DE942647C

DE942647C - Fluessigkeitswiderstand fuer hohe Frequenzen, insbesondere fuer die Verwendung als kuenstliche Antenne

Info

Publication number: DE942647C
Application number: DEL13745A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Hornung
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1952-10-31
Publication date: 1956-05-03

Description

Flüssigkeitswiderstand für hohe Frequenzen insbesondere für die Verwendung als künstliche Antenne Es ist bekannt, als Wasserwiderstand für hohe Frequenzen, beispielsweise bei Verwendung als künstliche Antenne, eine konzentrische Rohranordnung mit einem Wassermantel zwischen Innen- und Außenleiter zu verwenden. Infolge der dielektrischen und ohmschen Verluste erwärmt sich das Wasser im Hochfrequenzfeld und bewirkt damit die gewünschte Energieabsorption. Zweckmäßigerweise wird hierzu fließendes Wasser verwendet, um die entstehende Wärme abzuführen. Die Leistungsmessung an einem derartigen Wasserwiderstand ist aus der Temperaturdifferenz des zu- und des abfließenden Wassers und der in der Zeiteinheit durchfließenden Wassermenge leicht zu errechnen. Die bisherigen Schwierigkeiten bei dieser Methode bestehen darin, daß der Innenleiter wegen der hohen relativen Dielektrizitätskonstante des Wassers (e = 8o) sehr dünn. sein muß, um den in der Praxis gewünschten Wellen-,viderstand der genormten Energieleitungen zu der eigentlichen Antenne von Z = 6o Ohm zu erzielen. Da der Stromdichtebelag des Innenleiters, der nach einem logarithmischen Gesetz nach dem Ende zu abfällt, beim Eintritt in diesen Wasserwiderstand sehr hoch ist, ist bei dem geringen Durchmesser des Innenleiters die Feldstärke im ersten Teil des Widerstandes sehr groß, so daß bei größeren Leistungen Blasenbildung von Wasserdampf auftritt, wodurch die Kühlung stark vermindert wird und sogar der Draht durchschmelzen kann. Man hat versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu umgehen, daß man den Innenleiter als Wendel ausführte, wodurch die Feldstärke etwas heruntergesetzt wurde, konnte aber dadurch noch keine wesentliche Verbesserung erzielen, ganz abgesehen von den dadurch bedingten Fertig,ingserschwerungen.
Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten in vollem Maße dadurch beseitigt, daß man in die konzentrische Leitung ein. drittes konzentrisches Rohr ein-führt und Flüssigkeit hoher relativer Dielektrizitätskonstante, insbesondere Wasser, nur zwischen zweien dieser Rohre durchfließen läßt. Zweckmäßig kann die Flüssigkeit zwischen Innenleiter und diesem dritten Rohr fließen, so daß sich zwischen ihm und dem Außenleiter ein Luftmantel befindet. Dieses Rohr besteht vorzugsweise aus Halbleiter- oder Isoliermaterial.
Infolge der hohen Dielektrizitätskonstante der Flüssigkeit bildet sich, falls die Flüssigkeit zwischen Innenleiter und dem als Isolierrohr ausgebildeten dritten Rohr fließt, eine Potentialverteilung dergestalt, daß zwischen Innenleiter und Isolierrohr ein sehr kleines Gefälle herrscht und das Hauptgefälle im Luftmantel zwischen. Isolierrohr und Außenleiter auftritt. Infolgedessen kann in diesem Fall der Innenleiter einen wesentlich größeren Durchmesser erhalten, da der Wellenwiderstand im wesentlichen 'von dem Durchmesserverhältnis des Außenleiters zum Isolierrohr bedingt ist.
Dieses dritte Rohr kann auch aus Metall bestehen, sofern es vom Außen- und Innenleiter isoliert angeordnet wird. Dieses Rohr nimmt dann das durch die Feldverteilung bedingte Potential an.
Auch kann der Flüssigkeitsmantel zwischen Außenleiter und mittlerem Rohr angeordnet sein; man erhält dann allerdings am Innenleiter infolge der kleinen Dielektrizitätskonstante von Luft eine etwas größere Feldstärke.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert.
Fig. i zeigt den Querschnitt eines Wasserwiderstandes gemäß der Erfindung. Die Elektroden des Widerstandes, an welche die umzusetzende Hochfrequenzspannung gelegt wird, sind das Innenrohr i und das meist geerdete Außenrohr 2. Das gemäß der Erfindung zwischen diesen Rohren. angeordnete Rohr ist.mit 3 bezeichnet. Zwischen den Rohren i und 3 befindet sich Wasser, das durch das Rohr 3 hindurchfließt, so daß die vom Wasser durch Temperaturerhöhung in Form von Wärme aufgenommene Energie abgeleitet wird.
Fig. 3 zeigt den Potentialverlauf zwischen den drei konzentrisch angeordneten Rohren i, 2 und 3. Es- ist zu erkennen, daß die Feldstärke zwischen dem Rohr i und dem Rohr 3 nur wenig abfällt, während zwischen Rohr 3 und Rohr :2 ein steiler Abfall stattfindet.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der sich das Wasser zwischen dem Rohr 3 und dem Außenrohr 2 befindet. Der Potentialverlauf ist hier, wie Fig. 4 erkennen läßt, insofern umgekehrt wie bei der Anordnung nach Fig. i, als bei der Anordnung nach Fig. 2 das Potential nicht zwischen Rohr 3 und 2, sondern zwischen Rohr i und 3 steil abfällt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Insbesondere als künstliche Antenne verwendeter Flüssigkeitswiderstand für hohe Frequenzen mit konzentrischen Leitern, an welche -die umzusetzende Leistung angelegt wird und zwischen denen sich Flüssigkeit hoher relativer Dielektrizitätskonstante, insbesondere Wasser, befindet bzw. hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Innen- und Außenleiter ein Rohr konzentrisch angeordnet ist und daß sich die dielektrische Flüssigkeit zwischen diesem Rohr und einem der Leiter befindet:
2. Widerstand nach .Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr zwischen Außen-und Innenleiter aus Metall besteht und vom Außen- und Innenleiter isoliert angeordnet ist.
3. Widerstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr zwischen Außen-und Innenleiter aus Halbleiter- oder Isoliermaterial besteht.
4. Widerstand nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flüssigkeit zwischen, dem Außenleiter und dem zwischen Außen- und Innenleiter liegenden Rohr befindet.
5. Widerstand nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flüssigkeit zwischen Innenleiter und dem zwischen Innen- und. Außenleiter liegenden Rohr befindet.