DE955966C - Einrichtung zum hochfrequenzmaessigen Kurzschliessen eines Leiterpaares - Google Patents

Description

In der Hochfrequenztechnik, insbesondere in der Entstörtechnik, tritt sehr häufig die Aufgabe auf, Hochfrequenzenergie von einer Leitung abzuführen, d. h. die Hochfrequenzenergie kurzzuschließen, bevor sie in irgendeinen Verbraucherkreis eintritt. Die zweite als Rückleitung dienende Leitung kann hierbei auch durch die Erde oder eine Masseverbindung gegeben sein. Da lediglich die unerwünschte Hochfrequenzenergie entfernt werden' soll, nicht jedoch irgendwelche Betriebsströme abgeführt werden sollen, braucht man also ein Schaltelement, das der abzuführenden Energie einen möglichst geringen Widerstand, dem Betriebsstrom jedoch einen möglichst hohen Widerstand entgegensetzt. Üblicherweise werden als solche Bauelemente Kondensatoren benutzt.

Die Kondensatoren weisen nun je nach ihrer Aufbauweise und abhängig von ihrem Kapazitätswert einen verschieden hohen Kernwiderstand auf, der dem beabsichtigten Kurzschluß je nach seiner ao Größe hinderlich im Wege steht. Das Bestreben geht also dahin, diesen durch das ableitende Bauelement dargestellten Kernwiderstand möglichst klein zu gestalten. Ein Kondensator, der über einen verhältnismäßig kleinen Kernwiderstand verfügt und daher in jenen Anwendungsfällen die meiste Verbreitung gefunden hat, ist der sogenannte Durchführungskondensator, der außerdem gleich-

zeitig noch die Eigenschaft hat, wenn er an der Durchtrittsstelle der zu, beschaltenden Leitung durch eine Abschirmwand benutzt wird, eine völlig dichte Schirmung des einen Raumteils vom anderen zu bilden. Durchführungskondensatoren sind jedoch immer noch mit einem gewissen Kernwiderstand behaftet, der sich nicht beliebig verkleinern läßt, so daß bei sehr hohen Frequenzen seine Wirkung mehr und mehr abnimmt,
ίο Es. sind daher Überlegungen angestellt worden, ob nicht durch andersartige Einrichtungen ein besserer Effekt, nämlich ein weitgehender Kurzschluß der unerwünschten Hochfrequenz möglich ist.

Es wurde bereits vorgeschlagen, zur hochfrequenten Entstörung einer elektrischen Anlage als Längsglied eine am Ende kurzgeschlossene Doppelleitung und als Queorglied eine am Ende offene Doppelleitung einzuschalten. Hierbei soll die Länge der Doppelleitung etwa ein Viertel der Wellenlänge der Störfrequenz oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon betragen. Für die zu entstörende Frequenz ergibt sich dadurch ein nahezu widerstandsloser Kurzschluß. Jedoch ist der Kurzschluß bei dieser Anordnung nur für diese Frequenz bzw. einen schmalen Bereich in ihrer Umgebung wirksam. Eine breitbandige Entstörwirkung wird durch diese Anordnung nicht erreicht.

Erfmdungsgemäß lassen sich hochfrequenzenergieführende Leiter in einem weiten Frequenzbereich nahezu vollkommen kurzschließen, wenn das Leiterpaar, vorzugsweise in koaxialer Anordnung, mit gegebenenfalls mehr als einer Leitung kleinen Wellenwiderstandes, die nach den offenen Seiten hin steigend erhöhten ohmschen Widerstand aufweist, beschaltet ist.

Durch die starke Bedämpfung der Leitung wird

die induktive Wirkung derselben überdeckt, so daß der Wellenwiderstand mit steigender Frequenz abnimmt. Die beste Entstörstelle ist dann gegeben, wenn die Leitung kleinen Wellenwiderstandes eine so hohe Dämpfung aufweist, daß keinerlei Reflexionen am Ende der Leitung entstehen. Dann entspricht der Eingangswiderstand der Leitung im wesentlichen dem Wellenwiderstand.

Zur Erläuterung sei gleich die Fig. 1 herangezogen. Das Leiterpaar a, b soll hochfrequenzmäßig kurzgeschlossen werden. Entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre beschaltet man dieses So Leiterpaar a, b. mit einer bedampften Leitung c, d entsprechender Länge, so daß dieses Leiterpaar einen kleinen Wellenwiderstand für die abzuleitende Frequenz bildet. Die Leitung kleinen Wellenwiderstandes kann dabei, wie die Fig. 2 zeigt, beispielsweise aus einem koaxialen Kabel bestehen, das am Ende offen ist, die Leitungen c, d können aber auch gemäß Fig. 3 aus bandförmigem Material bestehen, wobei es zweckmäßig ist, die eine Leitung so auszugestalten, daß der eine Leiter den anderen vollkommen oder nahezu vollkommen umschließt. Bei der Wahl der Leitung kleinen Wellenwiderstandes gemäß Fig. 2 ist diese Forderung automatisch erfüllt, während man sie bei der Verwendung von bandförmigen Leitern entsprechend der Fig. 3, dadurch erfüllen kann, daß man den einen Leiter doppelt vorsieht, im vorliegenden Falle den Leiter d, der den anderen Leiter c auf beiden Seiten umgibt.

Solche Leitungen kleinen Wellenwiderstandes können z. B. Widerstände von 60 mß aufweisen. Zur weiteren Verringerung des Wellenwiderstandes dieser Leitungen schlägt die Erfindung weiter vor, mehr als zwei Leitungen parallel an das zu entstörende Leitungspaar anzuschließen. Man erreicht dann für die Gesamteinrichtung einen Kernwiderstand, der wesentlich kleiner ist und lediglich den Wert des Wellenwiderstandes einer Leitung dividiert durch die Anzahl der vorgesehenen Leitungen aufweist.

Um in die erfindungsgemäße Einrichtung nicht Induktivitäten einzubringen, die den Kernwiderstand der Anordnung erhöhen, ist es zweckmäßig, die Verbindung zwischen den Leitungen kleinen Wellenwiderstandes und dem zu beschaltenden. Leiterpaar induktivitätsarm auszugestalten.

Ein zweckmäßiges Beispiel für die Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der Fig. 4 im Axialschnitt und in der Fig. 5 im Querschnitt gezeigt. Das zu beschaltende Leiterpaar a, b ist an der zu beschaltenden Stelle in Form zweier Hohlzylinder ausgebildet, die isoliert voneinander koaxial ineinandergesteckt sind. Die Leitung α ist, isoMert durch ein Isolierstück e, durch den beispielsweise als Anschluß dienenden Stutzen/ des äußeren Zylinders g_r der die Leitung b darstellt, hindurchgeführt und steht bei h mit dem inneren Hohlzylinder i in leitender Verbindung-. Der äußere' Zylinder g enthält Schlitze, durch welche die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes hindurchtreten können. Diese sind im vorliegenden Beispiel als bandförmige Leiter ausgebildet, entsprechend der Fig· 3. wobei nun der umhüllte Leiter d mit dem Zylinder g und der innere Leiter c mit dem inneren Zylinder i in leitender Verbindung steht.

Die Fig. 5 ist an den entsprechenden Teilen mit gleichen Bezeichnungen wie auch die Fig. 4 versehen. Im dargestellten Beispiel ist das Leiterpaar a₃ b mit vier Leitungen-Meinen Wellenwiderstandes beschaltet. Es steht jedoch nichts im Wege, insbesondere um kleine Kernwiderstände der Einrichtung zu erzielen, die Anzahl der angeschalteten Leitungen kleinen Wellenwiderstandes zu erhöhen. Im Falle der Ausbildung der Leitungen kleinen Wellenwiderstandes als bandförmige Leiter benutzt man zweckmäßigerweise für ihre Darstellung Kondensatorfolien, die zur gegenseitigen Isolierung mit auch aus der Kondensatortechnik bekannten dielektrischen Streifen zusammenarbeiten.

Da durch die Ausbildung der Felder der Leitungen kleinen Wellenwiderstandes einegegenseitige Störung und Beeinflussung praktisch ausgeschlossen ist, brauchen die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes nicht, wie in der Darstellung der Fig. 5, radial von dem Leiterpaar a, b abzugehen, vielmehr kann man die sternförmig heraustehenden Folien um die Einrichtung spiralig, wie auch bei einem

Mehrfachkondensator, aufwickeln. Dies ist in der Fig. 6 in Aufsicht dargestellt, wobei jede einzelne Linie der herumgewickelten Teile einer Leitung kleinen Wellenwiderstandes entspricht.
Durch diese Anordnung kommt man in einfacher Weise zu einem verkaufstechnisch günstigen Gebilde, das sich rein äußerlich, insbesondere wenn man die Einrichtung nach Fig. 6 noch mit einem Gehäuse umgibt, von einem Kondensator nicht

ίο unterscheidet und auch in gleicher Weise eingebaut und angeschaltet werden kann. Der Vorteil ist jedoch gegenüber Kondensatoren sonstiger Bauweise, daß man besonders kleine und genau vorher, zu bestimmende Kernwiderstände der Einrichtung erzielen kann. Die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes brauchen nicht jede für sich einzeln hergestellt zu werden, vielmehr können sie, wenn es sich um mehrere bei ein und derselben Anordnung handelt so aufgebaut sein, daß die Leitungen gleicher

ao Polarität aus je einem durchlaufenden Stück bestehen, im vorliegenden Falle je aus einem durchlaufenden gefalteten Band bestehen. Der in der Fig. 5 durch den unterbrochenen Strich abgetrennte Teil der Leitung kleinen Wellenwider-.Standes ist in der Fig. 7 entsprechend dieser eben gegebenen Anweisung vergrößert dargestellt. Die innere Leitung c besteht aus einem durchlaufenden gefalteten Folienstreifen, k ist die Isolationszwischenlage und d die äußere, die Leitung c ummantelnde Leitung, die ebenfalls aus einem Stück besteht, das entsprechend der Leitung c mitgefaltet wird.

Da bei sehr hohen Frequenzen die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes auch nur verhältnismäßig kurz zu sein brauchen, läßt sich in der beschriebenen Art eine Einrichtung erstellen, die verhältnismäßig klein ist und günstigste Wirkung hinsichtlich der abzuleitenden Hochfrequenz zeigt.
Der innere Hohlraum der Hohlzylinder g und i der Fig. 4 und 5 kann dabei zur weiteren Verbesserung der gewünschten Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung noch mit magnetisierbarem Material wenigstens teilweise ausgefüllt sein.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zum hochfrequenzmäßigen Kurzschließen eines Leitungspaares, insbesondere für Entstörungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungspaar, vorzugsweise in koaxialer Anordnung, mit gegebenenfalls mehr als einer Leitung kleinen Wellenwiderstandes, die nach den offenen Seiten hin steigend erhöhten ohmschen Widerstand aufweist, beschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes so hohe Dämpfung aufweisen, daß ihr Eingangswiderstand im wesentlichen dem Wellenwiderstand entspricht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes als bandförmige Leiter, beispielsweise aus Kondensatorfolie, ausgebildet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes so ausgebildet sind, daß der eine Leiter den anderen ganz oder nahezu ganz umhüllt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes mit dem zu überbrückenden Leitungspaar induktivitätsarm verbunden sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu beschaltende Leitungspaar (a, b) an der zu beschaltenden Stelle als zwei voneinander isolierte, koaxial ineinander angeordnete Hohlzylinder (g, i) aus leitendem Stoff ausgebildet ist, die mit den bandförmigen Leitungen kleinen Wellenwiderstandes (c, d) induktivitätsarm in Verbindung stehen, wobei der eine'Leiter (d), der den anderen Leiter (c) umhüllt, mit dem äußeren Zylinder und der andere mit dem inneren Zylinder in induktivitätsarmer Weise verbunden ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen kleinen Wellenwiderstandes um die koaxialen Zylinder nach Art eines Kondensators spiralförmig herumgewickelt sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Leitungen kleinen Wellenwiderstandes die Leiter gleicher Polarität aus je einem durchlaufenden Stück bestehen (Fig. 7).
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterpaar (a, b) an der Stelle, an der es mit den Leitungen kleinen Wellenwiderstandes (c, d) beschaltet ist, zusätzlich induktiv belastet ist.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Hohlraum der koaxialen Leiteranordnung mit magnetisierbarem Material wenigstens teilweise erfüllt ist.

    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Schweizerische Patentschrift Nr. 233 940.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    © 609547/409 6.56 (609 742 1. 57)