DE954529C - Hochfrequenz-Schichtenleiter aus abwechselnden duennen Metall- und Isolierschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hochfrequenz-Schichtenleiter aus abwechselnden dünnen Metall- und Isolierschichten. Bei derartigen Schichtenleitern muß die Dicke der einzelnen Metallschichten kleiner als die äquivalente Leitschichtdicke gewählt werden. Berechnungen ergeben ferner, daß zur Erzielung einer kleinen Dämpfung die Isolierschichtdicke etwa halb so groß sein muß wie die Metallschichtdicke. Die Stromdichte hat einen maximalen Wert in der Achse des Schichtenleiters und fällt auf den Wert Null bei einem Radius von etwa 0,6 des Auißenradius des Schichtenleiters. Von diesem Nullwert steigt die Stromdichte bis zur Leiteroberfläche wieder an. Innerhalb und außerhalb der Nullstromschicht sind die Ströme entgegengesetzt gerichtet.

Der Vorteil der Schichtenleiter ist in erster Linie in der geringen Dämpfung zu erblicken. Der Vergleich eines Schichtenleiters mit einem koaxialen Hochfrequenzkabel mit gleichem Außendurchmesser ergibt, daß die Dämpfung des Schichtemleiters nur etwa 20 bis 30%· der Dämpfung des koaxialen Hochfrequenzkabels gleichen Durchmessers hat. Die Erzielung sehr kleiner Dämpfungswerte setzt aber eine hohe Längsleitfähigkeit der Metallschichten voraus. Daher hat man> zunächst daran gedacht, die Metallschichten durch längs verlaufende Metallfolien zu bilden.

Derartige Schichtenleiter sind aber einerseits schwierig herstellbar, andererseits ist deren Biegsamkeit gering.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Hochfrequenz-Schichtenleiter so aufzubauen-, daß diese gleichzeitig eine kleine Dämpfung haben, in genügendem Maße biegsam und ferner in einfacher Weise, insbesondere mittels der in der Kabel- und Leitungsfertigung schon vorhandenen Einrichtungen, herstellbar sind.

Gemäß der Erfindung werden bei Hochfrequenz-Schicbtenleitern aus abwechselnden dünnen Metall- und Isolierschichten die einzelnen Metallschichten hoher Längsleitfähigkeit aus mindestens zwei Lagen von mit kleiner Lücke oder kleiner Überlappung gewickelten Folien gebildet. Vorteilhaft beträgt die Schlaglänge der vorzugsweise um einen Kern gewickelten bzw. gesponnenen Metallfolien etwa das Vierfache und mehr des Durchmessers so der Folienwicklung.

Die beiden eine Metallschicht bildenden Folien werden zweckmäßig in entgegengesetzter Richtung gewickelt. Es ist aber auch möglich, die beiden Folien in gleicher Richtung und mit gleicher Steigung mit Lücke zu wickeln, wobei die obere Bandwicklung die Lücke der unteren Bandwicklung überdeckt. Es empfiehlt sich, die zwischen den Metallschichten liegenden Isolierschichten durch Isalierfolien zu bilden, die mit gleicher Steigung wie die darunter oder darüber liegenden Metallfolien gewickelt werden können.

Anstatt getrennter Metall- und- Isoüerfolien sind auch mit Isolierfolien kaschierte Metallfolien verwendbar, die so aufgebracht werden, daß die Metallfoiien einander zugekehrt sind. Dabei ist es zweckmäßig, die Isolierfolie ein wenig breiter als die Metallfolie zu machen, um die überstehenden Isolierfolienxänder zur gegenseitigen Isolierung der Metallschichten mit auszunutzen. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt zunächst im Querschnitt einen Schichtenleiter in stark vergrößertem Maßstab. Danach sind auf einen Kern 10 aus Metall oder Isolierstoff in abwechselnder Folge die dünnen Metallschichten 11 und Isolierschichten 12 aufgebracht. Zum äußeren Schutz dient der wasserdichte Kabelmantel 13. Nimmt man beispielsweise einen Kemdurchmesser von 1 mm, einen äußeren Durchmesser von 5 mm und für die Stärke einer Metallschicht einschließlich Isolierschicht 0,04 mm an, so wurden sich etwa 25 Metall- und 25 Isolierschichten ergeben.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die aufeinanderfolgenden Folien abwechselnd in" entgegengesetzter Richtung gewickelt sind. Der aus einem zugfesten, zweckmäßig gutleitenden Metall bestehende Kern 10 ist mit einer dünnen Isolierschicht 14, z. B. Lackschicht, versehen. In Übereinstimmung mit der Fig. 1 sind die Metallfolien mit 11 und die Isolierfolien mit 12 bezeichnet. Über die Isolierschicht 14 sind zunächst die Metallfolien H₁ und H₁' in entgegengesetzter Richtung, aber mit gleicher Steigung, und darüber die Isolierfolien I2_t und I2_X' gewickelt. Darüber folgen die Metallfolien H₂ und H₂', die Isolierfolie» I2₂ und IS₂' usw. bis zu den auißenliegenden Metallfolien' H_n und H_n' und Isolierfolien i2„ und I2„'. Die Breite der Folien wird zweckmäßig proportional dem Durchmesser der Folienwicklung gewählt. Sie kann in Abhängigkeit vom Wicklungsdurchmesser von innen" nach außen entweder von Folie zu Folie, von Folienpaar zu Folienpaar oder in Stufen von mehreren Folien bzw. Folienpaaren zunehmen. Bei einer derartigen Bemessung der Folien können alle Folien mit gleichem bzw. annähernd gleichem Steigungswinkel gewickelt werden, was aus elektrischen Gründen von Vorteil ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der Fig. 2 dadurch, daß alle Folien, und zwar sowohl die Metallfolien als auch die Isolierfolien, in gleicher Richtung gewickelt bzw. gesponnen sind.

In der Fig. 4 wird im vergrößerten Maßstab ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem zum Aufbau des Schichtenleiters Metallfolien 15 verwendet werden, die mit einer Isolierfolie 16 kaschiert sind. Die Isolierfolie 16 ist ein wenig breiter als die Metallfolie 15, so daß, falls die Metallfolie an den Längskanten Metallgrat aufweisen sollte, hierdurch die gegenseitige Isolierung der Metallschichten nicht beeinträchtigt wird. In diesem Falle ist die Anordnung einer zusätzlichen Isolierschicht zwischen den kaschierten Metallfolienlagen nicht erforderlich. In der Fig. 4 sind die aufeinanderfolgenden kaschierten MetaMfolien mit 15^16^ i5₂/i6₂ US¹W. bezeichnet. Alle Folien sind in gleicher Richtung gewickelt. Je zwei zueknandergehörige Folien mit einander zugekehrten Metallschichten, die ein Folienpaar darstellen·, haben ferner die gleiche Steigung. Es ist aber auch möglich, die aufeinanderfolgenden Folienpaare abwechselnd in entgegengesetzter Richtung zu wickeln. Ferner können auch die zu einem Folienpaar gehörigen Folien entgegengesetzt gewickelt werden.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, Isolierfolien mit beidseitig aufgebrachten Metallschichten zu verwenden, wobei die Metallschichten vorteilhaft schmaler als die Isolierfolie gehalten werden. Die Isolierfolie kann, damn etwa doppelt so dick wie die Metallschichten ausgeführt sein.

Zur Verbesserung der Kontaktgabe zwischen den einander zugekehrten Metallfolien bzw. zwischen den im Überiappungsbereich übereinanderliegenden Lietallfolien kann der Schichtenleiter einer nachträglichen Kalibrierung unterworfen werden., indem man den Schichtenleiter beispielsweise durch einen Kalibriernippel hiindurchziieht. Eine derartige Kalibrierung kann auch schon während der Aufbrin- iao gung der Folien vorgenommen werden·.

Diie Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann die Isolierschicht zwischen den Metallfolienwicklungen .in anderer Weise ausgeführt sein. Unter anderm ist es möglich, die Isolierfolien in

Längsrichtung aufzubringen, insbesondere dann, wenn die Isolierfolien genügend biegsam und elastisch sind und z. B. aus Polyäthylen bestehen. Die Metallfolien bestehen vorteilhaft aus hochleitendem Kupfer.

Die erfindungsgemäß aus gewickelten bzw. gesponnenen Metallfolien hergestellten Metallschichten haben praktisch die Form fugenloser rohrförmiger Schichten, die eine hohe Längsleitfähigkeit aufweisen und außerdem biegsam sind. Der geringe Übergangswiderstand an den überlappten oder überbrückten Teilen ist in erster Linie dadurch bedingt, daß die Metallfolien extrem dünn sind und sich fest gegeneinanderschmiegen, wozu auch der beim Wickel- bzw. Spinnprozeß auf die Metallfolien ausgeübte Zug beiträgt. Auf diese Weise wird ain biegsamer Hochfrequenz-Schichtenleiter mit kleiner Dämpfung erzeugt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenz-Schichtenleiter aus abwechselnden dünnen Metall? und Isolierschichten, vorzugsweise mit einem Kern, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Metallschichten höher Längsleitfähigkeit aus mindestens zwei Lagen von mit kleiner Lücke oder mit kleiner Überlappung gewickelten Folien bestehen.

2. Schichtenleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der Metall· folien etwa das Vierfache und mehr des Durchmessers der Folienwicklung beträgt.

3. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden eine Metallschicht bildenden Folien in entgegengesetzter Richtung und vorzugsweise mit gleicher Steigung gewickelt sind.

4. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Metallschicht bildenden Folien in gleicher Richtung und glei-¹ eher Steigung mit kleiner Lücke gewickelt sind, wobei die obere Bandwicklung die Lücke der unteren Bandwicklung überdeckt.

5. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den, Metallfolienschichten liegenden Isolierschichten durch Isolierfolien gebildet sind, die vorteilhaft mit gleicher Steigung wie die darunter- oder darüberliegenden Metallfolien gewickelt sind.

6. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien mit Isoliierfolien kaschiert sind und diese kaschierten Folien mit einander zugekehrten Metallschichten gewickelt sind.

7. Schichtenleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daü die Isolierfolie einer kaschierten Folie ein wenig breiter als die Metallfolie ist.

8. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitender Folien proportional dem Durchmesser der Folienwicklung gewählt ist, so daß sie von innen nach außen entweder von Folie zu Folie oder von Folienpaar zu Folienpaar oder in Stufen von mehreren Folien bzw. Folienpaaren zunimmt.

9. Schichtenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Folien mit gleichem bzw. annähernd gleichem Steigungswinkel gewickelt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

The Bell System Technical Journal, Juli 1951, S. 491 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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