DE907068C

DE907068C - Slidable short-circuit device for high-frequency lines

Info

Publication number: DE907068C
Application number: DET913D
Authority: DE
Inventors: Dr Lothar Brueck
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-12-14
Filing date: 1941-12-14
Publication date: 1954-03-22

Description

Verschiebbare Kurzschlußvorrichtung für Hochfrequenzleitungen Die Erfindung betrifft eine verschiebbare Kurzschlußvorrichtung für eine koaxiale Hochfrequenzleitung oder eine Hohlrohrleitung, bei welcher der Kurzschluß für die Hochfrequenz kapazitiv erfolgt.Slidable short-circuit device for high-frequency lines Die The invention relates to a displaceable short-circuit device for a coaxial high-frequency line or a hollow pipeline in which the short circuit for the high frequency is capacitive he follows.

Gemäß der Erfindung wird eine kapazitive Kurzschlußvorrichtung vorgeschlagen, und zwar in der Weise, daß bei einer koaxialen Hochfrequenzleitung oder einer Hohlrohrleitung die Kurzschlußvorrichtung durch einen den Querschnitt des Feldraumes fast völlig ausfüllenden Metallstempel M gebildet wird, der an seinem dem Feldraum zugekehrten Ende von den Leitungswänden lediglich durch Luft getrennt ist, und daß die Führung des Metallstempels an den Leitungswänden im wesentlichen an dem dem felderfüllten Raum abgekehrten Ende über Isolierteile (T in Abb. z, R in Abb. 3) oder metallische Kontaktteile (R1, Ra in Abb. 3) erfolgt.According to the invention, a capacitive short-circuit device is proposed, in such a way that with a coaxial high-frequency line or a hollow pipe the short-circuit device through a cross-section of the field space almost completely filling metal stamp M is formed, which is facing the field space on its The end of the duct walls is only separated by air, and that the guide of the metal stamp on the pipe walls essentially on the field-filled one Space facing away from insulating parts (T in Fig. Z, R in Fig. 3) or metallic Contact parts (R1, Ra in Fig. 3) takes place.

Bisher benutzte man zur Abstimmung oder Längenänderung einer koaxialen Hochfrequenzdoppelleitung, wie Abb. i zeigt, einen metallischen Kurzschlußring K, der mit dem Außenleiter A und Innenleiter I elektrisch leitenden Kontakt gab unid etwa durch eine Stange S vom toten Leitungsende her axial bewegt wurde.Up to now used for voting or change in length of a coaxial high-frequency double line as Fig. I shows a metallic short-circuit ring K, the electrically conductive to the outer conductor A and inner conductor I Contact was unid about by a rod S from the dead end of the cable was reciprocated axially.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die wirklichen Kontaktstellen an den beiden Schleifstellen nicht genau festgelegt sind lind ein mehr oder weniger großer, unregelmäßig schwankender Übergangswiderstand vorhanden ist. Die wirkliche Kurzschlußstelle ist daher nicht eindeutig durch die Stelle der Kurzschlußscheibe gegeben, und es ist eine unregelmäßig schwankende Dämpfung vorhanden. Bei größeren Anforderungen an Genauigkeit und bei sehr kurzen Wellen (Dezimeterwellen), bei denen die Abmessungen der Kurzschlußscheibe nicht mehr vernachlässigbar klein gegenüber der Wellenlänge sind; ist daher die bekannte Anordnung nach Abb. i unzweckmäßig. Um einen auch nur angenähert guten Kontakt zu erzielen, muß man einen hohen Kontaktdruck anwenden, der einen großen Reibungswiderstand beim Verschieben des Stempels bedingt und die Einstellbarken erschwert.This arrangement has the disadvantage that the actual contact points at the two grinding points are not precisely defined, one more or there is less large, irregularly fluctuating contact resistance. the real short-circuit point is therefore not clear from the location of the short-circuit disk given, and there is an irregularly fluctuating damping. With larger ones Requirements for accuracy and with very short waves (decimeter waves) where the dimensions of the short-circuit disk are no longer negligibly small compared to the wavelength are; the known arrangement according to Fig. i is therefore inexpedient. In order to achieve even approximately good contact, one must have a high contact pressure apply, which causes a large frictional resistance when moving the punch and the adjustable barque made difficult.

Es ist ferner bekannt, bei Paralleldrahtleitungen sogenannte Reflexionsplatten als Abstimmeinrichtung zu verwenden. Diese Reflexionsplatten sind dabei derart ausgebildet, daß sie mit den Leitern des Paralleldrahtsystems in kapazitiver Verbindung stehen. Die Führung der Reflexionsplatte erfolgt bei den bekannten Anordnungen durch im Kapazitätsweg angeordnetes Dielektrikum, wodurch eine wesentliche Erhöhung der auftretenden Verluste und somit eine unerwünschte Dämpfung der Hochfrequenzwellen eintritt. Darüber hinaus ist aber diese bekannte Anordnung in einer koaxialen Hochfrequenzleitung oder in einer Hohlrohrleitung wegen ihrer relativ schlechten Kurzschlußwirkung bei gleichzeitig auftretenden Verlusten praktisch nicht verwendbar.It is also known to use so-called reflection plates in parallel wire lines to be used as a voting device. These reflection plates are designed in such a way that that they are in capacitive connection with the conductors of the parallel wire system. In the known arrangements, the reflection plate is guided by im Capacitance path arranged dielectric, whereby a substantial increase in the occurring Losses and thus undesirable attenuation of the high-frequency waves occurs. About that but this known arrangement is also in a coaxial high-frequency line or in a hollow pipeline because of its relatively poor short-circuit effect losses occurring at the same time are practically unusable.

Demgegenüber zeigt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kurzschlußvorrichtung, wie es möglich ist, diese Schwierigkeiten zu umgehen.In contrast, the short-circuit device proposed according to the invention shows how it is possible to bypass these difficulties.

An Hand der als Ausführungsbeispiele dienenden Abb. a bis q: wird die Erfindung nachstehend näher erklärt.On the basis of Figs. A to q: serving as exemplary embodiments the invention explained in more detail below.

Abb. 2 zeigt in einem Ausführungsbeispiel, wie der kapazitive Kurzschluß durch einen Metallstempel bewirkt werden kann, der den Querschnitt fast völlig ausfüllt, jedoch von der Innenwand des Außenleiters.4 durch einen Luftspalt La und von der Außenseite des Innenleiters: J durch einen Luftspalt L= getrennt ist. Hierdurch wird die Kapazität zwischen Innenleiter und Außenleiter an der Kurzschlußstelle so stark erhöht, daß praktisch keine Feldlinien in das tote Leitungsende übergreifen. Die Kurzschlußwirkung hängt, solange die vorgeschriebenen Abstände einigermaßen innegehalten werden, eindeutig von der Lage des Stempels, nicht von irgendwelchen Zufälligkeiten ab. Die notwendige Länge des Stempels ist auch von der Größe des Luftspaltes abhängig, jedoch dürfte meist eine Länge von VV und kleiner bis zu etwa Vio genügen, wobei @ die Wellenlänge der Betriebswelle in dem kurzzuschließenden Leitungsteil ist.Fig. 2 shows in an exemplary embodiment how the capacitive short circuit can be caused by a metal stamp that almost completely fills the cross-section, but from the inner wall of the outer conductor. 4 through an air gap La and from the outside of the inner conductor: J through an air gap L. = is separated. This increases the capacitance between the inner conductor and the outer conductor at the short-circuit point to such an extent that practically no field lines extend into the dead end of the line. As long as the prescribed distances are maintained to some extent, the short-circuit effect clearly depends on the position of the stamp and not on any randomness. The necessary length of the ram also depends on the size of the air gap, but a length of VV and less up to about Vio should usually suffice, where @ is the wavelength of the operating wave in the part of the line to be short-circuited.

Es wäre nun an sich möglich, zur sicheren Führung und Innehaltung der vorgeschriebenen Abstände, Innenseite und Außenseite des Metallstempels oder auch die Wandungen in der Leitung mit einem dünnen Dielektrikum zu überziehen. Zur Vermeidung von Verlusten in dem Dielektrikurn und damit einer Dämpfung der Betriebswelle sind in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die der Führung dienenden Isolierteile derart angeordnet, daß die Feldlinien im wesentlichen nur in Luft (bzw. im Vakuum, falls sich die ganze Anordnung im Vakuum befindet) verlaufen. Das wird dadurch erreicht, daß zur Führung der rückwärtige, etwas abgesetzte Teil M' des Metallstempels innen und außen mit einem Tuchüberzug T (Filz oder Billardtuch) versehen ist, welches die Spalte zwischen Il' und .-1 bzw. J ausfüllt und den Stempel sicher führt. Die Reibung kann sehr gering sein, so daß eine sehr leichte Einstellung möglich ist. An 1V1' ist ferner das Bedienungsrohr R zur axialen Verschiebung des Stempels befestigt.It would now in itself be possible for safe guidance and pause the prescribed distances, inside and outside of the metal stamp or also to cover the walls in the line with a thin dielectric. To the Avoidance of losses in the dielectric and thus damping of the operating wave are those used for guidance in accordance with the present invention Insulating parts arranged in such a way that the field lines essentially only exist in air (resp. in a vacuum, if the entire arrangement is in a vacuum). That will achieved by the fact that the rear, somewhat offset part M 'of the guide Metal stamp inside and outside provided with a cloth cover T (felt or billiard cloth) is, which fills the column between Il 'and.-1 or J and the stamp is safe leads. The friction can be very low, so that very easy adjustment is possible is. At 1V1 'there is also the operating tube R for the axial displacement of the punch attached.

Abb.3 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der eine sehr sichere Führung lediglich durch Führung an zwei bestimmten, verhältnismäßig weit voneinander entfernten Stellen der Leitungen erfolgt. Der Stempel M trägt an seinem rückwärtigen Ende eine den Querschnitt zwischen Innenleiter und Außenleiter völlig ausfüllende Ringscheibe R aus verlustfreiem, mit nur geringer Reibung schleifenden Isolierwerkstoff (z. B. Polystyrol). An diese ist das Bedienungsrohr B angesetzt, welches am Leitungsende durch zwei schmale Ringscheiben R" und Ri geführt ist. Diese beiden Ringscheiben können ebenfalls aus dielektrischem Material, jedoch unbedenklich auch aus Metall bestehen, da die durch-sie gegebenen. Kontaktstellen so weit von der kapazitiven Kurzschlußstelle entfernt liegen, daß sie auf die Kurzschlußw irkung keinen Einfluß mehr ausüben.Fig.3 shows a similar arrangement in which a very safe guide only by guiding at two specific, relatively far apart Place the lines. The stamp M carries a at its rear end washer completely filling the cross-section between the inner conductor and outer conductor R made of loss-free, low-friction insulating material (e. B. polystyrene). The operating tube B is attached to this, which is at the end of the line through two narrow ring disks R ″ and Ri. These two ring disks can also be made of dielectric material, but can also be made of metal exist as the given by-them. Contact points so far from the capacitive Short-circuit point are removed so that they have no effect on the short-circuit effect exercise more.

Eine Abwandlung des Erfindungsgedankens ist in der Weise möglich, daß man bei einer Anordnung nach Abb. 3 die Isolierscheibe R auf der Vorderseite des Metallstempels M anbringt, da es vor allem darauf ankommt, daß die Luftspalte zwischen dem Stempel und den Leitungswänden nicht oder doch im wesentlichen nicht durch festes Dielektrikum, das verlustbehaftet ist, ausgefüllt sind. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Scheibe ziemlich dünn auszubilden und gegebenenfalls mit Ausschnitten zu versehen bzw. durch einen Stern zu ersetzen.A modification of the inventive concept is possible in such a way that that with an arrangement according to Fig. 3, the insulating washer R on the front of the metal stamp M attaches, since it is important that the air gaps between the punch and the line walls not or at least not substantially are filled with solid dielectric, which is lossy. To this end it is advantageous to make the disk fairly thin and, if necessary, with it To provide cutouts or to replace them with a star.

Man kann die Erfindung auch, wie Abb. q. zeigt, auf Abstimmeinrichtungen von Hohlraumschwingern anwenden, die z. B. die Form einer flachen zylindrischen Dose H besitzen. An den Hohlraumsehwinger ist ein Hohlrohr H' angesetzt, in dem ein massiver Metallstempel M verschiebbar angeordnet ist. Der Metallstempel ist auch hier von den Wänden des Hohlrohres durch einen schmalen Luftspalt getrennt und schließt die Feldlinien rein kapazitiv kurz. Zur sicheren Führung ist der Metallstempel mit einem auf dem Rohr H' mit Gewindeführung laufendem hohlen Führungsrohr F umgeben. Dadurch wird eine sehr genaue Einstellung ermöglicht. H' kann auf seiner Außenseite eine. Teilung bzw. eine geeichte Skala tragen, an welcher :die Stellung des Stempels und damit die Abstimmung abgelesen werden kann. Das gleiche Abstimmprinzip läßt sich auch bei einer Doppeldraht- oder Bandleitung ausführen.The invention can also be used, as shown in Fig. Q. shows on voting devices apply of cavity transducers z. B. the shape of a flat cylindrical Own can H. A hollow tube H 'is attached to the hollow body, in which a solid metal stamp M is slidably arranged. The metal stamp is also here separated from the walls of the hollow tube by a narrow air gap and short-circuits the field lines purely capacitively. The metal stamp is used for safe guidance surrounded by a hollow guide tube F running on the tube H 'with a threaded guide. This enables a very precise setting. H 'can on its outside one. Graduation or a calibrated scale on which: the position of the stamp and with it the Vote can be read. The same voting principle can also be used with a double-wire or ribbon cable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Movable, purely capacitive short-circuit device for high-frequency lines, characterized in that in the case of a coaxial double line or a hollow pipeline, the short-circuit device through a cross-section of the field space almost completely filling metal stamp (M) is formed, which is attached to its end facing the field space from the pipe walls only through air is separated, and that the leadership of the metal stamp on the pipe walls essentially at the end facing away from the field-filled space via insulating parts (T in Fig. 2, R in Fig. 3) or metallic contact parts (R1, Ra in Fig.3).

2. Device according to claim i, characterized in that the guide is in a conductive connection parts standing together are designed as a thread guide (Fig. q.).

3. Device according to claim i, characterized in that the one facing away from the active line part At the end of the metal stamp a pipe (F) is connected, which the line from on the outside under fixed guidance (Fig.

4). q .. Device according to claim i, 2 or 3, characterized in that the length of the metal piston is at least almost the same a quarter of the wavelength of the operating wave in the line.

5. Device according to claim i, 2, 3 or q., characterized by the use as a tuning device for a cavity resonator.