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Verfahren zum Ausgleich der elektrischen Länge von Hochfrequenzkabeln
mit rohrförmigem Außenleiter bzw. Schirm, insbesondere von koaxialen Hochfrequenzkabeln
und dielektrischen Rohrkabeln Bei Hochfrequenzkabeln und -leitungen mit rohrförmigem
Außenleiter bzw. Schirm für die Übertragung sehr kurzer Wellen ist neben den üblichen
elektrischen Eigenschaften, wie Dämpfung, Wellenfaktor usw., vielfach auch die Forderung
einer genau bestimmten elektrischen Länge bz;w. einer genau bestimmten Phasenlage
der zu übertragenden elektromagnetischen Wellen am Ende :des Übertragungssystems
wichtig. Die elektrische Länge :des Kabels ist bestimmt durch die Anzahl der im
Resonanzfall (Leerlauf- oder Kurzschlußzustand) auf der Kabellänge auftretenden
Wellen bzw. Viertelwellen. Die Forderung zur Einhaltung einer bestimmten elektrischen
Länge hat unter anderem Bedeutung bei der Verbindung eines drahtlosen Senders mit
mehreren Strahlern (Antennen) mittels Hochfrequenzkabel, die zu diesem Zweck eine
bestimmte elektrische Länge aufweisen müssen. Da es fertigungsmäßig nicht möglich
ist, den Kabellängen einschließlich der angeba:uten;Endverschlüsse die genau vorgeschriebene
elektrische Länge zu geben, hat man daran gedacht, die elektrische Länge durch zusätzliche
Mittel, insbesondere durch :die Einschaltung von Verlängerungs- und Verkürzungstöpfen,
durch Phasenschieber od. dgl., auszugleichen. Diese zusätzlichen Ausgleichsmittel
haben aber den Nachteil, daß sie zusätzlich in das Kabel eingebaut werden müssen
und für dieses ein Fremdelement
darstellen und infolgedessen zu
einer Veränderung der anderen elektrischen Übertragungseigenschaften Veranlassung
geben können, z. B. zur Entstehung von Well-enwiderstandsschwankungen. Bei konzentrischen
und symmetrischenHochfrequenzkabeln ist es schon bekanntgeworden, kabelähnlich ausgebildete
Elemente in .das Kabel einzubauen, deren Länge durch fernrohrartige bzw. posaunenschieberförmige
Ausbildung sowohl des Außenleiters als auch des oder der Innenleiter veränderbar
ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die elektrische Länge
von Hochfrequenzkabeln vorwiegend von der Länge des Außenleiters bzw. Schirmes abhängig
ist und -daß bei den zu übertragenden sehr kurzen Wellen nur sehr kleine Längenänderungen
in Frage kommen. Erfindungsgemäß wird daher zum Ausgleich der elektrischen Länge
von Hochfrequenzkabeln mit einem rohrförmigen Außenleiter bzw. Schirm, insbesondere
von koaxialen Hochfrequenzkabeln und dielektrischen Rohrkabeln, an der Ausgleichsstelle
lediglich die Länge des Außenleiters bzw. Schirmes geändert, indem man zumindest
an dieser Stelle nur den Außenleiter in seiner Länge veränderbar ausbildet, den-oder
die Innenleiter in ihrer Konstruktion aber ungeändert läßt bzw. bei starker Ausführung
seitlich ausweichbar lagert.
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Da, wie erwähnt, bei sehr kurzen Wellen nur sehr kleine Längenänderungen
des Außenleiters bzw. Schirmes in Frage kommen, wird der weiteren Erfindung gemäß
der Außenleiter, und zwar vorzugsweise über die gesamte Kabellänge, in sich dehnbar
und stauchbar ausgebildet,. derart, daß Längenänderungen keine Stromunterbrechungen
und keine Wellenwiderstandsschwankunngen zur Folge haben. Hierzu können an sich
bekannte Außenleiterkonstruktionen verwendet werden, z. B. Außenleiter mit in kurzen
Abständen angeordneten Querrillen bzw. Sicken. Bei dielektrischen Rohrkabeln, bei
denen es in erster Linie auf die Leitfähigkeit in zirkularer Richtung ankommt, kann
-der über dem Dielektrikum liegende Außenleiter beispielsweise aus einer gut leitenden
Metallfölienwicklung, vorzugsweise aus Folien mit Z-förmigem Querschnitt, bestehen.
Auch sind Außenleiter bzw. Schirme in Form dehn- und stauchbarer Flechtschläuche
aus gut leitenden Drähten oder Bändern verwendbar.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird vorteilhaft der Außenleiter bzw.
Schirm beiderseits der Ausgleichsstelle in Klemmvorrichtungen festgelegt und der
gegenseitige Abstand dieser Klemmvorrichtungen durch Schrauborgane od..dgl. geändert.
Zum gleichen Zweck kann .derAußenleiter zu beiden Seiten der Ausgleichsstelle unmittelbar
oder mittelbar ein rechts und links gerichtetes Gewinde erhalten, wobei die Länge
.des Außenleiters zwischen den beiden Gewindestellen durch Drehen eines in beide
Gewinde eingreifenden Spannrohres geändert werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem koaxialen Hochfrequenzkanal,
bei dem der Außenleiter io in bekannter Weise aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen
Bändern mit in Abständen angeordneten Querrillen i r besteht. über .dem Außenleiter
befindet sich die dehn-und staucbbare, gegebenenfalls elastische Schutzhülle 12,
vorzugsweise aus einem gummiartigen Isolierstoff. Erfindungsgemäß sind auf dem Außenleiter
.die beiden Spannringe 13 und 14, die beispielsweise schellenartig ausgebildet sind,
festgeklemmt oder in anderer Weise befestigt. Der gegenseitige Abstand dieser Spannringe
kann durch die Spannschrauben 15 geändert werden, z. B. mittels einer mit der Spannschraube
verbundenen Kurbel. Auf diese Weise wird der Außenleiter in ,dem zwischen den Spannringen
13 und 14 liegenden Bereich gedehnt oder gestaucht und damit die elektrische Länge
des koaxialen Kabels so lange geändert, bis die gewünschte elektrische Länge eingestellt
ist. Die im allgemeinen vorhandene Bewehrung des Kabels ist zwischen den Spannringen
13 und 14 entfernt. Bei vorhandener Bewehrung können .die Spannringe an der Bewehrung
befestigt werden. Der Innenleiter 16 .des Kabels ist als massiver Leiter ausgebildet,
so daß dessen Länge unverändert bleibt. Es ist lediglich durch geeignete Lagerung
.des Innenleiters, z. B. .durch in genügend großen Abständen angeordnete Abstandhalter,
dafür gesorgt, .daß er bei Längenänderungen des Außenleiters seitlich etwas ausweichen
kann. Es wird also die elektrische Länge des Kabels ausgeglichen, ohne die Innenleiterkonstruktion
zu ändern und ohne zusätzliche veränderbare Ausgleichselemente in das Kabel einschalten
zu müssen.
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Nachger Fig. 2 sind an derBewehrung 17 beiderseits der Ausgleichsstelle,
wo die Bewehrung entfernt ist, die Rohrstücke 18 und i9 befestigt, von denen das
eine mit Linksgewinde und das andere mit Rechtsgewinde versehen ist. Durch Drehen
der Spannmutter 2o in der einen oder anderen Richtung wird der Außenleiter io im
Bereich zwischen den Rohrstücken 18 und i9 verlängert oder verkürzt.
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Abweichend von der Fig.2- dient gemäß der Fig. 3 zur Änderung des
gegenseitigen -Abstandes der Rohrstücke i8 und i9 das Spannrohr 21 mit dem Zahnkranz
22, der mittels der Schraubenspindel 23 und der hiermit verbundenen Kurbelscheibe
24 gedreht werden kann. Auf dem feststehenden Skalenring 25 läßt sich der Grad der
Längenänderung ablesen.
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Die Fig. 4, 5 und 6 deuten die Anwendung der Erfindung bei dielektrischen
Rohrkabeln an, bei denen das leitende Hohlrohr dehn- und stauchbar ausgebildet ist.
Nach der Fig. 4 besteht das Hohlrohr 26 aus einer Metallfolienwicklung, vorzugsweise
aus Metallfolien Z-förmigen Querschnitts. Die Fig. 5 und 6 geben die Ausbildung
des Hohlrohres als Flechtschlauch aus gut leitenden Drähten oder Bändern an, und
zwar Fig. 5 in Form eines Flechtschlauches 27 mit kreisförmigem und Fig. 6 in Form
eines Flechtschlauches 28 mit rechteckigem Querschnitt. Bei ,allen drei Ausführungen
befindet sich in Übereinstimmung mit der Fig. i über dem Hohlleiter eine .dehn-
und stauchbare Hülle i2.
Ebenso sind übereinstimmend mit der Fig.
i beiderseits der Ausgleichsstelle die Spannringe 13 und 14 befestigt, deren Abstand
mittels Schrauborgane od..dgl. verändert wird.
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Um die Längenänderungen an .der Ausgleichsstelle ausführen zu können,
wird zweckmäßig von den an die Ausgleichsstelle angrenzenden Teilen .des Kabels
mindestens der eine Teil so gelagert, z. B. in gebogener oder gewellter Form, daß
sie den Längsbewegungen der Einspannstellen folgen können. Diese Maßnahme wird z.
B. in der Fig.7 angedeutet, nach der .das Kabe129 den Strahler 30 mit dem
drahtlosen Sender 31 verbindet und an der Ausgleichsstelle 32 die Längenänderungen
des Außenleiters in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise vorgenommen werden. Unterhalb
der Ausgleichsstelle 32 hängt das Kabel in freiem Bogen, so .daß Längenänderungen
an der Ausgleichsstelle 32 lediglich eine Änderung der Größe .des frei hängenden
Bogens verursachen.
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Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß nur der Außenleiter
dehn- und stauchbar ausgebildet zu werden braucht, während der oder die Innenleiter
in üblicher Weise ausgeführt werden können. Dadurch werden irgendwelche Änderungen
der anderen elektrischen Eigenschaften .des Kabels vermieden. Da der Außenleiter
des Kabels im allgemeinen eine gewisse Dehnbarkeit und Stauchbarkeit aufweist, kann
die Ausgleichsstelle eingerichtet werden, ohne das Kabel zwecks Einbau zusätzlicher
Ausgleichselemente schneiden zu müssen. Nur bei starrer Ausbildung des Außenleiters
müßte ein kurzes Kabelstück mit einem dehn- und stauchbaren Außenleiter eingefügt
werden. Dies kann aber bereits bei der Fertigung der Kabellängen .in der Weise geschehen,
daß ein glatter Übergang zwischen dem Kabel und dem zusätzlichen Ausgleichsstück
gewährleistet ist und Änderungen der übrigen elektrischen Eigenschaften vermieden
werden. Mit Vorteil kann dieErfindung zu einem nachträglichen Feinabgleich von solchen
Hochfrequenzkabeln benutzt werden, bei denen mit anderen Mitteln bereits ein Grobabgleich
vorgenommen wurde. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, mehrere dicht benachbarte
Ausgleichsstellen gleichzeitig, d. h. durch gemeinsame Einstelleinrichtungen zu
beeinflussen. Die Einstellungen bzw. Einregulierungen können automatisch in Verbindung
mit anderen Einstellungen und gegebenenfalls abhängig von der Größe der Abweichung
der elektrischen Länge des Kabels vom Sollwert erfolgen. Auch in der konstruktiven
Ausführung der zur Längenänderung .des Außenleiters bzw. Schirmes benutzten Organe
sind Änderungen in dieser oder jener Hinsicht möglich, ohne vom Wesen der Erfindung
abzuweichen. Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar für abgeschirmte symmetrische
Hochfrequenzkabel.