltung weiterer Leiter geändert werden kann. Schaltet man die Leiter mit großem Abstand parallel, so wird der Wellenwiderstand klein, während bei Parallelschaltung der Leiter mit kleinem Abstand der Wellenwiderstand groß wird. Das Verhältnis der beiden Wellenwiderstände hängt von dem Verhältnis der Abstände a und b der Leiter untereinander ab.According to the invention, the cable is provided with a plurality of connections having a different characteristic impedance. The cable contains several conductors, which can be switched to the different connections in such a way that different wave resistances result. So z. B. in a cable with four parallel conductors arranged in cross section at the corners of a square, two adjacent conductors or two conductors lying diagonally to one another are connected to one another and connected in parallel. Different wave resistances are obtained in both cases; their relationship to one another can be changed by arranging the conductors with a rectangular cross-section or by connecting additional conductors. If the conductors are connected in parallel at a large distance, the characteristic impedance becomes small, while if the conductors are connected in parallel with a small distance, the characteristic impedance is high. The ratio of the two wave resistances depends on the ratio of the distances a and b between the conductors.

Als Ausführungsbeispiel sei ein vieradriges Kabel mit den Leitern 1, 2, 3 und 4 gewählt, die voneinander gleichen Abstand haben. Zwischen den Leitern bestehen dann die Kapazitäten Cl und C2, wie dies aus der Fig. i hervorgeht. Bei Parallelschaltung von zwei nebeneinanderliegenden Leitungen, z. B. den Leitungen i und 2 einerseits und den Leitungen 3 und 4 andererseits, erhält man einen Parallelwiderstand Z" und bei Schaltung von zwei diagonal liegenden Leitungen, das heißt der Leitungen i und 3 einerseits und der Leitungen 2 und 4 andererseits, einen Parallelwiderstand Zd. Für das Verhältnis dieser Wellenwiderstände gilt die Bezeichnung Das Verhältnis der Induktivitäten ist durch den Kopplungsfaktor K bestimmt und durch die B°ziehung gegeben. Je nach der Größe des Leiterabstandes kann hier ein Verhältnis bis etwa 4 hergestellt werden.A four-wire cable with conductors 1, 2, 3 and 4 that are equidistant from one another is chosen as an exemplary embodiment. The capacitances C1 and C2 then exist between the conductors, as can be seen from FIG. When connecting two adjacent lines in parallel, e.g. B. the lines i and 2 on the one hand and the lines 3 and 4 on the other hand, one obtains a parallel resistor Z "and when connecting two diagonally lying lines, that is, the lines i and 3 on the one hand and the lines 2 and 4 on the other hand, a parallel resistor Zd The designation applies to the ratio of these wave resistances The ratio of the inductances is determined by the coupling factor K and the relationship given. Depending on the size of the conductor spacing, a ratio of up to about 4 can be established here.

Die Kapazitäten C" und Cd setzen sich aus den Teilkapazitäten Cl und C2 zusammen Der Grenzwert dieses Verhältnisses liegt bei o,5, wenn Cl sehr groß gegenüber C, ist. Mit diesen Grenzwerten ergibt sich ein Verhältnis der Wellenwiderstände Z" oder Zd von etwa 2,8 maximal. Dabei ist allerdings noch zu berücksichtigen, daß unter Umständen eine Korrektur mit Rücksicht auf nicht eingeschaltete benachbarte Leiter oder Abschirmungen notwendig werden kann.The capacities C ″ and Cd are composed of the partial capacities Cl and C2 The limit of this ratio is 0.5 when Cl is very large compared to C i. With these limit values a ratio of the wave resistances Z ″ or Zd of about 2.8 at maximum results. However, it must be taken into account that under certain circumstances a correction may be necessary with regard to adjacent conductors or shields that are not switched on.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Leiter im Querschnitt des Kabels an den Ecken eines Rechtecks angeordnet. Es ergeben sich dann die aus Fig. 2 hervorgehenden Werte der Kapazität Ca, Cb und Dd und die Werte der Induktivität L., Lb sowie die Kbpplungsfaktoren K" und Kb. Die Leiter lassen sich nun in verschiedener Weise schalten, und zwar ergibt sich ein Wellenwiderstand für den Fall, daß die beiden eng benachbarten Leiter i und 4 sowie 2 und 3 miteinander verbunden sind. Werden die weit auseinander liegenden Leiter i und 2 sowie 3 und 4 zueinander parallel geschaltet, dann ergibt sich ein Wellenwiderstand Die Umschaltung kann auch so vorgenommen werden, daß zwei Leiter, z. B. i und 2, die weiten Abstand voneinander haben, gemeinsam mit dem Kabelmantel verbunden werden und daß nur die beiden restlichen Leiter eingeschaltet sind. In diesem Fall wird der Parallelwiderstand nach der Formel berechnet. Verbindet man zwei eng benachbarte Leiter, z. B.In a further embodiment, the conductors are arranged in the cross section of the cable at the corners of a rectangle. The values of the capacitance Ca, Cb and Dd and the values of the inductance L., Lb as well as the coupling factors K "and Kb result from FIG Wave resistance in the event that the two closely adjacent conductors i and 4 as well as 2 and 3 are connected to one another. If the widely spaced conductors i and 2 as well as 3 and 4 are connected in parallel to one another, a wave resistance results Switching can also be made so that two conductors, e.g. B. i and 2, which are far apart, are connected together with the cable jacket and that only the two remaining conductors are switched on. In this case, the parallel resistance is according to the formula calculated. If you connect two closely spaced conductors, e.g. B.

i und 4, mit dem Kabelmantel, dann ergibt sich der Wellenwiderstand Es wäre schließlich noch möglich, zwei diagonal zueinander liegende Leiter mit dem Kabelmantel zu verbinden, wobei sich der Wellenwiderstand Z5 analog zu den obengenannten Fällen berechnen läßt.i and 4, with the cable jacket, then the characteristic impedance results Finally, it would still be possible to connect two conductors lying diagonally to one another with the cable jacket, whereby the characteristic impedance Z5 can be calculated analogously to the above-mentioned cases.

Um die Umschaltung durchzuführen, kann z. B. ein Anschlußstück nach Fig. 3 verwendet werden. In dem Kabel, das im Querschnitt bei 5 angedeutet ist, mögen die Leiter 1, 2, 3 und 4 an den Punkten eines Quadrats liegen. Der Stecker des Kabels, der bei 6 angedeutet ist, enthält die Anschlußstifte 1, 2; 3 und 4 in einer abweichenden Reihenfolge. Zur Umschaltung des Wellenwiderstandes sind zwei Anschlußbuchsen vorgesehen, von denen die eine 7 die Leiter i + 2 und 3 -f- 4 paarweise verwendet, während die andere Buchse 8 die Leiter i -j- 3 und 2 + 4 paarweise kurzschließt. An Stelle der getrennten Buchsen 7 und 8 kann auch eine Buchse mit drehbarem Einsatz verwendet werden.To carry out the switch, z. B. a connector after Fig. 3 can be used. In the cable, which is indicated in cross section at 5, let conductors 1, 2, 3, and 4 lie at the points of a square. The plug of the cable, which is indicated at 6, contains the connecting pins 1, 2; 3 and 4 in a different order. To switch the wave impedance there are two Connection sockets provided, one of which 7 conductors i + 2 and 3 -f- 4 in pairs used, while the other socket 8 shorts the conductors i -j- 3 and 2 + 4 in pairs. Instead of the separate sockets 7 and 8, a socket with a rotatable insert can also be used be used.

Für ein Kabel mit rechteckig angeordneten Leitern nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Anschlußstücke nach Fig. 4 vorgesehen. Der Querschnitt des Kabels ist bei 9 dargestellt. Die Adern des Kabels sind an dem Stecker io derart herausgeführt, daß sie annähernd gleichen Abstand haben, wobei es aber zur Vermeidung von Ungleichmäßigkeiten auf dem Kabel zweckmäßig sein kann, im Stecker einen Ausschnitt ii vorzusehen. In Verbindung mit diesem Kabel können 5 Steckerbuchsen verwendet werden. Die Buchse 12 verbindet die Leiter i -f-- 3 und 2 + 4 miteinander. Die Buchse 13 schaltet die Leiter 1, 2 und 3, 4 parallel zueinander. Die Buchse 14 verbindet die Leiter i und 2 mit dem Kabelmantel, so daß nur die Leiter 3 und 4 eingeschaltet sind, während die Buchse 15 die Leiter 1 und 3 mit dem Kabelmantel verbindet.For a cable with conductors arranged in a rectangle after the second Exemplary embodiment, the connecting pieces according to FIG. 4 are provided. The cross section of the cable is shown at 9. The wires of the cable are like this on the connector io led out that they have approximately the same distance, but to avoid it of irregularities on the cable can be useful, a cutout in the connector ii to provide. In connection with this cable 5 sockets can be used will. The socket 12 connects the conductors i -f-- 3 and 2 + 4 with one another. The socket 13 switches the conductors 1, 2 and 3, 4 parallel to one another. The socket 14 connects the conductors i and 2 with the cable jacket, so that only the conductors 3 and 4 switched on are, while the socket 15 connects the conductors 1 and 3 to the cable jacket.

Die Buchse 16 schließlich verbindet die Leiter 2 und 3 mit dem Kabelmantel, so daß nur die Leiter i und 4 eingeschaltet sind. Ein mechanischer Formschluß, z. B. eine Nase 17, die in einen Einschnitt 18 paßt, verhindert falsches Einstecken. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es möglich, stark voneinander abweichende Werte des Wellenwiderstandes mit ein und demselben Kabel zu erzielen und den AnschluB an verschiedene Geräte, Verbraucher oder Generatoren anzupassen.The socket 16 finally connects the conductors 2 and 3 with the cable sheath, so that only the conductors i and 4 are switched on. A mechanical form fit, e.g. B. a nose 17 which fits into a notch 18 prevents incorrect insertion. With With the help of this facility, it is possible to determine values of the Characteristic impedance to be achieved with one and the same cable and the connection to different Adapt devices, consumers or generators.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Symmetrical high frequency cable for optional Connection of various devices, characterized in that the cable with a switching device which is the characteristic impedance of the cable by different grouping the conductor of the cable changed.

2. Cable according to claim i, characterized in that that the conductors provided in the cable with the help of various types of connection pieces are switchable in such a way that different wave resistances result.

3. Cable according to claim 1 and 2, characterized in that the cable has 4 symmetrical conductors has, of which either two adjacent or two diagonally opposite one another can be connected in parallel.

4. Cable according to claim i to 3, characterized in that that the conductor in the cross section of the cable at the corners of a square or rectangle are arranged, and that for switching, either two closely adjacent or two conductors that are further apart can be connected in parallel to one another.

5. Cable according to claims i to 4, characterized in that there are four conductors of a cable optionally two are grounded and only the remaining two conductors are used.