-
Dielektrisches Rohrkabel zur Ubertragung von Ultrakurzwellen mit zirkularer
Stromkomponente Die Erfindung betrifft dielektrische Rohrkabel zur Übertragung von
Ultrakurzwellen, die zirkulare Leitungsströme nur auf Teilen des Rohrumfanges zur
Folge haben, so daß im Rohr vorn Zirkularströmen freie Stellen entstehen. Dies trifft
beispielsweise für die magnetische Welle erster Ordnung zu, die kurz als Hiö Welle
bezeichnet werden soll, da bei dieser Welle die Anzahl der längs des halben Umfanges
vorhandenen Phasenwechsel des zirkularen Leitungsstromes = i (erster Index) und
die Anzahl der längs des Radius auftretenden Phasenwechsel des Verschiebungsstromes
= o (zweiter Index) ist. Dabei sind als Trennlinie der Umfangshälften und als betrachteter
Radius der Durchmesser und der Radius: durch die magnetischen Pole maßgebend. (Die
im Aufsatz von R i e d i n ge r in »Telegraphen-F ernsprech-Funk- und Fernsehtechnik«
Bd. 31, Heft 2, 1942, SS. 4o bis 5o, angegebene Bezeichnung der Wellen unterscheidet
sich hiervon dadurch, daß der zweite Index um i erhöht ist, so daß die magnetische
Welle erster Ordnung die Bezeichnung Hü-Welle erhält.) Die bei der Übertragung der
H"- Welle auftretenden Feld- und Stromverteilungen gehen aus der Fi;g. i hervor,
wonach diese Welle innerhalb des Rohres. durch die elektrischen Feldlinien. i i
und die magnetischen Feldlinien I2 gekennzeichnet ist. Dabei entstehen an der Innenfläche
des Rohres die zirkularen Leitungsströme 13, die an den diametral gegenüberliegenden
Stellen, wo
die Strompfeile 13 eingezeichnet sind, ihr Maximum
haben. An den, senkrecht hierzu liegenden Stellen 14 des Rohres ist ein zirkularer
Stromfluß nicht vorhanden. Im idealen Zustand würden die stromlosen Stellen 14 üb:er
die ganze Kabellänge hin die gleiche Lage beibehalten. Wegen der im Rohr vielfach
nicht zu vermeidenden Unregelmäßigkeiten, die insbesondere bei Biegungen bzw. Krümmungen
des Rohrkabels auftreten, kann aber, in Längsrichtung betrachtet, eine Änderung
der Lage der stromlosen Stellen -12 bzw. eine Drehung der Polarisationsebene eintreten.
-
Es ist Zur Übertragung der 111. -Welle bereits bekanntgeworden, das
Kabel aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern herzustellen und die
vorteilhaft als Stabantennen ausgebildeten Sende- und Empfangselektroden. an den
Stoßfugen der Bänder so anzuordnen., daß die Stoßfugen mit den Aufteilungsstellen
der in den Rohrhälften in Umfangsrichtung fließenden elektrischen Leitungsströme
zusammenfallen und somit die zirkularen Leitungsströme nicht unterbrechen. Die durch
die Halbschalen gebildeten. Stoßfugen befinden sich hierbei än den von Zirkularströmen
freien: Stellen des Rohres. Bei dieser bekannten Anordnung stoßen die Seitenränder
der Bänder glatt aufeinander und berühren: sich daher fortlaufend. Das Problem der
Drehung der Polarisationsebene wurde bei diesem bekannten Vorschlag nicht behandelt.
-
Gemäß der Erfindung wird bei dielektrischen Rohrkabeln zur Übertragung
von Ultrakurzwellen, die zirkulare Leitungsstiöm,e nur auf Teilen des Rohrumfanges
zur Folge haben, durch zusätzliche Maßnahmen der kapazitive Widerstand im Dielektrikum
zwischen den von Zirkularsträmen freien Stellen so weit vermindert und/oder der
elektrische Widerstand an den von Zirkularströmen freien Stellen so weit erhöht,
d'aß eine Drehung der Polarisationsebene nicht eintreten kann.
-
Zur Herabsetzung des kapazitiven Widerstandes im Dielektrikum können
an den von Zirkularströmen freien. Stellen des Rohres nach innen gerichtete längs
verlaufende Rippen aus einem Material höherer Dielektrizitätskonstante oder aus
einem leitenden Stoff angeordnet werden. Zum gleichen Zweck kann eine dünne Schicht
aus einem Isoliermaterial höherer Dielektr.zitätskonstante als Luft dienen, die
sich zwischen den von Zirkularströmen freien Stellen durch das gesamte Dielektrikum
erstreckt, vorzugsweise in Form eines I.solierstoffbandes (s. z. B. das Isolierstoffband
33 in der Fig. r2). Eine Möglichkeit zur Vergrößerung des elektrischen. Widerstandes
an den von Zirkularströmen freien. Stellen besteht in der Anordnung längs verlaufender
Schlitze an der Innenseite des Rohres. Hierbei kann es zweckmäßig sein, an den von
Zirkularströmen freien Stellen eine vollständige isolierende Unterbrechung des Rohres
in zirkularer Richtung vorzunehmen.
-
Verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind in der Zeichnung
als Ausführungsbeispiele dargestellt. Die Fig. 2 bis 5 zeigen Ausführungsformen
von dielektrischen Hohlkabeln, bei denen an den von Zirkularströmen freien Stellern
14 Längsrippen -vorgesehen sind, durch die der kapazitive Widerstand im Dielektrikum
zwischen den Stellen 14 herabgesetzt wird. Die Fig. 2 sieht im Rohr 15
die
Anordnung von fortlaufenden glatten leitenden Rippen 16 vor. Nach der Fi.g. 3 besteht
das Rohr aus zwei halbschalenförmigen Bändern 17 und i8, die durch einen nach innen
gerichteten Falz rg miteinander verbunden sind. Die Rohre können auch aus zwei getrennten
halbschalenförmigen Bändern bestehen, wobei gemäß den Fiig. 4 und 5 die halbschalenförmigen
Bänder 2o gegebenenfalls nur auf Teilstrecken mit nach innen gerichteten Rippen
21 versehen, sind. Nach der Fig. 5 können die Halbschalen zur Erhöhung der Biegsamkeit
und Druckfestigkeit nach innen gerichtete Ouerrillen 22 aufweisen.
-
In der Fig.6 ist ein dfelektrisches Rohrkabel nach der Erfindung dargestellt,
das aus eng aneinandergereihten Ringen 23 besteht, die vorteilhaft an ihren Enden
durch geeignete Formgebung ineinandergreifen. Erfindungsgemäß sind an der Innenseite
der Ringe 23 die Längsschlitze 24 angebracht, die den elektrischen -.Widerstand
an den von Zirkularströmen freien Stellen erhöhen. Um bei dieser Konstruktion eine
gegenseitige Drehung der Ringe 23 und damit eine gegenseitige Verschiebung der Schlitze
24 in zirkularer Richtung zu vermeiden, sind außen in den Schlitzen 25 die Haltedrähte
26 eingelegt. Die Ringe 23 bestehen vorteilhaft aus einem druckfesten Metall, z.
B. aus Kupfer oder aus einem wohlfeilen Metall geringerer Leitfähigkeit, wie Eisen,
das nur oberflächlich mit einem gut leitenden: Metall bedeckt ist. Es ist aber auch
möglich, die Ringe aus einem druckfesten Isolierstoff herzustellen und gegebenenfalls
nur die innere Oberfläche mit einer dünnen leitenden Schicht zu, versehen, z. B.
durch Plattieren, Galvanisieren, Aufdampfen od. dgl.
-
Die Fig.7 zeigt im Querschnitt einen für ein Kabel nach der Fig. 6
verwendbaren Ring 23 aus einem nicht bzw. schlecht leitenden Stoff, der innen die
dünne leitende Schicht 27 aufweist, wobei sich die dünne Schicht 27 auch über die
Schlitze 24 erstreckt. Abweichend hiervon können die Ringe zunächst mit glatter
Innenoberfläche hergestellt, dann mit einer leitenden -Schicht 27 und erst darauf
die Schlitze 24 angebracht werden. Dadurch wird entsprechend der Fig. 8 die leitende
Schicht 27 an den Schlitzstellen 24 unterbrochen. Die Wirkung der Schlitze kann
dadurch verstärkt werden, daß entsprechend der Fig. 9 in die Schlitze Streifen 28
aus einem Isolierstoff höherer Dielektrizitätskonstante als Luft oder aus Metall
eingelegt werden.
-
Wird das Rohr aus zwei längs 'verlaufenden Bändern oder aus Ringen
hergestellt, die aus zwei Halbringen bzw. Halbschalen bestehen, kann es zweckmäßig
sein, die Halbschalen an den aneinanderstoßenden Kanten ineinandergreifen zu lassen.
Durch entsprechende Formgebung der aneinanderstoßenden
Kanten läßt
sich erreichen, daß an der Innenfläche Längsschlitze entstehen. Diesbezügliche Ausführungsbeispiele
zeigen die Fig. io und i i, wonach die Halbschalen 29 und 3o ineinandergreifen und
innen die Schilitze 3 i belassen. Besteht das Rohr aus Ringen entsprechend der Fig.6,
so werden in die außen verbleibenden Schlitze die Längsdrähte 26 eingelegt.
Die Schlitze 31 können mit einem Isolierstoff höherer Dielektrizitätskonstante als
Luft ausgefüllt sein. Gemäß der Fig. 12 wird das Rohr aus zwei Halbschalen 32 hergestellt,
zwischen denen das Isolierstoffband 33 angeordnet ist. Hierdurch wird gleichzeitig
der kapazitive Widerstand im Dielektrikum herabgesetzt und der zirkulare elektrische
Widerstand an den Trennstellen der beiden Bänder erhöht.
-
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsmöglichkeiten
beschränkt. Die Konstruktionen können in dieser oder jener Richtung geändert werden,
ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
-
Beispielsweise kann es zur übertragung der Hiö Welle, die mit zwei
diametral gegenüberliegenden stromlosen Stellen verbunden ist, genügen:, die erfindungsgemäß
getroffenen. Maßnahmen nur an einer der stromlosen Stellen vorzusehen. Werden magnetische
Wellen höherer Ordnung übertragen, so ist zu beachten, daß an entsprechend mehr
Stellen des Rohres keine zirkularen Ströme auftreten. Bei Herstellung des Rohres
aus fortlaufenden Bändern können auch diese aus einem nicht bzw. schlecht leitenden
Werkstoff, z. B. aus Eisen oder einem Isolierstoff, bestehen und nur an der Innenfläche
mit einer leitenden Schicht bedeckt sein. Abweichend von, den Ausführungen gemäß
den Fig.4 und 5 ist es möglich, jedes Band nur mit einer Rippe zu versehen, derart,
daß beim Zusammenlegen beider Bänder zwei diametral gegenüberliegende Rippen entstehen.
Soweit vorteilhaft Längsrippen vorgesehen sind, können diese zur Vergrößerung der
Biegsamkeit mit Sicken bzw. Querrillen oder mit Aus.nehmungen versehen sein. Werden
bei Herstellung des Rohres gemäß den Fig.4 und 5 die Bänder in Längsrichtung gegeneinander
verschoben, entstehen auch bei den hier vorgesehenen unterbrochenen Rippen praktisch
fortlaufende Rippen. Für den Fall der Herstellung des Riohres aus Ringen, z. B.
gemäß der Fig. 6, ist es nicht erforderlich, sämtliche Ringe mit Innenschlitzen
auszuführen. Unter Umständen genügt es, nur in Abständen Ringe mit Schlitzen anzuordnen.
Bei der Ausführung gemäß der Fig.6 können die in die äußeren Längsschlitze 25 e-ingelegten
Haltedrähte fortfallen, wenn die auf das Rohr aufgebrachten Schutzschichten in diese
Schlitze eingreifen.. Ein gegenseitiges Verdrehen der Ringe läßt sich auch durch
Anordnung von Vorsprüngen, z. B. nasenartiger Vorsprünge, und Vertiefungen bzw.
Aussparungen an den Stirnseiten der Ringe erreichen., wobei die Vorsprünge und Vertiefungen
der aneinanderstoßenden Stirnseiten ineinandergreifen. Soweit bei der Anordnung
von Längsrippen diese in das elektrische Feld des Rohrinnern hineinragen, werden
diese zweckmäßig aus möglichst verlustarmen Isolierstoffen:, z. B. Polystyrol, Polyäthylen,
Fluoren, Acenaphthen, Pyren od.,dgl., hergestellt. Unter dielektrische Rohrkabel
sind auch starre Kabel bzw. Hohlrohre zu verstehen, da auch bei starren Kabeln durch
eingebaute Krümmungen oder durch andere Ursachen eine Drehung der Polarisationsebene
eintreten kann.