DE969439C - Anisotor per waveguide for the transmission of high-frequency currents - Google Patents
Anisotor per waveguide for the transmission of high-frequency currentsInfo
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- DE969439C DE969439C DES37840A DES0037840A DE969439C DE 969439 C DE969439 C DE 969439C DE S37840 A DES37840 A DE S37840A DE S0037840 A DES0037840 A DE S0037840A DE 969439 C DE969439 C DE 969439C
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Description
AUSGEGEBEN AM 4. JUNI 1958ISSUED JUNE 4, 1958
S 37840 VIII dl 2i cS 37840 VIII dl 2i c
Es sind anisotrope Wellenleiter zur Übertragung von hochfrequenten Strömen bekannt, die aus abwechselnden dünnen Metallschichten und Isolierschichten bestehen, wobei die Dicke der einzelnen Metallschichten kleiner als die äquivalente Leitschichtdicke sein muß. Die Metallschichten sollen dabei möglichst die Form geschlossener gut-leitender Schichten haben, die beispielsweise auf chemischem Wege erzeugt werden können. Im Rahmen der bekannten Vorschläge war auch vorgesehen, die Schichten durch dünne isolierte Drähte zu bilden. Es wurde auch schon darauf hingewiesen, daß die Schichten bzw. Drähte unter bestimmten Umständen nicht zusammenhängend zu sein brauchen, da derartige Unterbrechungen bei hohen Frequenzen den Leiter nicht unwirksam machen. Der tragende Gedanke dieser bekannten Vorschläge ist darin zu erblicken, die leitenden Organe im Leiter schichtweise anzuordnen und in großer Länge, vorzugsweise in Längen gleich den Fabrikationslängen, auszuführen. Der Nachteil dieser bekannten Hochfrequenz-Schichtenleiter ist in erster Linie in der schwierigen Herstellung derselben zu erblicken.There are anisotropic waveguides for the transmission of high-frequency currents known from alternating thin layers of metal and insulating layers are made, the thickness of each Metal layers must be smaller than the equivalent conductive layer thickness. The metal layers are supposed to be preferably in the form of closed, highly conductive layers that can be produced chemically, for example. As part of the well-known Proposals were also made to form the layers by thin insulated wires. It was too already pointed out that the layers or wires are not contiguous under certain circumstances need to be, since such interruptions at high frequencies do not break the conductor render ineffective. The main idea behind these well-known proposals can be seen in the to arrange conductive organs in the conductor in layers and in great length, preferably in equal lengths the manufacturing lengths. The disadvantage of this known high-frequency layer conductor is in primarily to be seen in the difficult production of the same.
Es sind ferner Hochfrequenzleitungen mit vergrößerter Phasengeschwindigkeit bekanntgeworden, die aus einem Mischkörper von Isolierstoff und Metall in feiner Verteilung bestehen. Derartige Leitungen kommen als kurze Verbindungsleitungen für Geräte in Frage. Für Antennen mit künstlich vergrößerter Wellenlänge ist es in entsprechender Weise bekanntgeworde" die strahlenden Antennenteile aus einem Mischkörper aus Metall und Isolierstoff mit dielektri-There are also high-frequency lines with increased phase velocity become known, which consist of a mixed body of insulating material and metal in fine distribution. Such lines can be used as short connecting cables for devices. For antennas with artificially enlarged Wavelength it has become known in a corresponding way " the radiating antenna parts made of a mixed body made of metal and insulating material with dielectric
80» 524/1080 »524/10
sehen Eigenschaften herzustellen. Auf diese Weise lassen sich bei Antennenleitern größere Strahlungswiderstände erzielen als bei den gewöhnlichen Antennen. see properties manufacture. In this way, antenna conductors can achieve greater radiation resistances than conventional antennas.
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der letztgenannten bekannten Vorschläge. Die erfindungsgemäß aufgebauten anisotropen Wellenleiter zur Übertragung von hochfrequenten Strömen bestehen aus einer Isoliermasse mit gleichmäßig eingelagerten, gegenThe invention relates to a further development of the last-mentioned known proposals. According to the invention constructed anisotropic waveguides for the transmission of high-frequency currents consist of an insulating compound with evenly embedded, against
ίο den Durchmesser des Wellenleiters dünnen, langgestreckten leitenden Teilchen oder aus einer Isoliermasse mit spontaner innerer elektrischer oder magnetischer Polarisation mit Vorzugsrichtung in der Achsenrichtung des Wellenleiters. Vorteilhaft werden die leitenden Teilchen in grobdisperser Form in die Isohermasse eingebettet. Derartige Wellenleiter können günstige Übertragungseigenschaften nicht nur für die Übertragung von £-Wellen bzw. TM-Wellen, sondern auch für die Übertragung von H-Wellen bzw.ίο the diameter of the waveguide thin, elongated conductive particles or from an insulating compound with spontaneous internal electrical or magnetic Polarization with preferential direction in the axial direction of the waveguide. The conductive particles in coarsely dispersed form embedded in the isohermass. Such waveguides can favorable transmission properties not only for the transmission of £ waves or TM waves, but also for the transmission of H-waves resp.
ΓΙί-Wellen erhalten. Für die Übertragung der letztgenannten Wellen kann erfindungsgemäß der Wellenleiter aus einem magnetischen Material ausgebildet, d. h. aus einem magnetisch anisotropen Medium hergestellt werden. Beispielsweise können zu diesem Zweck in die Isoliermasse feine langgestreckte magnetisierbare Teilchen eingebettet werden.ΓΙί waves received. For the transfer of the latter According to the invention, the waveguide can be formed from a magnetic material, d. H. can be made from a magnetically anisotropic medium. For example, to this Purpose in the insulating compound fine elongated magnetizable particles are embedded.
Die erfindungsgemäß aufgebauten Wellenleiter haben gegenüber den Hochfrequenz-Schichtenleitern nicht nur den Vorteil einer vereinfachten und verbilligten Herstellung, sondern auch den Vorteil einer größeren mechanischen Unempfindlichkeit sowie größeren Biegsamkeit und Tordierbarkeit. Der Wellenleiter kann frei von Hohlräumen und daher längswasserdicht und druckfest ausgeführt werden, so daß er mit Vorteil auch für Seekabel verwendbar ist.The waveguides constructed according to the invention have no layer conductors compared to the high-frequency layer conductors only the advantage of a simplified and cheaper production, but also the advantage of a larger one mechanical insensitivity as well as greater flexibility and twistability. The waveguide can free of cavities and therefore longitudinally watertight and pressure-resistant, so that it is advantageous can also be used for submarine cables.
Damit das Medium des Wellenleiters trotz der Einlägerungen im Endeffekt elektrisch homogen ist, ist eine gewisse Feinheit der Dispersion erforderlich, die sich in einer oberen Grenze für den Querschnitt der Teilchen ausdrückt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die leitenden Teilchen bzw. die in Längsrichtung ausgerichteten Ketten leitender Teilchen dünn gegen die äquivalente Leiterschichtdicke sind. Für den Wellenleiter kann man ein Medium annehmen, welches molekulare elektrische Dipole enthält, die in einer Vorzugsrichtung eingefroren sind. Die spontane innere Polarisation kann z. B. bei ferroelektrischen Stoffen sehr hohe elektrische Werte erreichen. Sind die Dipole »eingefroren«, d. h. in ihrer Transversalbewegung, welche sie infolge der WärmebewegungSo that the medium of the waveguide despite the deposits is electrically homogeneous in the end, a certain fineness of the dispersion is required is expressed in an upper limit for the cross section of the particles. In particular, it is advantageous when the conductive particles or the longitudinally oriented chains of conductive particles are thin compared to the equivalent conductor layer thickness. A medium can be assumed for the waveguide, which contains molecular electrical dipoles that are frozen in a preferred direction. The spontaneous one internal polarization can e.g. B. achieve very high electrical values with ferroelectric substances. Are the dipoles "frozen", d. H. in their transversal movement, which they result from the movement of heat
= (<Tr + j ω er) Er = (<T r + j ω e r ) E r
(A)(A)
dEz dE z 0—0—
Or O r
— —1 ω Η "φ - - 1 ω Η "φ
Das linke Tripel beschreibt eine E-Welle (Ετ,Εζ,Ηφ), bei der Anisotropie der komplexen "Leitfähigkeit und der transversalen Felder der Welle bekommen, durch die Richtkräfte der inneren Polarisation und durch Reibungswiderstände gehemmt, so ist eine hohe Anisotropie der Dielektrizitätskonstante, letztere kurz mit »DK« bezeichnet, zu erwarten.The left triple describes an E-wave (Ε τ , Ε ζ , Η φ ), in which the anisotropy of the complex "conductivity and the transverse fields of the wave get, inhibited by the directional forces of the internal polarization and by frictional resistances, so there is a high anisotropy the dielectric constant, the latter briefly referred to as "DK", to be expected.
Als Isoliermassen werden vorteilhaft solche mit kleiner DK und kleinen dielektrischen Verlusten verwendet, z. B. Polystyrol, Polyäthylen, Polyvinylcarbazol, Polytetrafluoräthylen, Polytrichlorfluoräthylen od. dgl. Da ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern gemäß der Erfindung darin besteht, den Wellenleiter im Spritzverfahren z. B. mittels einer Strangpresse herzustellen, wird in diesem Falle bei Auswahl der Isoliermassen ferner darauf Rücksicht genommen, daß diese im Spritzverfahren verarbeitbar sind.The insulating compounds used are advantageously those with low DC and low dielectric losses, z. B. polystyrene, polyethylene, polyvinyl carbazole, polytetrafluoroethylene, polytrichlorofluoroethylene or the like. As a preferred method of manufacturing waveguides according to the invention consists in spraying the waveguide z. B. produce by means of an extruder, is in In this case, when selecting the insulating compounds, consideration must also be given to the fact that they are sprayed are processable.
Die Erfindung beruht auf neuartigen Überlegungen. Um diese Überlegungen verständlich zu machen und klarzustellen, welche Eigenschaften die Anisotropie haben müßte und welche Übertragungskonstanten einem Wellenleiter gemäß der Erfindung zukommen, werden die Verhältnisse im folgenden mathematisch näher untersucht. Dabei ergeben sich als Sonderfall auch die Gesetzmäßigkeiten für den eingangs erwähnten bekannten Schichtenleiter.The invention is based on novel considerations. To make these considerations understandable and to clarify which properties the anisotropy should have and which transfer constants a waveguide according to the invention, the relationships in the following are mathematical examined more closely. As a special case, there are also the regularities for the one mentioned at the beginning known shift leader.
Zur Beurteilung der Übertragungseigenschaften geht man von den auf anisotrope Medien spezialisierten Maxwellschen Gleichungen aus. In den FeldgleichungenTo assess the transmission properties, one starts with those specialized in anisotropic media Maxwell's equations. In the field equations
rot H = (σ + / ω ε) Ε, red H = (σ + / ω ε) Ε,
rot E = —/ ω μ H red E = - / ω μ H
sollen die Konstanten σ -j- j to ε und j co μ zu Tensoren verallgemeinert werden. Damit die Lösungen mit erträglichem Aufwand zu erhalten sind, setzt man voraus, daß die Hauptachsen dieser Tensoren mit den Richtungen r, φ, ζ ernes Zylinderkoordinatensystems zusammenfallen. Es werden eingeführtthe constants σ -j- j to ε and j co μ should be generalized to tensors. In order that the solutions can be obtained with tolerable effort, one assumes that the main axes of these tensors coincide with the directions r, φ, ζ of the cylindrical coordinate system. There are introduced
(2)(2)
(3)(3)
und die rechten Seiten der Gleichungen (1) durch die Tensorprodukte (GE) bzw. (MH) ersetzt. Trennt man in Komponenten, so erhält man zwei Gleichungstripeland the right-hand sides of equations (1) are replaced by the tensor products (GE) and (MH), respectively. If you separate it into components, you get two triples of equations
~7 ΊΓ~ 7 ΊΓ
τ 0r τ 0 r
(B)(B)
oHz oH z
wirksam wird, das rechte Tripel eine if-Welle (Hr, Hz, E9) bei Anisotropie von μ. becomes effective, the right triple an if-wave (H r , H z , E 9 ) with anisotropy of μ.
Es werden zunächst die Übertragungskonstanten für die Ε-Welle abgeleitet und die Übertragungsverhältnisse für die Leitfähigkeitsanisotropie und die dielektrische Anisotropie betrachtet.First, the transfer constants for the Ε wave are derived and the transfer ratios for the conductivity anisotropy and the dielectric anisotropy are considered.
Der Spezialfall az > ωεζ und σγ <ί σζ beschreibt den Schichtenleiter bekannten Aufbaues. Im Fall überwiegender dielektrischer Leitfähigkeit ist ein Medium sinnvoll mitThe special case a z > ωε ζ and σγ <ί σ ζ describes the layer conductor of known structure. In the case of predominant dielectric conductivity, it makes sense to use a medium with
Or= Oz~0 ! £z I
> I Er | ,
εζ = εζ1 ί εζ2 = ε2ΐ I1 O r = O z ~ 0 ! £ z I> I E r | ,
ε ζ = ε ζ1 ί ε ζ2 = ε 2ΐ I 1
er = εΓΐ -JSr2 = ετ1 (ι — ? tgör) .
Für Hj, gilt die Wellengleichunge r = ε Γΐ -JSr 2 = ε τ1 (ι -? tg ö r ).
The wave equation applies to Hj
mitwith
6Tl 6 Tl
2i — /εζ2). (4) 2 i - / ε ζ2 ). (4)
γ ist das Fortpflanzungsmaß der gemäß e~rz gedämpften Welle. Die Lösung für Ηφ lautet, wenn de in r = 0 endlich sein soll γ is the degree of propagation of the wave damped according to e ~ r z. The solution for Η φ is if de should be finite in r = 0
H9 = Al1(Hr)
I1 = Besselfunktion i. Ordnung. H 9 = Al 1 (Hr)
I 1 = Bessel function i. Order.
Die Bedingung der Feldfreiheit im Außenraum erfordert, daßThe condition of field freedom in the outer space requires that
^r01=P1, p2, ps ..., ^ r 01 = P 1 , p 2 , p s ...,
wobei pi die O-Stellen von I1 sind. Es interessiert nur die Welle ι. Ordnung, für welche giltwhere pi are the O-sites of I 1 . Only the wave ι is interested. Order to which applies
3.833.83
h =h =
(5)(5)
Wenn man Gleichung (4) in Real- und Imaginärteil trennt, erhält man für das PhasenmaßIf one separates equation (4) into real and imaginary parts, one obtains for the phase measure
zl +Srzl + Sr
CO*CO *
(6)(6)
und für die Dämpfungand for the cushioning
α =α =
srlszl s rl s zl
tgör tgö r
In dieser Gleichung sind <5r und öz die Verlustwinkel von sr und εζ. In this equation, <5 r and ö z are the loss angles of s r and ε ζ .
a = a =
ι —ι -
wobei die untere Grenzfrequenzwhere is the lower cutoff frequency
μ \ az ra
beträgt und das Phasenmaß μ \ a z r a
and the phase measure
Es ist px = 3,83 für die Grundwelle, ra = AußenAus der Gleichung (6) liest man ab, daß die Übertragung oberhalb einer Grenzfrequenz a>c einsetztIt is p x = 3.83 for the fundamental wave, r a = outside. From equation (6) one can read that the transmission begins above a cut-off frequency a> c
ω Ξ5; coe = —— ω Ξ5; co e = ——
Ezl "Γ εΓ E zl "Γ ε Γ
(8)(8th)
Bei verschwindenden Verlusten kann man schreibenYou can write when the losses are disappearing
Gleichung (6) enthält die Dispersion der Phasengeschwindigkeit der Welle in der FormEquation (6) contains the dispersion of the phase velocity of the wave in the shape
ν = ν =
(9)(9)
Die Dispersion wird mit steigender Frequenz immer kleiner.The dispersion becomes smaller and smaller with increasing frequency.
In Gleichung (7) würde, falls tg ör > tg <5Z wird, negativ werden, sofern nicht ß, d. h. ω, genügend groß ist. Da eine negative Dämpfung unmöglich ist, tritt für diesen Fall an Stelle der Bedingung (8)In equation (7), if tg ö r > tg <5 Z , it would become negative, provided that ß, ie ω, is not sufficiently large. Since negative damping is impossible, the condition (8)
ω > ω.ω> ω.
i+tgor-tg3, 'i + tgo r -tg3, '
(10)(10)
Für das Feldbild und den Wellenwiderstand gilt sinngemäß das für Schichtenleiter bekannte Verhalten. Es sei festgehalten, daß der Wellenwiderstand für diesen Modus niederohmig ist.The behavior known for layer conductors applies analogously to the field image and the wave resistance. It should be noted that the wave resistance for this mode is low.
Zh = 0,122 Z h = 0.122
Ω.Ω.
(11)(11)
Der für die Anisotropie der Leitfähigkeit σ + jms maßgebende Leitfähigkeitstensor geht aus der Gleichung (2) hervor. The conductivity tensor, which is decisive for the anisotropy of the conductivity σ + jms, is derived from equation (2).
Für den speziellen FallFor the special case
ωεζ ωε ζ
und az S> ar and a z S> a r
ωετ ωε τ
liegt Leitfähigkeitsanisotropie vor, welche z.B. durch kettenförmig zusammenhängende, nach ζ ausgerichtete leitende Teilchen, die in Isoliermasse eingebettet sind, erzeugt werden kann. Die Dämpfung dieses Mediums wird beschrieben durchthere is conductivity anisotropy, which can be generated, for example, by chain-like, coherent conductive particles oriented according to ζ , which are embedded in insulating compound. The attenuation of this medium is described by
radius, tg ör = dielektrischer Verlustwinkel. Bei genügend hoher Anisotropie — wird die Dämpfung unabhängig von ω, solange die »Ableitungsdämpfungec i β tg ör klein ist.radius, tg ö r = dielectric loss angle. If the anisotropy is high enough, the attenuation becomes independent of ω as long as the »derivative attenuationec i β tgö r is small.
Für den weiteren speziellen Fall σ <ί(οε und εζ > ετ der primären ε-Anisotropie gelten für die Übertragungskonstanten α und β der E-Welle die Gleichungen (7) und (6).For the further special case σ <ί (οε and ε ζ > ε τ of the primary ε anisotropy, equations (7) and (6) apply to the transfer constants α and β of the E wave.
Der erste Summand in der Gleichung (7) nimmt mit wachsender Frequenz ab, der zweite zu. Nach tiefen Frequenzen zu ist die Dämpfung durch die dielektrischen Längsverluste bestimmt, " nach hohen Frequenzen durch die Verluste in radialer Richtung. Die Längsverluste multiplizieren sich mit dem Anisotropiefaktor The first summand in equation (7) decreases with increasing frequency, the second increases. After deep Frequencies too, the attenuation is determined by the longitudinal dielectric losses, "after high frequencies due to the losses in the radial direction. The longitudinal losses are multiplied by the anisotropy factor
können anteilig also klein gehalten werden.can therefore be kept proportionally small.
Die beim Hochfrequenz-Schichtenleiter vorhandenen ohmschen Längsverluste entfallen hier. Die »Ableitungsdämpfung
<? ist hier wie dort bei höheren Frequenzen ausschlaggebend.
Der durch die Gleichung (ii) gegebene Wellenwiderstand
ist niederohmig. Der in ^-Richtung fließende Verschiebungsstrom hat bei r = 0,63 r0 den
Wert 0. Die Ankopplung kann kapazitiv durch zwei Ringsonden erfolgen, welche innerhalb und außerhalb
der Nullzone an das Medium angelegt werden.The ohmic longitudinal losses that exist in the high-frequency layer conductor do not apply here. The "dissipation loss"? is decisive here as there at higher frequencies.
The wave resistance given by equation (ii) is low-resistance. The displacement current flowing in the ^ -direction has the value 0 at r = 0.63 r 0.
Wie die Gleichung (6) für β lehrt, existiert für die Übertragung im dielektrisch anisotropen Medium eine untere Grenzfrequenz, die sich durch Nullsetzen der Wurzel ergibt und zur Gleichung (8) führt. Wenn die Verluste verschwinden, gilt hierfürAs equation (6) teaches for β , there is a lower limit frequency for transmission in the dielectrically anisotropic medium, which results from setting the root to zero and leads to equation (8). If the losses go away, this is true
λ, τλ, τ
VV ~\l~ \ l
Die Übertragung findet nur für Frequenzen ω S: ω0 statt.The transmission only takes place for frequencies ω S: ω 0 .
Wenn tg dr < tg <5Z ist, bleibt der erste Summand in Gleichung (7) po.sitiv, und als Bedingung für die Übertragungsfrequenz gelten die Gleichungen (8) bzw. (8'). Wenn hingegen tg<5r > tg<5z ist, wird diese Bedingung erweitert zur Gleichung (10).If tg d r <tg <5 Z , the first summand in equation (7) remains positive, and equations (8) and (8 ') apply as a condition for the transmission frequency. On the other hand, if tg <5 r > tg <5 z , this condition is extended to equation (10).
Es wird nunmehr ein Mischkörper mit ε-Anisotropie betrachtet. Denkt man sich in ein Isoliermedium mit der DK ε stäbchenförmige Leiterteilchen eingebettet, welche gegeneinander isoliert sind und mit ihrer Längsachse alle in der Übertragungsrichtung der E-Welle liegen, so erhält man in dieser Achse eine größere resultierende DK als senkrecht dazu. Die Vorausberechnung der resultierenden Konstanten ε und σ bei Mischkörpern müßte die durch die Einlagerungen entstehenden Feldverzerrungen berücksichtigen und ist daher nur unter vereinfachenden Annahmen möglich. Wir legen Wert darauf, abzuschätzen, in welchem Zusammenhang die Anisotropie mit dem Verhältnis Länge zu Dicke der Teilchen und mit ihrem mittleren gegenseitigen Abstand steht. Es genügt daher nicht, nur die pauschale Abhängigkeit vom. Mischungsverhältnis der Komponenten aufzustellen. Um die Aufgabe zu lösen, machen wir ein möglichst einfaches Modell, und zwar sollen die eingelagerten Teilchen gemäß den Fig. 1 und 2 der Zeichnung quadratische Prismen von der Grundflächenkante b und der Länge I sein. Sie sollen in regelmäßigem Raumgitteraufbau mit der großen Kante I nach der Längsrichtung ζ liegen, die Abstände der Prismen voneinander in ^-Richtung sei dz, nach den dazu senkrechten Achsen χ und y je gleich dx ■ ρ sei der spezifische Widerstand der Prismen, ε die DK des umhüllenden Isolierstoffes.A mixed body with ε-anisotropy is now considered. If one imagines rod-shaped conductor particles embedded in an insulating medium with the DC ε, which are insulated from one another and with their longitudinal axis all lie in the transmission direction of the E- wave, then one obtains a larger resulting DC in this axis than perpendicular to it. The precalculation of the resulting constants ε and σ in the case of mixed bodies would have to take into account the field distortions caused by the deposits and is therefore only possible under simplified assumptions. It is important to us to estimate how the anisotropy is related to the ratio of length to thickness of the particles and to their mean mutual distance. It is therefore not enough to just have a general dependency on the. Set up the mixing ratio of the components. In order to attain the object, we make a very simple model, namely, the embedded particles are shown in FIGS. 1 and 2 of the drawing square prisms b from the base edge and its length l. They should be in a regular space lattice structure with the large edge I in the longitudinal direction ζ , the distances between the prisms in the ^ -direction be d z , according to the perpendicular axes χ and y each equal to d x ■ ρ is the specific resistance of the prisms, ε is the DC of the surrounding insulating material.
Die exakte Berechnung müßte die Polarisierung der Teilchen durch das äußere Feld und die dadurch hervorgerufene Veränderung des inneren Feldes berücksichtigen. Zur Übersicht über die Wirkungsweise dieses Mediums genügt es indessen, den resultierenden 5 Widerstand elementar durch Serien- und Parallelschaltung der Elemente anzugeben und auf die Volumeinheit zu beziehen. Beispielsweise liegt zwischen den Punkten A und B für ein längs ζ wirkendes Feld der WiderstandThe exact calculation would have to take into account the polarization of the particles by the external field and the resulting change in the internal field. For an overview of the mode of action of this medium, however, it is sufficient to specify the resulting elementary resistance by connecting the elements in series and in parallel and to relate it to the unit of volume. For example, the resistance for a longitudinal ζ field lies between points A and B
I 1 dz I 1 d z
z b2 ω el·2 z b 2 ω el 2
ρ = spezifischer Widerstand des Stäbchens. Auf der Länge L liegen ρ = specific resistance of the rod. Lie on length L.
η =η =
l+dz l + d z
Widerstände in Serie, in einem quadratischen Querschnitt der Breite B 20Resistors in series, in a square cross-section of width B 20
+ äj
Reihen parallel.+ aj
Rows parallel.
Der Widerstandsbelag in 2-Richtung von einem 25 Prisma der Länge L und Grundfläche B2 ist daherThe resistance coating in the 2-direction of a 25 prism of length L and base area B 2 is therefore
nrz no z
b+d,b + d,
ωεωε
B ) b2(i+dz)B) b 2 (i + d z )
Man lege das Feld nunmehr in y-Richtung und erhält zwischen den Punkten C und D den WiderstandNow place the field in the y-direction and get the resistance between points C and D.
V„ — -τ V "- -τ
δ ω · ε b2 Auf der Breite B liegenδ ω · ε b 2 lie on width B.
m = m =
Widerstände in Serie, im Querschnitt LB L B Resistors in series, in cross section LB LB
n· m = n m =
1 +1 +
Reihen parallel. Es ergibt sich für das Prisma daher 45 der GesamtwiderstandRows parallel. The total resistance for the prism is therefore 45
Qb-Qb-
nm g L b* \- ω ε Jnm g L b * \ - ω ε J
und auf die Einheitslänge bezogen der Belag in y-Rich- 50 tungand the covering in the y-direction 50 based on the unit length tion
"FIT*·""FIT*·"
l+d, τ LB b2 l + d, τ LB b 2
ω εω ε
(13)(13)
Es werden als resultierende komplexe Leitfähigkeiten die Zahlen λζ und X1, eingeführt, für welche gilt The numbers λ ζ and X 1 are introduced as the resulting complex conductivities, for which applies
R,=R, =
B2 'B 2 '
K11L-B K 11 LB --
(14)(14)
Man zerlegt λ in eine resultierende Leitfähigkeit σ und in eine resultierende DK, welche den Überschuß Λ is broken down into a resulting conductivity σ and a resulting DC, which is the excess
969969
über das umgebende Medium darstellt. Aus den Gleichungen (12) und (13) und mit Hilfe der Gleichung (14) bekommt manrepresents over the surrounding medium. From equations (12) and (13) and with the help of the equation (14) you get
l+d.l + d.
Ql-Ql-
ωεωε
σ» + j Oi (ε,— ε) =σ » + j Oi (ε, - ε) =
Qb — Qb -
ωεωε
Daraus ergeben sich für die resultierende richtungsabhängige DK die GleichungenThis results in the equations for the resulting direction-dependent DK
»0 ο _»0 ο _
= ε= ε
dz)d z )
(15)(15)
und für die resultierende Leitfähigkeit b V „ . ,. Ql and for the resulting conductivity b V „. ,. Ql
b+d.b + d.
σ« =σ «=
-dz)-d z )
QbQb
ωεωε
ωεωε
Wenn ρ <ss wird, wie bei metallischen Teil-If ρ <ss, as in the case of metallic partial
chen, werden εζ, εν von ω unabhängig. Spezialfall I a> & und dz — dv = dx = b chen, ε ζ , ε ν become independent of ω. Special case I a>& and d z - d v = d x = b
^ τ (χ)2 β{ωε)2' ^ τ (χ) 2 β {ωε) 2 '
Der Anisotropiefaktor — wird ~ — I—J , (ω e)2 istThe anisotropy factor - becomes ~ - I — J, (ω e) 2 is
vernachlässigbar klein gegen ω ε.negligibly small compared to ω ε.
Um einen Überblick über den Inhalt dieser FormelnTo get an overview of the content of these formulas
zu bekommen, nehme man den speziellen Fall an, daß I > b und b dz = dx sein soll. Für Cu ist ρ = i,75 · ίο-8 Ω m, für f = io6 Hz und ε = 2,1 ε0 wirdwe assume the special case that I > b and bd z = d x . For Cu, ρ = i, 75 · ίο- 8 Ω m, for f = io 6 Hz and ε = 2.1 ε becomes 0
= 0,85 · io4,= 0.85 · io 4 ,
ωεωε
es gilt also ρ <s ——. Mit dieser Vernachlässigungso it is ρ <s ——. With this neglect
439 5439 5
erhält man aus den Gleichungen (15) und (16)one obtains from equations (15) and (16)
■ -τ-1 und■ -τ-1 and
*■= χ β (« ε)2·* ■ = χ β («ε) 2 ·
Die Leitfähigkeiten werden frequenzabhängig, bleiben aber sehr klein, denn ρ (ω ε)2 ~ 10-16 S/m. DerThe conductivities are frequency dependent, but remain very small, for ρ (ω ε) 2 ~ 10- 16 S / m. Of the
Anisotropiefaktor der DK wird für — g> 1The anisotropy factor of the DC becomes for - g> 1
Es wäre ungünstig, die Abstände der Teilchen dx, dz groß gegen ihre Abmessungen I und b zu machen. Wie man aus den Gleichungen (15) und (16) ableitet, würde das wirksame ez und Ex stark vermindert werden, ebenso die Leitfähigkeiten. Werden die Abmessungen der Teilchen zu grob, so stellt sich das Medium nicht mehr als elektrisch homogen dar, wie es diese Theorie verlangt. Der Dämpfungsgewinn würde dann vermutlich eine Einbuße erleiden.It would be unfavorable to make the distances between the particles d x , d z large compared to their dimensions I and b . As can be deduced from equations (15) and (16), the effective e z and E x would be greatly reduced, as would the conductivities. If the dimensions of the particles become too coarse, the medium no longer presents itself as electrically homogeneous, as this theory requires. The gain in attenuation would then probably suffer a loss.
Im folgenden werden die Übertragungskonstanten für die H-Welle und anschließend die Anisotropie der Permeabilität erläutert.In the following, the transmission constants for the H- wave and then the anisotropy of the permeability are explained.
Das Gleichungstripel (B) liefert für E9 die GleichungThe triple equation (B) provides the equation for E 9
mit
h2 = μζχ
z^ yz_jo) (μ81 —/μζ2) (σ +/ωεwith
h 2 = μζχ z ^ yz_j o) (μ 81 - / μ ζ2 ) (σ + / ωε
μη Wr 2 (xy) μη Wr 2 (xy)
und γ = a + j β . and γ = a + j β.
Die in r = O reguläre Lösung lautetThe regular solution in r = O is
E9 = Al1(Hr). (18) E 9 = Al 1 (Hr). (18)
Die Bedingung der Feldfreiheit im Außenraum liefert für die Welle 1. OrdnungThe condition of the field-freedom in the outer space yields 1st order for the wave
Setzt man dies in die Gleichung (17) ein, so erhält man nach Zerlegung der Gleichung (17) in Real- und ImaginärteilIf this is put into equation (17), one obtains after decomposition of equation (17) into real and Imaginary part
— β2+ωζ μτ1ε — ω μτΖ σ — - β 2 + ω ζ μ τ1 ε - ω μ τΖ σ -
2 aß — ω μτ1σ — ω2 μτ2 ε = +■ 2 aß - ω μ τ1 σ - ω 2 μ τ2 ε = + ■
μ\ιμ \ ι
(19)(19)
(20) "5(20) "5
&09 524/10& 09 524/10
Die Auflösung der Gleichungen (i8) und (19) ergibtThe solution of equations (i8) and (19) gives
α =α =
Für die Feldfunktionen der Η-Welle findet man nach Einsetzen der Lösung E9 in die FeldgleichungenFor the field functions of the Η-wave one finds after inserting the solution E 9 into the field equations
e-vz.ev z .
JPxJPx
(23) (24)(23) (24)
Die Konstante A bestimmt man aus dem magnetischen Längsfluß Φο, der die Querschnittsfläche ο < r < rg durchsetzt, wobei r0 = 0,628 ra der Radius der Nullzone von H. ist.The constant A is determined from the longitudinal magnetic flux Φ ο , which penetrates the cross-sectional area ο < r < r g , where r 0 = 0.628 r a is the radius of the zero zone of H.
Φο = 2 TEj μζΗζ rdr. Φ ο = 2 TEj μ ζ Η ζ rdr.
ο
Setzt man aus (24) ein, so erhält man wegen ο
If you insert from (24), you get because of
.A.A
Φο = 1 — 2,053 ra. ω Φ ο = 1 - 2.053 r a . ω
Die in einem Drahtring von Radius r0 induzierteThe induced in a wire ring of radius r 0
EMKtZ0IStEMKtZ 0 ISt
U0 =U 0 =
Man kann die Anregungskonstante A in den Gleichungen (18), (23), (24) mithin durch die EMK in diesen
Ring, den man zur Anregung der H-Welle benutzt, ersetzen.
Die übertragene Leistung ergibt sich durch Integration des Poyntingschen Vektors (ExH)= E9 H r
über den Querschnitt ο < r < ra. The excitation constant A in equations (18), (23), (24) can therefore be replaced by the EMF in this ring, which is used to excite the H- wave.
The transmitted power results from the integration of the Poynting vector (ExH) = E 9 H r over the cross section ο < r < r a .
N = 0,122 I/ —
μτ N = 0.122 I / -
μ τ
Der Wellenwiderstand der Leitung wird aus Übertragungsleistung und Anregungsspannung definiert durchThe characteristic impedance of the line is defined from the transmission power and the excitation voltage by
Im Gegensatz zur E-Welle ist Z11 für die H-Welle hochohmig. Nach Gleichung (21) existiert eine untere Grenzfrequenz ω0, in deren Nähe die Dämpfung stark mitIn contrast to the E- wave, Z 11 has a high resistance for the H-wave. According to equation (21), there is a lower limit frequency ω 0 , in the vicinity of which the attenuation is greatly increased
ansteigt.increases.
rara
μτ1εμ τ1 ε
μιΧ μ ιΧ
■■ (26) ■■ (26) (21) (22)(21) (22)
Ein magnetisch anisotropes Medium kann beispielsweise durch Magnetisierung eines zylindrischen Ferromagnetikums in der Längsachse hergestellt werden. Die üf-Welle kann durch eine stromdurchflossene Ringsonde angeregt werden, die in der Nullzone des magnetischen Längsfeldes angebracht ist. Die Dämpfung für ein Medium mit der Leitfähigkeit σ, deren PermeabilitätenA magnetically anisotropic medium can be produced, for example, by magnetizing a cylindrical ferromagnetic material in the longitudinal axis. The üf wave can be excited by a ring probe with a current flowing through it, which is placed in the zero zone of the longitudinal magnetic field. The attenuation for a medium with conductivity σ, its permeabilities
= μζχ (ι — 7= μ ζ χ (ι - 7
= μτχ (ι — ? tg y>r) = μ τ χ (ι -? tg y> r )
mit der Bedingung μζ\^>\ μτ gibt Gleichung (22) in Verbindung mit Gleichung (21).with the condition μ ζ \ ^> \ μ τ gives equation (22) in connection with equation (21).
Das erste Glied in der Gleichung (21) stellt die magnetischen Längsverluste dar, das zweite die durch die Leitfähigkeit in zirkularer Richtung entstandenen Wirbelstromverluste, das dritte die Verluste des magnetischen Radialfeldes. Man sieht, daß σ sehr klein gehalten werden muß, so daß magnetisches Vollmaterial nicht in Frage kommt, sondern nur in Isoliermaterial eingebettete ferromagnetische Teilchen. In diesem Fall wird bei höheren Frequenzen das dritte Glied als »Ableitungsdämpfung« überwiegenThe first term in equation (21) represents the longitudinal magnetic losses, the second the eddy current losses caused by the conductivity in a circular direction, and the third the losses of the radial magnetic field. It can be seen that σ must be kept very small, so that solid magnetic material is out of the question, only ferromagnetic particles embedded in insulating material. In this case, at higher frequencies, the third term as "dissipation attenuation " will predominate
Es existiert auch hier eine untere Grenzfrequenz; siehe Gleichung (26). Die Schwierigkeit besteht darin, wegen des bei metallischen Dispersionen meist großen ε ein Medium mit genügend kleinem Verlustwinkel xpr zu finden.There is also a lower limit frequency here; see equation (26). The difficulty is to find a medium with a sufficiently small loss angle xp r because of the usually large ε in metallic dispersions.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für die Erfindung angegeben, und es wird die Erfindung zum Teil an Hand der in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In the following, various possible embodiments for the invention are given, and it the invention is explained in more detail in part with reference to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 to 10.
Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von nach der Erfindung hergestellten anisotropen Wellenleitern. Nach der Fig. 3 besteht der Wellenleiter aus dem runden Isohermassestrang 10 mit eingelagerten feinen langgestreckten leitenden Teilchen, die als kurze Längsstriche angedeutet sind. Die Größe dieser leitenden Teilchen hängt von der Frequenz der Übertragungsströme und von den gewünschten Übertragungseigenschaften ab. Mit Rücksicht auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellung solcher Leiter kann die Größe der leitenden Teilchen von dem elektrischen Optimum abweichen. Größenordnungsmäßig haben die Teilchen einen Durchmesser von etwa 10 μ und eine Länge von etwa 1 mm und darüber. Über dem Wellenleiter 10 ist der wasserdichte Mantel 11 angeordnet, der vorzugsweise aus einem gut leitenden Material, wie Aluminium, besteht. Die Fig. 4 unter; scheidet sich von der Fig. 3 dadurch, daß der Wellen-3 and 4 show two exemplary embodiments of anisotropic waveguides produced according to the invention. According to FIG. 3, the waveguide consists of the round Isohermass strand 10 with embedded fine elongated conductive particles, which are indicated as short longitudinal lines. The size of these conductive particles depends on the frequency of the transmission currents and on the desired transmission properties. In view of the economics of manufacturing such conductors, the size of the conductive particles can deviate from the electrical optimum. In terms of size, the particles have a diameter of about 10 μ and a length of about 1 mm and more. The waterproof jacket 11, which is preferably made of a highly conductive material such as aluminum, is arranged above the waveguide 10. The Fig. 4 under; differs from Fig. 3 in that the shaft
leiter in den Innenleiter 12 und den Außenleiter 13 aufgeteilt und zwischen beiden Leitern eine Isolierschicht 14 angeordnet ist. Die Isolierschicht 14 liegt in der Nullzone, weshalb diese Schicht als Nullstromschicht bezeichnet werden kann.conductor into the inner conductor 12 and the outer conductor 13 divided and an insulating layer 14 is arranged between the two conductors. The insulating layer 14 lies in the zero zone, which is why this layer can be referred to as the zero current layer.
Es wurde bereits erwähnt, daß bei einem Wellenleiter mit Leitfähigkeitsanisotropie die Ankopplung der E-Welle kapazitiv durch zwei innerhalb und außerhalb der Nullzone an das Medium angelegte Ringsonden und die Anregung der H-Welle durch eine in der Nullzone des magnetischen Längsfeldes eingebrachte Ringsonde erfolgen kann. Die Frage.der Ankopplung ist von allgemeiner Bedeutung bei der Anschaltung des Senders und Empfängers oder sonstiger Übertragungselemente, wie Endapparate, Verstärker, Anschlußleitungen, an den Wellenleiter und ferner, wenn der Wellenleiter mit gleichartigen oder anderen Übertragungsleitungen verbunden werden soll.It has already been mentioned that in the case of a waveguide with conductivity anisotropy, the coupling of the E- wave can take place capacitively by two ring probes placed inside and outside the zero zone to the medium and the excitation of the H- wave by a ring probe placed in the zero zone of the longitudinal magnetic field. The question of coupling is of general importance when connecting the transmitter and receiver or other transmission elements, such as terminal equipment, amplifiers, connection lines, to the waveguide and also when the waveguide is to be connected to similar or different transmission lines.
Die Fig. 5 deutet die Ankopplung einer koaxialen Hochfrequenzleitung an einen anisotropen Wellenleiter gemäß der Erfindung an. Der rechts liegende Wellenleiter entspricht der Ausführung nach der Fig. 4 und ist dementsprechend mit den gleichen Bezugs-5 shows the coupling of a coaxial high-frequency line to an anisotropic waveguide according to the invention. The waveguide on the right corresponds to the embodiment according to FIG. 4 and is accordingly with the same reference
a5 zeichen versehen. An den Wellenleiter schließt sich ein koaxiales Anschluß- bzw. Übertragungsstück an, das aus dem Innenleiterstück 15 und dem Außenleiterstück 16 besteht. Das Außenleiterstück 16 ist am Ende 17 flanschartig umgebogen. Zur Erzielung eines möglichst guten Wirkungsgrades der Ankopplung sind die Endflächen des Innenleiterstückes 15 und des Endflansches 17 in ihrer Größe günstig zu wählen. Um ferner die Anpassung zu verbessern, ist das koaxiale Anschlußstück 15/16 mit der koaxialen Leitung 18 durch den Übertrager 19 verbunden.a5 characters provided. It joins the waveguide a coaxial connection or transmission piece, which consists of the inner conductor piece 15 and the outer conductor piece 16 consists. The outer conductor piece 16 is bent over like a flange at the end 17. To achieve a The best possible coupling efficiency are the end faces of the inner conductor piece 15 and the To choose end flange 17 in size favorably. To further improve the matching, this is coaxial Connection piece 15/16 is connected to the coaxial line 18 through the transformer 19.
Aus den Fig. 6 und 7 geht die Anordnung einer Ringsonde 20 in der Nullzone des magnetischen Längsfeldes eines zur Übertragung von if-Wellen verwendeten Wellenleiters 21 hervor, der mit dem Metallmantel 22 versehen ist. Auch bei dieser Anordnung wird zwischen dem Wellenleiter und der koaxialen Leitung 18 ein Anpassungsübertrager angeordnet, der hier mit 23 bezeichnet ist.6 and 7 show the arrangement of a ring probe 20 in the zero zone of the longitudinal magnetic field one used to transmit if waves Waveguide 21, which is provided with the metal jacket 22. Even with this arrangement a matching transformer is arranged between the waveguide and the coaxial line 18, the is denoted here by 23.
Zur Herstellung von Wellenleitern gemäß der Erfindung sind verschiedene Herstellungsverfahren möglich. Wie bereits angedeutet, isi; es besonders vorteilhaft, den Wellenleiter auf einer Strangpresse im Spritzverfahren zu erzeugen. Die feinen leitenden Teilchen erhalten ihre langgestreckte Form zweckmäßig erst nach ihrer Einmischung in die Isoliermasse. Besonders zweckmäßig ist es, den Wellenleiter zur Ausrichtung, Längung und Durchmesserherabsetzung der feinen Teilchen einem Streckverfahren zu unterwerfen. Zur Durchführung eines derartigen Streckverfahrens besteht die Möglichkeit, den Wellenleiter mit einem aus einem kaltziehbaren Metall, wie Kupfer, Aluminium od. dgl., bestehenden Mantel zu umgeben und das Ganze daraufhin einem Streckprozeß, vorzugsweise einem Zieh- oder Walzprozeß, zu unterwerfen. Ferner ist es möglich, ein geschlossenes, aus einem kaltziehbaren Metall bestehendes Rohr mit isolierten leitenden Teilchen oder mit einer Mischung von leitenden Teilchen und einem Isolierstoff zu füllen und daraufhin ebenfalls das Ganze auszustrecken. In der Mitte des Wellenleiters wird vorteilhaft ein zugfester Kern aus einem zugfesten gut leitenden Metall angeordnet. Diese Ausführung ist besonders zweckmäßig bei Herstellung des Wellenleiters auf einer Strangpresse. In diesem Fall wird die Isoliermasse im Spritzverfahren um den zentral liegenden zugfesten Kern, z. B. um einen Kupfer- oder Aluminiumdraht, gespritzt.Various manufacturing methods are possible for manufacturing waveguides according to the invention. As already indicated, isi; it is particularly advantageous to produce the waveguide on an extrusion press by injection molding. The fine conductive particles get their elongated shape expediently only after they have been mixed into the insulating compound. Particularly It is useful to use the waveguide to align, lengthen and reduce the diameter of the fine Subjecting particles to a stretching process. To carry out such a stretching process there is the possibility of making the waveguide with one of a cold-drawable metal, such as copper, aluminum Od. Like. To surround the existing coat and then a stretching process, preferably a drawing or rolling process to submit. It is also possible to produce a closed, cold-drawn one Metal existing pipe with insulated conductive particles or with a mixture of conductive particles and to fill an insulating material and then also stretch the whole thing. In the middle of A tensile strength core made of a tensile strength, highly conductive metal is advantageously arranged on the waveguide. This embodiment is particularly useful when the waveguide is manufactured on an extrusion press. In In this case, the insulating compound is sprayed around the centrally located tensile core, e.g. B. to a copper or aluminum wire, sprayed.
Es ist auch möglich, die feinen leitenden Teilchen in langgestreckter Form in die Isoliermasse einzubetten. Zu diesem Zweck können die leitenden Teilchen während oder nach ihrer Einbettung in die zunächst noch flüssige oder halbflüssige Isoliermasse gerichtet werden, beispielsweise unter Einwirkung elektrischer Felder.It is also possible to embed the conductive fine particles in an elongated form in the insulating compound. For this purpose, the conductive particles can be used during or after their embedding in the first liquid or semi-liquid insulating compound can be directed, for example under the action of electrical Fields.
Zur gegenseitigen Isolierung der leitenden Teilchen können diese mit Oxydschichten versehen werden. Es ist möglich, die oberflächlich oxydierten Teilchen noch mit dielektrisch hochwertigen Überzügen zu versehen. Unter anderem sind auch eloxierte Alummiumteilchen verwendbar, wobei anzustreben ist, daß sich eine möglichst hochwertige Isolierung der Aluminiumteilchen ergibt.To isolate the conductive particles from one another, they can be provided with oxide layers. It is possible to provide the superficially oxidized particles with high-quality dielectric coatings. Among other things, anodized aluminum particles can also be used, it being desirable that each other results in the best possible insulation of the aluminum particles.
Im folgenden wird die Herstellung von anisotropen Wellenleitern gemäß der Erfindung an Hand der Fig. 8 bis 10 beispielsweise erläutert.The production of anisotropic waveguides according to the invention is described below with reference to FIG through 10, for example.
Ein brauchbares Herstellungsverfahren besteht darin, daß man nach der Fig. 8 zunächst ein Metallrohr 24 mit Pulverteilchen 25 aus leitendem Material, jedoch mit isolierter Oberfläche, füllt. Ein so gefülltes und an den Enden abgedichtetes Rohr wird einem so starken Streckprozeß unterworfen, daß die Pulverteilchen eine langgestreckte Form erhalten und sich ein Wellenleiter gemäß der Fig. 4 ergibt. Es kann zweckmäßig sein, den Metallmantel 24 während des Streckprozesses einer Temperung zu unterwerfen, wobei auf eine unzulässige Temperaturbeanspruchung der Isoliermasse des Wellenleiters zu achten ist. An Stelle eines nahtlosen Metallrohres kann auch ein gefalztes Metallrohr treten.A useful manufacturing method is that according to FIG. 8 first a metal pipe 24 with powder particles 25 made of conductive material, but with an insulated surface. Such a filled one and tube sealed at the ends is subjected to such a strong stretching process that the powder particles obtained an elongated shape and a waveguide according to FIG. 4 results. It can be expedient to subject the metal jacket 24 to a tempering during the stretching process, wherein Pay attention to inadmissible temperature stresses on the insulating material of the waveguide. At A seamed metal tube can also take the place of a seamless metal tube.
Nach der Fig. 9 wird eine mit leitenden Pulverteilchen durchsetzte Isoliermasse 26 auf einen leitenden Draht 27 aus Kupfer, Aluminium od. dgl. aufgebracht und mit einem Metallmantel 28 versehen. Das Ganze wird einem Streckprozeß unterworfen, wobei sowohl die leitenden Pulverteilchen als auch der Kern 27 und der Metallmantel 28 gestreckt werden.According to FIG. 9, an insulating compound 26 interspersed with conductive powder particles is applied to a conductive one Wire 27 made of copper, aluminum or the like is applied and provided with a metal jacket 28. The whole is subjected to a stretching process, whereby both the conductive powder particles and the core 27 and the metal jacket 28 can be stretched.
Die Fig. 10 zeigt ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung des Wellenleiters gemäß der Fig. 9. Der Kerndraht 27 läuft in eine Spritzmaschine 29 ein, durch die der Kerndraht 27 mit einer Mischung aus einer geeigneten Isoliermasse und einem leitenden Pulver umspritzt wird, so daß der Strang 26 entsteht. Ein gut leitendes Metallband 30 läuft von der Vorratsrolle 31 zur Falzvorrichtung 32, durch die das Band 30 um den Strang 26 gelegt und an den Seitenrändern miteinander verfalzt wird. Darauf wird der ummantelte Wellenleiterstrang mittels der Abzugsscheibe 33 durch mehrere Zieheisen 34 hindurchgezogen und auf die Vorratsrolle 35 gewickelt.Fig. 10 shows a continuous process for Manufacture of the waveguide according to FIG. 9. The core wire 27 runs into an injection molding machine 29, through which the core wire 27 is coated with a mixture of a suitable insulating compound and a conductive powder is overmolded so that the strand 26 is formed. A highly conductive metal strip 30 runs from the supply roll 31 to the folding device 32, through which the tape 30 is placed around the strand 26 and on the side edges is folded together. Then the coated Waveguide strand pulled through several drawing dies 34 by means of the haul-off disk 33 and opened the supply roll 35 is wound.
Ein weiteres kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Wellenleitern gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein halbschalenförmiges bzw. an-Another continuous method of making waveguides in accordance with the invention is in that a half-shell-shaped or different
nähernd halbschalenförmiges Metallband, dessen offene Seite nach oben gerichtet ist, mit isolierten Teilchen oder mit einer Mischung von leitenden Teilchen und einer Isoliermasse gefüllt, das Band darauf zu einem geschlossenen Rohr gebogen und schließlich das Ganze einem Streckprozeß durch Ziehen oder Hämmern unterworfen wird. Dabei ist es möglich, die Seitenränder des Metallbandes vor dem Streckprozeß miteinander zu verfalzen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß eine Spritzvorrichtung nicht benötigt wird. Durch die Halbschalenform des Metallbandes wird eine nach oben offene Rinne gebildet, in die die langgestreckten Metallstücke von oben eingeschüttet bzw. eingefüllt werden. Die langgestreckten Metallstücke, die z. B. die Form von Drahtstücken von etwa 0,01 bis 0,05 mm Stärke und 5 bis 10 mm Länge haben, werden im allgemeinen innerhalb der Halbschalenrinne von selbst eine längs gerichtete Lage einnehmen, doch kann das Ausrichten der Metallstücke in Längsrichtung selbstverständlich noch durch zusätzliche Maßnahmen, z. B. durch Anwendung elektrischer Richtfelder oder durch mechanische Rüttelmaßnahmen, unterstützt werden. Bei diesem Verfahren und auch bei dem Verfahren gemäß der Fig. 10 können an Stelle eines -einzigen Metallbandes auch zwei halbschalenförmige Bänder treten, die an den einander zugekehrten Seitenrändern miteinander verbunden werden.almost half-shell-shaped metal band, the open side of which is directed upwards, with isolated particles or filled with a mixture of conductive particles and an insulating compound, the tape on top into one closed tube bent and finally the whole thing a stretching process by pulling or hammering is subjected. It is possible to connect the side edges of the metal strip to one another before the stretching process to fold. This method has the advantage that a spray device is not required. The half-shell shape of the metal band forms an upwardly open channel into which the elongated Metal pieces are poured in or filled in from above. The elongated pieces of metal the z. B. in the form of pieces of wire about 0.01 to 0.05 mm thick and 5 to 10 mm long, will generally assume a longitudinal position by themselves within the half-shell channel, but the alignment of the metal pieces in the longitudinal direction can of course still be done by additional Measures, e.g. B. by using electrical directional fields or by mechanical vibration measures, get supported. In this method and also in the method according to FIG. 10 Instead of a single metal band, two half-shell-shaped bands can be used, which are attached to the facing side edges are connected to one another.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführurigsmöglichkeiten beschränkt. Beispielsweise kann der Wellenleiter einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt erhalten. Es ist auch möglich, den Wellenleiter aus mehreren Strängen herzustellen, die sich zum Gesamtleiter zusammensetzen. Die leitenden Teilchen verlaufen bevorzugt in Längsrichtung, doch kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, den Teilchen einen Drall zu geben, indem man z. B. den Wellenleiter in noch plastischem Zustand der Isoliermasse um die eigene Achse dreht. Die beispielsweise in Fig, 4 angedeutete Nullstromschicht 14 kann so stark ausgebildet und gegebenenfalls durch eine Luftraumisolierung ersetzt werden, daß eine koaxiale Leiteranordnung entsteht, bei dem der Innen- und Außenleiter als anisotrope Wellenleiter ausgebildet sind. Ferner sind die Wellenleiter gemäß der Erfindung anwendbar für symmetrische Übertragungsleitungen. Der Wellenleiter kann mit zusätzlichen, gegebenenfalls isolierenden Schutzschichten und metallischen Bewehrungen versehen werden. Die Ausbildung dieser Schutzschichten ist im wesentlichen abhängig davon, ob der Wellenleiter als Erd-, Luftoder Seekabel verlegt werden soll.The invention is not limited to the specified embodiments limited. For example, the waveguide can have a shape deviating from a circular shape Preserved cross-section. It is also possible to make the waveguide from several strands, who come together to form the overall manager. The conductive particles run preferably in the longitudinal direction, but in certain cases it can be useful to give the particles a twist by one z. B. rotates the waveguide around its own axis while the insulating compound is still in a plastic state. the For example, the zero current layer 14 indicated in FIG. 4 can be made so strong and optionally be replaced by an air space insulation that a coaxial conductor arrangement is formed in which the Inner and outer conductors are designed as anisotropic waveguides. Furthermore, the waveguides are according to of the invention applicable to balanced transmission lines. The waveguide can be equipped with additional, if necessary, insulating protective layers and metallic reinforcements are provided. the Formation of these protective layers is essentially dependent on whether the waveguide is earth, air or Submarine cables are to be laid.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES37840A DE969439C (en) | 1954-02-27 | 1954-02-27 | Anisotor per waveguide for the transmission of high-frequency currents |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES37840A DE969439C (en) | 1954-02-27 | 1954-02-27 | Anisotor per waveguide for the transmission of high-frequency currents |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE969439C true DE969439C (en) | 1958-06-04 |
Family
ID=7482711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES37840A Expired DE969439C (en) | 1954-02-27 | 1954-02-27 | Anisotor per waveguide for the transmission of high-frequency currents |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE969439C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3144369A (en) * | 1959-04-30 | 1964-08-11 | Int Standard Electric Corp | Method of forming a coaxial cable |
-
1954
- 1954-02-27 DE DES37840A patent/DE969439C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3144369A (en) * | 1959-04-30 | 1964-08-11 | Int Standard Electric Corp | Method of forming a coaxial cable |
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