IT201600107038A1

IT201600107038A1 - Linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza

Info

Publication number: IT201600107038A1
Application number: IT102016000107038A
Authority: IT
Inventors: Carlo Bombelli
Original assignee: Onetastic S R L
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-24
Also published as: ES2758728T3; RU2745526C1; US20180115105A1; EP3312947A1; EP3312947B1

Description

“LINEA DI TRASMISSIONE, IN PARTICOLARE DI TIPO RIGIDO E PER UNA APPLICAZIONE DI POTENZA A RADIOFREQUENZA”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

È noto allo stato dell’arte il fatto che una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per applicazioni di potenza a radiofrequenza, è realizzata in modo tale da comprendere un primo conduttore (anche noto come “conduttore esterno”) di forma tubolare, un secondo conduttore (anche noto come “conduttore interno”) posizionato in modo concentrico e coassiale all’interno di detto primo conduttore, ed un dielettrico posizionato tra il primo conduttore (conduttore esterno) ed il secondo conduttore (conduttore interno).

In particolare, il dielettrico posizionato tra il primo conduttore ed il secondo conduttore può essere costituito da aria oppure da un gas.

Secondo tale alternativa, in via preferenziale la scelta ricade sull’utilizzo dell’aria, come avviene ad esempio nel campo del broadcasting radiotelevisivo, al fine di consentire di assemblare rapidamente ed in loco la linea di trasmissione rigida evitando la necessità di dover effettuare riempimenti successivi con un gas specifico ad impianto realizzato.

Al fine di ottenere una lunghezza desiderata di detta linea di trasmissione è noto allo stato dell’arte accoppiare tra di loro una pluralità di sezioni di una linea di trasmissione rigida mediante una giunzione comprendente un connettore associato ad almeno una estremità della linea di trasmissione.

In particolare, il connettore della giunzione è realizzato in modo tale da comprendere un corpo adatto ad essere accoppiato ad un tratto terminale del conduttore esterno e comprende almeno un elemento di connessione atto ad inserirsi almeno parzialmente in una sede ricavata in una estremità del conduttore interno; a sua volta, l’elemento di connessione comprende una porzione sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di alette elastiche.

In accordo ad una forma realizzativa, il connettore della giunzione è realizzato in modo tale da comprendere un involucro che presenta una forma tipicamente cilindrica (a manicotto), in particolare detto involucro presentando un diametro interno tale da rendere ciascuna estremità dello stesso adatta ad essere accoppiata ad una estremità del conduttore esterno. In tale forma realizzativa, detto involucro è tipicamente realizzato con materiali metallici. Inoltre, l’involucro del connettore è associato ad un corpo (che può anche essere definito “distanziale” o “centratore rigido”) avente una forma sostanzialmente discoidale (a flangia) e che permette di posizionare l’elemento di connessione in modo coassiale all’interno dell’involucro, e di isolare l’elemento di connessione interno rispetto a detto involucro. Detto corpo o distanziale è preferibilmente realizzato in materiale non conduttore, in particolare in materiale plastico (ad esempio in Politetrafluoroetilene, noto anche come “PTFE”, vale a dire un polimero del tetrafluoroetilene che è commercialmente noto con i nomi TEFLON® o ALGOFLON® o HOSTAFLON® o FLUON®).

Secondo un’altra possibile forma di realizzazione, il connettore della giunzione può essere realizzato in modo tale da comprendere solamente il corpo a forma tipicamente discoidale (a flangia) ed adatta ad essere accoppiata ad un tratto terminale del conduttore esterno. Da ciascuna delle facce piane del corpo discoidale del connettore destinate ad accoppiarsi ad una sezione della linea rigida si diparte un distinto elemento di connessione atto ad accoppiarsi con la corrispondente estremità del conduttore interno della linea rigida, detto elemento di connessione comprendendo una porzione sostanzialmente tubolare associata ad una pluralità di alette elastiche. Anche in questo caso, il connettore discoidale permette di posizionare l’elemento di connessione in modo coassiale all’interno del connettore, e di isolare il conduttore interno rispetto al conduttore esterno. Inoltre, il corpo discoidale è preferibilmente realizzato in materiale plastico, ad esempio in Politetrafluoroetilene (noto anche come “PTFE”, vale a dire un polimero del tetrafluoroetilene che è commercialmente noto con i nomi TEFLON® o ALGOFLON® o HOSTAFLON® o FLUON®), ed i due conduttori esterni di due linee di trasmissione vengono accoppiati per contatto con l’elemento o corpo discoidale.

È dunque chiaro che i connettori noti allo stato dell’arte, oltre a permettere di giuntare tra di loro i conduttori interni di differenti sezioni, permettono anche di posizionare il conduttore interno in modo coassiale all’interno di detto conduttore esterno e di isolare il conduttore interno rispetto al conduttore esterno.

In particolare l’elemento di connessione ed il conduttore interno vengono accoppiati mediante un inserimento dell’elemento di connessione all’interno dell’estremità del conduttore interno, tale inserimento essendo solitamente ottenuto mediante un movimento sostanzialmente lineare; durante tale movimento le alette elastiche dell’elemento di connessione sono spinte a piegarsi (per agevolare l’inserimento di detto elemento di connessione nell’estremità del conduttore interno) e poi a flettere verso la superficie interna di detto conduttore interno, in modo tale da realizzare una connessione ottimale tra i due componenti.

È dunque chiaro che detto elemento di connessione è realizzato in modo tale da garantire sia elasticità, grazie alla previsione di un profilo non continuo ottenuto mediante la pluralità di alette elastiche, sia una adeguata tenuta, mediante la realizzazione dell’elemento di connessione in modo tale da presentare un diametro lievemente inferiore rispetto a quello del conduttore interno.

In base ai principi della fisica sui quali è basata la trasmissione di segnali o di energia attraverso le linee rigide, per ciascuna frequenza utilizzata, esiste un limite superiore al diametro dei conduttori utilizzabili per realizzare una linea di trasmissione. Per una nota legge fisica, infatti, al crescere della frequenza di un segnale diminuisce la relativa lunghezza d’onda. È necessario che il valore della lunghezza d’onda non diventi troppo piccolo a confronto con la differenza dei raggi dei due conduttori, interno ed esterno, considerati.

Applicando un segnale di tensione V e frequenza f ad una estremità del conduttore interno, si verifica un passaggio di corrente I lungo detto conduttore interno. Detta corrente I si contorna di un campo magnetico B che, una volta raggiunto il conduttore esterno, vi induce una corrente indotta di verso tale da opporsi alla causa che l’ha generata. Se la differenza fra i diametri del conduttore interno e quello del conduttore esterno è ridotta, la corrente indotta sul conduttore esterno è sfasata di 180° rispetto alla corrente sul conduttore interno. Correnti uguali e di verso opposto si cancellano e non producono radiazione. Quanto sopra non si verifica quando si raggiungono frequenze tali da ridurre il rapporto fra la lunghezza d’onda del segnale applicato e la differenza fra i raggi dei due conduttori. Occorre, infatti, un certo tempo perché il campo B generato dalla corrente sul conduttore centrale arrivi al conduttore esterno e induca corrente sullo stesso. Se questo tempo inizia ad essere significativo rispetto al periodo del segnale applicato si ha allora che la corrente indotta nel conduttore esterno non è più sfasata di 180° rispetto alla corrente nel conduttore interno, e non riesce quindi a compensarne gli effetti. Si ha allora che l’onda viaggia trasversalmente e non più longitudinalmente, e possono venire eccitati diversi modi di propagazione. In una linea di trasmissione questo porta, in pratica, ad una forte attenuazione del segnale trasmesso.

Al crescere della frequenza, esistono allora precise dimensioni dei conduttori da non superare.

Da quanto descritto in precedenza emerge il fatto che, nelle soluzioni note allo stato dell’arte, per ogni data frequenza esiste un preciso limite superiore alle dimensioni del conduttore interno ed esterno. In conseguenza, vengono limitate anche le dimensioni dell’elemento di connessione che deve essere inserito in una estremità di detto conduttore interno. Tuttavia, al diminuire di dette dimensioni diminuisce anche la potenza massima che è possibile veicolare sulla giunzione, per problemi di surriscaldamento localizzato dovuti fra l’altro al cosiddetto “effetto Joule”. Quindi, la realizzazione delle soluzioni note allo stato dell’arte comporta necessariamente un limite superiore alla potenza trasmissibile in funzione della frequenza, che a sua volta vincola la dimensione massima dei conduttori. Detto limite alla potenza trasmissibile non si determina perché i tratti ordinari della linea di trasmissione non riescano a trasportare la potenza considerata, ma per evitare un potenziale surriscaldamento sulla giunzione; andare oltre tale limite superiore porterebbe alla distruzione della giunzione stessa o di un tratto adiacente di linea di trasmissione di tipo rigido. In tale ambito, scopo principale della presente invenzione è quello di indicare una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, realizzata in modo tale da permettere di superare gli inconvenienti presenti nelle linee di trasmissione note allo stato dell’arte.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è quello di indicare una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, realizzata in modo tale da poter aumentare la potenza trasmissibile, evitando al contempo un potenziale surriscaldamento sulla giunzione di detta linea di trasmissione.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di indicare una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, realizzata in modo tale da presentare un elemento di connessione che sia tale da permettere di garantire sia elasticità, sia una adeguata tenuta.

Un ulteriore scopo della presente della presente invenzione è quello di indicare una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, realizzata in modo tale da smaltire in modo efficace il calore che si genera, in particolare in corrispondenza di una giunzione di detta linea di trasmissione ed a seguito di un aumento della potenza trasmessa rispetto al valore massimo considerato ammissibile sulle linee di trasmissione realizzate in tecnica nota.

Per raggiungere tali scopi, forma oggetto del presente trovato una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, che formano parte integrante della presente descrizione.

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dalle figure annesse, fornite a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

- la Fig. 1 rappresenta una vista prospettica di una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza secondo la presente invenzione;

- la Fig. 2 rappresenta una vista in sezione longitudinale della linea di trasmissione di Fig. 1;

- la Fig.3 rappresenta una vista in sezione longitudinale di una prima variante della linea di trasmissione secondo la presente invenzione;

- la Fig. 4 rappresenta una vista in sezione longitudinale di una seconda variante della linea di trasmissione secondo la presente invenzione.

Passando alla descrizione delle figure 1 e 2 allegate, con il numero di riferimento 1 è indicata nel suo complesso una linea di trasmissione, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, secondo la presente invenzione.

La linea di trasmissione 1 comprende in modo noto un primo conduttore 10 (che può anche essere definito “conduttore esterno”) di forma tubolare, un secondo conduttore 20 (che può anche essere definito “conduttore interno”) posizionato in modo concentrico e coassiale all’interno di detto primo conduttore 10, ed un dielettrico 30 posizionato tra il primo conduttore 10 ed il secondo conduttore 20.

Come noto, il primo conduttore 10 ed il secondo conduttore 20 sono realizzati mediante un materiale (ad esempio rame o alluminio) che presenta una resistività avente un valore molto basso, mentre preferibilmente detto dielettrico 30 è costituito da aria; tale previsione permette di assemblare la linea di trasmissione rigida 1 rapidamente e nel luogo ove è posizionato l’impianto senza correre i rischi tipici derivanti dall’utilizzo di un dielettrico costituito da gas.

Da notare che, nella rappresentazione di Fig. 1, il primo conduttore 10 è mostrato come se fosse trasparente; tuttavia, è da notare che tale rappresentazione del primo conduttore 10 è stata effettuata esclusivamente al fine di osservare i componenti presenti al suo interno.

La linea di trasmissione 1 comprende altresì un connettore (che è indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 40 nelle figure allegate) dotato di un corpo 40A adatto ad essere accoppiato ad un tratto terminale 11 del primo conduttore 10.

Nella forma realizzativa mostrata nelle figure allegate, il corpo 40A presenta una forma sostanzialmente discoidale ed adatta ad essere accoppiata ad un tratto terminale 11 del primo conduttore 10. In particolare, come si può notare dalla Fig. 1, il corpo 40A è inserito almeno parzialmente all’interno di detto tratto terminale 11 del primo conduttore 10 di forma tubolare, le dimensioni del corpo 40A essendo leggermente inferiori rispetto alle dimensioni interne del tratto terminale 11 di detto primo conduttore 10 tubolare; di conseguenza, il corpo 40A del connettore 40 è fissato per interferenza alle pareti interne del tratto terminale 11 di detto primo conduttore 10 tubolare. Tuttavia è chiaro che l’accoppiamento tra il tratto terminale 11 del primo conduttore 10 ed il corpo 40A del connettore 40 può anche essere di tipo differente rispetto a quello mostrato in Fig. 1; a mero titolo di esempio, tale accoppiamento può avvenire mediante un avvitamento tra il tratto terminale 11 del primo conduttore 10 ed il corpo 40A del connettore 40.

Preferibilmente il corpo 40A del connettore 40 è realizzato in materiale non conduttore, in particolare in materiale plastico (ad esempio, in Politetrafluoroetilene, noto anche come o “PTFE”).

Il connettore 40 comprende almeno un primo elemento di connessione (indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 41 nelle figure allegate) atto ad inserirsi almeno parzialmente in una sede 21A ricavata in una estremità 21 del secondo conduttore 20, detto almeno un primo elemento di connessione 41 comprendendo una prima porzione 41A sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di prime alette 41B elastiche.

Le prime alette 41B permettono di conferire una adeguata elasticità al primo elemento di connessione 41, dal momento che esse permettono di realizzare detto elemento di connessione 41 in modo tale da presentare un profilo non continuo.

In una realizzazione preferita, la porzione 41A e/o ogni prima aletta 41B del primo elemento di connessione 41 presentano tratti rettilinei raccordati tra di loro da uno o più tratti di curvatura, in modo tale da presentare uno o più restringimenti atti a facilitare l’inserimento del primo elemento di connessione 41 all’interno di detta sede 21A ricavata in una estremità 21 del secondo conduttore 20.

Da notare che il secondo conduttore 20 può essere costituito da un elemento tubolare, oppure può essere costituito da una barra piena. Nel primo caso (vale a dire, quando il secondo conduttore 20 è costituito da un elemento tubolare) la sede 21A sostanzialmente corrisponde all’ultimo tratto dell’elemento tubolare; nel secondo caso (quando cioè il secondo conduttore 20 è costituito da una barra piena) la sede 21A è ricavata o scavata nell’estremità 21 del secondo conduttore 20.

Preferibilmente, il connettore 40 comprende una coppia di primi elementi di connessione 41 che si dipartono in direzioni opposte dal corpo 40A del connettore 40 (in particolare, detta coppia di primi elementi di connessione dipartendo in direzioni opposte da ognuna delle facce sostanzialmente piane del corpo 40A di forma sostanzialmente discoidale, come mostrato nelle figure allegate alla presente), in modo tale che ognuno dei primi elementi di connessione 41 possa connettersi in rispettive sedi 21A ricavate nelle estremità 21 di due differenti secondi conduttori 20 facenti parti di due differenti sezioni di una linea di trasmissione 1; da notare che detta coppia di primi elementi di connessione 41 può anche essere realizzata in un pezzo unico, in particolare mediante la realizzazione di un’unica porzione 41A di forma tubolare da cui si dipartono in direzioni opposte le prime alette 41B.

In accordo ad un’altra forma di realizzazione (non mostrata nelle figure allegate), il connettore 40 può essere realizzato in modo tale da comprendere un involucro (non mostrato nelle figure allegate) che presenta una forma sostanzialmente cilindrica (a manicotto), in particolare realizzato con un materiale metallico, in cui detto involucro racchiude il corpo 40A (che può anche essere definito distanziale o centratore rigido, in quanto esso svolge tali funzioni) che permette di posizionare almeno un primo elemento di connessione 41 in modo coassiale all’interno del corpo di forma sostanzialmente cilindrica e di isolare detto almeno un primo elemento di connessione 41. Da notare che, anche in tale forma realizzativa, il corpo 40A è realizzato in materiale non conduttore, in particolare in materiale plastico (ad esempio in Politetrafluoroetilene, noto anche come “PTFE”).

Anche in tale forma di realizzazione, il connettore 40 comprende almeno un primo elemento di connessione 41 atto ad inserirsi almeno parzialmente nella sede 21A ricavata nell’estremità 21 del secondo conduttore 20, in particolare detto almeno un primo elemento di connessione 41 comprendendo una prima porzione 41A sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di prime alette 41B elastiche.

Inoltre, in tale forma di realizzazione l’involucro di forma sostanzialmente cilindrica del connettore 40 è inserito almeno parzialmente all’esterno del tratto terminale 11 del primo conduttore 10 di forma tubolare, le dimensioni di detto involucro essendo leggermente maggiori rispetto alle dimensioni esterne del tratto terminale 11 di detto primo conduttore 10 tubolare.

In accordo con la presente invenzione, il secondo conduttore 20 comprende un secondo elemento di connessione 22 almeno parzialmente posizionato in detta sede 21A, detto secondo elemento di connessione 22 essendo atto ad accoppiarsi con il primo elemento di connessione 41 mediante il suo inserimento in una cavità 41C di detto primo elemento di connessione 41; in particolare, la forma di detta cavità 41C è sostanzialmente tubolare.

Preferibilmente, il secondo elemento di connessione 22 presenta una forma sostanzialmente corrispondente a quella del primo elemento di connessione 41 e dimensioni inferiori rispetto a quelle di detto primo elemento di connessione 41, in modo tale da permetterne l’inserimento nella cavità 41C (che risulta essere sostanzialmente di forma tubolare) del primo elemento di connessione 41 ed ottenere un contatto ottimale tra i due componenti.

In particolare, il secondo elemento di connessione 22 comprende un tratto 22A sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di seconde alette 22B.

Le seconde alette 22B permettono di conferire una adeguata elasticità al secondo elemento di connessione 22, dal momento che esse permettono di realizzare detto secondo elemento di connessione 22 in modo tale da presentare un profilo non continuo.

Inoltre, anche il tratto 22A e/o ogni seconda aletta 22B del secondo elemento di connessione 22 presenta/presentano tratti rettilinei raccordati tra di loro da uno o più tratti di curvatura, in modo tale che detto secondo elemento di connessione 22 presenti uno o più restringimenti che facilitano l’inserimento del secondo elemento di connessione 22 (in particolare delle seconde alette 22B e del tratto 22A) all’interno di detta cavità 41C del primo elemento di connessione 41.

Da notare che, nelle figure dalla 2 alla 4, il secondo conduttore 20 è rappresentato in modo tale da presentare entrambe le estremità 21 realizzate in modo tale da comprendere un rispettivo secondo elemento di connessione 22 realizzato in accordo con le previsioni della presente invenzione; tuttavia, è chiaro che il secondo conduttore 20 può anche essere realizzato in modo tale da comprendere solamente una delle due estremità 21 realizzata in modo da comprendere detto secondo elemento di connessione 22.

Inoltre, come precedentemente precisato, il secondo conduttore 20 può essere costituito da un elemento tubolare, oppure può essere costituito da una barra piena. Nel primo caso (secondo conduttore 20 costituito da un elemento tubolare) il secondo elemento di connessione 22 può essere costituito da un elemento separato ed almeno parzialmente inseribile nella sede 21A del secondo conduttore 20, in cui detta sede 21A sostanzialmente corrisponde all’ultimo tratto dell’elemento tubolare. Nel secondo caso (secondo conduttore 20 costituito da una barra piena) la sede 21A ed il secondo elemento di connessione 22 sono realizzati come sopra, oppure mediante una adeguata lavorazione dell’estremità 21 del secondo conduttore 20; in sostanza, quando il secondo conduttore 20 è costituito da una barra piena, la sede 21A ed il secondo elemento di connessione 22 possono anche essere sostanzialmente ricavati nell’estremità 21 del secondo conduttore 20.

La particolare previsione del secondo elemento di connessione 22 secondo la presente invenzione permette di realizzare la linea di trasmissione 1, in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, in modo tale da permettere di superare gli inconvenienti presenti nelle linee di trasmissione note allo stato dell’arte.

In particolare, il secondo elemento di connessione 22 permette di realizzare la linea di trasmissione 1 in modo tale da rendere possibile un aumento della potenza trasmissibile in funzione della frequenza e, quindi, delle dimensioni massime dei conduttori, evitando al contempo un potenziale surriscaldamento sulla giunzione di detta linea di trasmissione, dal momento che detto secondo elemento di connessione 22 permette di smaltire in modo efficace il calore che si genera nella linea di trasmissione 1 a seguito di un aumento della potenza trasmissibile a parità di dimensioni, ed in particolare del calore che si genera in corrispondenza di una giunzione di detta linea di trasmissione 1.

Ciò è reso possibile dal fatto che la previsione del secondo elemento di connessione 22 permette di aumentare in modo sensibile la superficie di contatto tra il primo elemento di connessione 41 ed il secondo conduttore 20; infatti, grazie alla previsione del secondo elemento di connessione 22, il primo elemento di connessione 41 risulta essere a contatto sia con le pareti interne della sede 21A, sia con le pareti esterne di detto secondo elemento di connessione 22 (in particolare, con le pareti esterne delle seconde alette 22B). È dunque chiaro che la previsione del secondo elemento di connessione 22 secondo la presente invenzione permette di diminuire le dimensioni del secondo conduttore 20 e del primo elemento di connessione 41 (che deve essere inserito nella sede 21A) per aumentare la frequenza e la potenza trasmissibile, evitando al contempo i problemi di surriscaldamento della giunzione noti allo stato dell’arte.

Ne consegue che le previsioni della presente invenzione risultano essere particolarmente utili ed apprezzabili nelle linee di trasmissione 1 utilizzate in applicazioni in cui le potenze sono elevate, come avviene ad esempio nel campo del broadcasting radiotelevisivo.

In una realizzazione preferita, il secondo elemento di connessione 22 comprende un elemento di spinta (non mostrato nelle figure allegate, essendo preferibilmente detto elemento di spinta posizionato all’interno dello spazio individuato dalle seconde alette 22B del secondo elemento di connessione 22) atto ad espandersi a seguito dell’accoppiamento tra il primo elemento di connessione 41 ed il secondo conduttore 20; di conseguenza, detto elemento di spinta permette di esercitare una maggiore pressione dall’interno del secondo elemento di connessione 22, il quale andrà a premere sul primo elemento di connessione 41, il quale a sua volta eserciterà una maggiore pressione sulle pareti interne della sede 21A.

Ad esempio, detto elemento di spinta può essere costituito da un elemento sostanzialmente avente la forma di un tronco di cono che, in una condizione di riposo, è parzialmente inserito all’interno del secondo elemento di connessione 22 e con la base maggiore rivolta verso il primo elemento di connessione 41. Quando il secondo conduttore 20 viene appoggiato e premuto contro il primo elemento di connessione 41 per effettuare l’installazione, la base maggiore del tronco di cono va in appoggio sull’interno del primo elemento di connessione 41; esercitando la pressione necessaria per mandare in battuta il secondo conduttore 20 (conduttore interno), il tronco di cono trasla all’interno del secondo elemento di connessione 22 esercitando una pressione dal suo interno e favorendo un migliore contatto fra le seconde alette 22B del secondo elemento di connessione 22 ed il primo elemento di connessione 41.

La Fig. 3 rappresenta una vista in sezione longitudinale di una prima variante della linea di trasmissione 1 secondo la presente invenzione.

In accordo a detta prima variante, il secondo conduttore 20 presenta un profilo variabile nel suo sviluppo longitudinale in modo tale da realizzare un trasformatore di impedenza.

In particolare, detto profilo variabile è ottenuto mediante un secondo conduttore 20 comprendente almeno due porzioni (nelle figure 3 e 4 essendo indicate con i riferimenti P1, P2, P3, P4, Pn una pluralità di dette porzioni) aventi un diametro esterno differente in una vista in sezione trasversale rispetto allo sviluppo longitudinale di detti primo conduttore 10 e secondo conduttore 20; da notare che, in tale variante, le estremità 21 del secondo conduttore 20 sono realizzate in modo tale da avere un diametro esterno tale da permettere di avere una impedenza pari a quella nominale della linea di trasmissione 1.

La Fig. 4 rappresenta una vista in sezione longitudinale di una seconda variante della linea di trasmissione 1 secondo la presente invenzione.

In accordo a tale seconda variante, la linea di trasmissione 1 comprende almeno un tratto di un secondo dielettrico 31 costituito da materiale diverso dal dielettrico 30 posizionato tra il primo conduttore 10 ed il secondo conduttore, in particolare detto secondo dielettrico 31 essendo di tipo solido e/o realizzato con un materiale avente un coefficiente di scambio termico superiore a quello del dielettrico 30 (che tipicamente è costituito da aria).

In tale forma realizzativa, il tratto del secondo conduttore 20 che è circondato dal secondo dielettrico 31 di tipo solido (nella rappresentazione di Fig. 4 detto tratto essendo costituito dal tratto indicato con il riferimento P3) è dimensionato in modo tale da avere una impedenza minore di quella dei tratti contigui (nella rappresentazione di Fig. 4 detto tratti contigui essendo costituiti dai tratti indicati con i riferimenti P2 e P4) di secondo conduttore 20 e che si trovano a contatto con il dielettrico 30, in particolare costituito da aria.

In una realizzazione preferita, detto secondo dielettrico 31 di tipo solido è realizzato in nitruro di alluminio (AlN); tuttavia, è chiaro che il materiale con cui è realizzato detto dielettrico solido 31 può anche essere differente.

Inoltre, nella forma realizzativa della variante di Fig. 4, la superficie esterna del primo conduttore 10 posizionata in corrispondenza del dielettrico solido 31 può essere associata ad un sistema di raffreddamento (non mostrato) che permette di smaltire il calore proveniente da detto dielettrico solido 31; ad esempio, detto sistema di raffreddamento può essere costituito da un radiatore passivo (ad esempio costituito da alettature associate a - o realizzate su - detta superficie esterna del primo conduttore 10) o da una cella di Peltier, o da un sistema di raffreddamento attivo (ad esempio costituito da tubi di acqua fredda), e così via.

Dalla descrizione effettuata risultano pertanto chiare le caratteristiche della presente invenzione, così come chiari risultano i suoi vantaggi.

Il secondo elemento di connessione 22 permette di realizzare la linea di trasmissione 1 in modo tale da aumentare la potenza trasmissibile in funzione della frequenza, e quindi delle dimensioni massime utilizzabili per il secondo conduttore 20 (conduttore interno) e per il primo conduttore 10 (conduttore esterno), evitando al contempo un potenziale surriscaldamento sulla giunzione di detta linea di trasmissione, dal momento che detto secondo elemento di connessione 22 permette di smaltire in modo efficace il calore che si genera nella linea di trasmissione 1 a seguito di un aumento della potenza trasmissibile in funzione della frequenza, ed in particolare del calore che si genera in corrispondenza di una giunzione di detta linea di trasmissione 1.

Infatti la previsione del secondo elemento di connessione 22 permette di aumentare in modo sensibile la superficie di contatto tra il primo elemento di connessione 41 ed il secondo conduttore 20, dal momento che il primo elemento di connessione 41 rimane a contatto sia con le pareti interne della sede 21A, sia con le pareti esterne di detto secondo elemento di connessione 22 (in particolare, con le pareti esterne delle seconde alette 22B).

È dunque chiaro che la previsione del secondo elemento di connessione 22 secondo la presente invenzione permette inoltre di diminuire la sezione della linea di trasmissione 1 considerata a parità di potenza massima trasmissibile, in quanto è possibile ridurre le dimensioni del secondo conduttore 20 e del primo elemento di connessione 41 (che deve essere inserito nella sede 21A), riducendo così secondo le note leggi della fisica anche le dimensioni del primo conduttore 10 (conduttore esterno). È inoltre possibile aumentare la potenza massima trasmissibile a parità di dimensioni, evitando al contempo i problemi di surriscaldamento della giunzione noti allo stato dell’arte.

La realizzazione della linea di trasmissione 1 in modo tale da comprendere un tratto di un dielettrico solido 31 realizzato con un materiale avente un coefficiente di scambio termico superiore a quello del dielettrico 30 costituito da aria contribuisce poi notevolmente a ridurre i suddetti problemi di surriscaldamento, contribuendo di conseguenza nell’opera di diminuzione delle dimensioni del secondo conduttore 20 e del primo elemento di connessione 41, diminuzione delle dimensione che permette di aumentare la frequenza e la potenza trasmissibile.

Il fatto poi di realizzare il secondo conduttore 20 in modo tale da presentare un profilo variabile nel suo sviluppo longitudinale permette di realizzare un trasformatore di impedenza, che ha lo scopo di consentire l’inserimento di un dielettrico solido avente costante dielettrica relativa maggiore di 1 mantenendo un diametro del secondo conduttore 20 (conduttore interno) tale da assicurare un adeguato scambio termico, una adeguata resistenza meccanica ed un comportamento favorevole nei confronti delle correnti in transito. Detto dielettrico solido è in grado di asportare una quantità di calore rilevante dal secondo conduttore 20, conferendo detto calore asportato al primo conduttore 10, che a differenza secondo conduttore 20 può essere facilmente raffreddato con sistemi passivi e/o attivi; tutto ciò contribuisce ad aumentare la potenza trasmissibile dalla linea di trasmissione 1.

È dunque chiaro che le previsioni della presente invenzione risultano essere particolarmente utili ed apprezzabili nelle linee di trasmissione 1 utilizzate in applicazioni in cui le potenze e le frequenze coinvolte sono elevate.

Numerose sono le varianti possibili alla linea di trasmissione descritta come esempio, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come è chiaro che nella sua attuazione pratica le forme dei dettagli illustrati potranno essere diverse, e gli stessi potranno essere sostituiti con degli elementi tecnicamente equivalenti.

Dunque è facilmente comprensibile che la presente invenzione non è limitata alla linea di trasmissione precedentemente descritta, ma è passibile di varie modificazioni, perfezionamenti, sostituzioni di parti ed elementi equivalenti senza però allontanarsi dall’idea del trovato, così come è precisato meglio nelle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Linea di trasmissione (1), in particolare di tipo rigido e per una applicazione di potenza a radiofrequenza, del tipo che comprende: - un primo conduttore (10) di forma tubolare, - un secondo conduttore (20) posizionato in modo concentrico e coassiale all’interno di detto primo conduttore (10), - un dielettrico (30), in particolare costituito da aria, posizionato tra il primo conduttore (10) ed il secondo conduttore (20), - un connettore (40) dotato di un corpo (40A) adatto ad essere accoppiato ad un tratto terminale (11) del primo conduttore (10), in cui detto connettore (40) comprende almeno un primo elemento di connessione (41) atto ad inserirsi almeno parzialmente in una sede (21A) ricavata in una estremità (21) del secondo conduttore (20), in particolare detto almeno un primo elemento di connessione (41) comprendendo una prima porzione (41A) sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di prime alette (41B) elastiche, detta linea di trasmissione (1) essendo caratterizzata dal fatto che detto secondo conduttore (20) comprende un secondo elemento di connessione (22) almeno parzialmente posizionato in detta sede (21A), detto secondo elemento di connessione (22) essendo atto ad accoppiarsi con il primo elemento di connessione (41) mediante il suo inserimento in una cavità (41C) di detto primo elemento di connessione (41).
2. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto secondo elemento di connessione (22) presenta una forma sostanzialmente corrispondente a quella del primo elemento di connessione (41) e dimensioni inferiori rispetto a quelle di detto primo elemento di connessione (41).
3. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto secondo elemento di connessione (22) comprende un tratto (22A) sostanzialmente tubolare da cui si diparte una pluralità di seconde alette (22B).
4. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazioni 3, caratterizzata dal fatto che il tratto (22A) e/o ogni seconda aletta (22B) presenta/presentano tratti rettilinei raccordati tra di loro da uno o più tratti di curvatura, in modo tale che detto secondo elemento di connessione (22) sia tale da comprendere uno o più restringimenti che facilitano il suo inserimento all’interno di detta cavità (41C) del primo elemento di connessione (41).
5. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto secondo conduttore (20) è costituito da un elemento tubolare ed il secondo elemento di connessione (22) è costituito da un elemento separato ed almeno parzialmente inseribile nella sede (21A) del secondo conduttore (20), in cui detta sede (21A) sostanzialmente corrisponde all’ultimo tratto dell’elemento tubolare.
6. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 4, caratterizzata dal fatto che detto secondo conduttore (20) è costituito da una barra piena, detta sede (21A) e detto secondo elemento di connessione (22) essendo realizzati mediante una lavorazione dell’estremità (21) del secondo conduttore (20).
7. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto secondo elemento di connessione (22) comprende un elemento di spinta atto ad espandersi a seguito dell’accoppiamento tra il primo elemento di connessione (41) ed il secondo conduttore (22) per permettere di esercitare una maggiore pressione, dall’interno del secondo elemento di connessione (22), sul primo elemento di connessione (41) e sulle pareti interne della sede (21A).
8. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto secondo conduttore (20) presenta un profilo variabile nel suo sviluppo longitudinale in modo tale da realizzare un trasformatore di impedenza.
9. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detto profilo variabile è ottenuto mediante un secondo conduttore (20) comprendente almeno due porzioni (P1, P2, P3, P4, Pn) aventi un diametro esterno differente in una vista in sezione trasversale rispetto allo sviluppo longitudinale di detti primo conduttore (10) e secondo conduttore (20).
10. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che le estremità (21) del secondo conduttore (20) sono realizzate in modo tale da avere un diametro esterno tale da permettere di avere una impedenza pari a quella nominale.
11. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un tratto di un secondo dielettrico (31) costituito da materiale diverso dal dielettrico (30) posizionato tra il primo conduttore (10) ed il secondo conduttore (20), in particolare detto secondo dielettrico (31) essendo di tipo solido e/o realizzato con un materiale avente un coefficiente di scambio termico superiore a quello del dielettrico (30).
12. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che il tratto del secondo conduttore (20) che è circondato da detto secondo dielettrico (31) solido è dimensionato in modo tale da avere una impedenza diversa rispetto a quella dei tratti contigui di secondo conduttore (20) che si trovano a contatto con il dielettrico (30).
13. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni 11 e 12, caratterizzata dal fatto che detto secondo dielettrico (31) di tipo solido è realizzato in nitruro di alluminio.
14. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la porzione (41A) e/o ogni prima aletta (41B) del primo elemento di connessione (41) presentano tratti rettilinei raccordati tra di loro da uno o più tratti di curvatura, in modo tale da presentare uno o più restringimenti atti a facilitare l’inserimento del primo elemento di connessione (41) all’interno di detta sede (21A) ricavata in una estremità (21) del secondo conduttore (20).
15. Linea di trasmissione (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il corpo (40A) del connettore (40) presenta una forma sostanzialmente discoidale ed è inserito almeno parzialmente all’interno di detto tratto terminale (11) del primo conduttore (10) di forma tubolare, le dimensioni del corpo (40A) essendo leggermente inferiori rispetto alle dimensioni interne del tratto terminale (11) di detto primo conduttore (10) tubolare.
16. Linea di trasmissione (1) secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che il connettore (40) comprende un involucro di forma sostanzialmente cilindrica che racchiude il corpo (40A), detto involucro essendo inserito almeno parzialmente all’esterno di detto tratto terminale (11) del primo conduttore (10) di forma tubolare, le dimensioni di detto involucro del corpo (40A) essendo leggermente maggiori rispetto alle dimensioni esterne del tratto terminale (11) di detto primo conduttore (10) tubolare.