NO172778B

NO172778B - DEVICE FOR TRANSMISSION OF HIGH-FREQUENCY SIGNALS

Info

Publication number: NO172778B
Application number: NO883211A
Authority: NO
Inventors: Helmut Haag; Karl Schulze-Buxloh; Guenter Thoennessen; Peter Zamzow
Original assignee: Rheydt Kabelwerk Ag
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1988-07-19
Publication date: 1993-05-24
Also published as: EP0300147B1; DK255388A; FI92891C; IE882202L; DE3877445D1; IN170111B; FI92891B; NO883211D0; DE3723951A1; DK255388D0; DK168779B1; ES2038237T3; NO883211L; NO172778C; FI883186A; PT88031B; ATE84640T1; EP0300147A1; FI883186A0; IE62259B1

Abstract

In an arrangement for the transmission of radio frequency signals between a radio frequency line emitting waves and a mobile antenna, the radio frequency line having an inner conductor (1), a coaxial outer conductor (2) and a dielectric (3), and openings being provided in the outer conductor of the radio frequency line for the emission or reception of waves, it is provided that different types of groups of openings (4, 5) are located in the longitudinal direction of the radio frequency line, on different sleeve lines, and that the individual opening in the longitudinal direction of the radio frequency line in the case of one group of openings is at least twice as long as in the case of another group. <IMAGE>

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til overføring av høyfrekvens-signaler i henhold til innledningen av krav 1. The invention relates to a device for transmitting high-frequency signals according to the preamble of claim 1.

Ved overføring av høyfrekvenssignaler i områder med ugunstige forplantningsbetingelser benyttes det utstrålende kabler. Fra disse kablene stråles det ut bølger, f.eks. ved at en koaksial-ledning er forsynt med åpninger. En slik utstrålende koaksial høyfrekvenskabel er kjent fra DE-OS 28 12 523. For å oppnå et regelmessig forløp av strålingsintensiteten i akseretningen er den utvendige leder forsynt med en rekke hull. Disse hull danner et mønster som gjentar seg periodisk (lekkasjekabel). When transmitting high-frequency signals in areas with unfavorable propagation conditions, radiating cables are used. Waves are emitted from these cables, e.g. in that a coaxial cable is provided with openings. Such a radiating coaxial high-frequency cable is known from DE-OS 28 12 523. In order to achieve a regular progression of the radiation intensity in the axial direction, the outer conductor is provided with a number of holes. These holes form a pattern that repeats itself periodically (leaky cable).

En lignende kabel fremgår av US-PS 3 795 915. Ved anbringelse av flere slisser med forskjellig lengde og helning til kabelaksen og hvis anordning gjentar seg periodisk kan en slik kabel drives i et større frekvensområde. A similar cable appears in US-PS 3 795 915. By placing several slots of different length and inclination to the cable axis and whose arrangement is repeated periodically, such a cable can be operated in a larger frequency range.

Videre viser US-PS nr. 3 648 172 en sirkulær, lekkende bølgeleder, dvs. en HF-linje med emisjon hvor det som ytter-leder er anordnet et kobberbånd med to dobbelte rekker av hull, slik at det fås utstråling til begge sider, men bare i et begrenset frekvensbånd. Furthermore, US-PS No. 3 648 172 shows a circular, leaky waveguide, i.e. an HF line with emission where a copper strip with two double rows of holes is arranged as the outer conductor, so that radiation is obtained on both sides, but only in a limited frequency band.

DE-AS nr. 2 222 171 viser en slisset koaksialantenne hvor ytterlederen i aksialretningen er forsynt med innbyrdes, i konstant avstand anordnede slisser og angir følgelig intet utover hva som fremgår av innledningen til foreliggende søknads krav 1. DE-AS no. 2 222 171 shows a slotted coaxial antenna where the outer conductor in the axial direction is provided with mutually spaced slots arranged at a constant distance and consequently does not specify anything beyond what appears in the introduction to claim 1 of the present application.

Ved de tidligere kjente lekkasjekabler blir det gjennom åpningen i første hånd utstrålt lekkasjebølger over en konstruksjonsbestemt grensefrekvens. Under kabelens grensefrekvens blir det på grunn av de relativt små åpninger bare dannet en svak overflatebølge. In the case of the previously known leakage cables, leakage waves above a design-determined limit frequency are primarily radiated through the opening. Below the cable's cut-off frequency, due to the relatively small openings, only a weak surface wave is formed.

Det er også kjent høyfrekvensledninger med gjennomgående langsslisser (slisskabel). På grunn av langsslissen dannes det overflatebølger. En konstruksjonsbestemt grensefrekvens eksisterer ikke, men på grunn av den sterke stigning av kabeldempingen med økende frekvens er bruksområdet for disse slisskabler begrenset til frekvensområdet under 2 00-300 MhZ. Hertil kommer at kabeldempingen og utstrålingsegenskapene for slisskabelen påvirkes av miljøvirkninger som f.eks. avleiringer på kabelmantelen. High-frequency cables with continuous longitudinal slots (slit cable) are also known. Due to the longitudinal slit, surface waves are formed. A design-determined limit frequency does not exist, but due to the strong increase in cable attenuation with increasing frequency, the range of use for these slotted cables is limited to the frequency range below 2 00-300 MhZ. In addition, the cable damping and radiation properties of the slotted cable are affected by environmental effects such as e.g. deposits on the cable jacket.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en utstrålende kabel med forbedrede utstrålingsegenskaper. En slik høyfrekvenslinje skal med hensyn til sine utstrålingsegenskaper i stor utstrekning være uavhengig av miljøeffekter og utstråle et bredt frekvensbånd. Denne hensikt oppnås med en anordning av den i innledningen omtalte art i henhold til oppfinnelsen ved de i krav 1 angitte karakteristiske trekk. Oppfinnelsen utgjør en kombinasjon av konstruksjonstrekk for begge prinsipper, slik at det i det nedre frekvensområde benyttes de gode egenskapene til slisskabelen og i det øvre frekvensområde fordelene ved lekkasjekabelen. Kombinasjonen av de to prinsipper tillater å gjøre langsslissen i sammenligning med den rene slisskabel smalere (30° åpningsvinkel fremfor 80°). The purpose of the invention is to provide a radiating cable with improved radiating properties. With regard to its radiation properties, such a high-frequency line must be largely independent of environmental effects and radiate a wide frequency band. This purpose is achieved with a device of the kind mentioned in the introduction according to the invention by the characteristic features specified in claim 1. The invention constitutes a combination of design features for both principles, so that in the lower frequency range the good properties of the slotted cable are used and in the upper frequency range the advantages of the leakage cable. The combination of the two principles allows the longitudinal slit to be narrower compared to the pure slit cable (30° opening angle instead of 80°).

Videreutviklinger av oppfinnelsen er angitt i underkravene. Et utførelseseksempel på oppfinnelsen skal omtales nærmere i tilknytning til tegningen. I den forbindelse viser figuren en høyfrekvenskabel som består av en høyfrekvenslinje 6 og mantelen 7. Høyfrekvenslinjen er bygget opp av en innvendig leder 1, en utvendig leder 2 og et dielektrikum 3. Den utvendige leder er forsynt med åpninger. Disse har på den ene side form av periodiske konfigurasjoner av hull 4 hvis tverrmål er mindre enn tverrmålet av høyfrekvenslinjen og på den andre side form av slisser 5 som har en lengde som er større enn tverrmålet av høyfrekvenslinjen 6. Langsslissen har en bredde som ved et snitt loddrett på aksen motsvarer en åpningsvinkel på f.eks. 30°. Hull og slisser er f.eks. anordnet skru-linjeformet med stor stigning om aksen, slik at det med få meters avstand befinner seg henholdsvis hull og slisser mot den til kjørebanen vendte side av høyfrekvenslinjen. Further developments of the invention are specified in the subclaims. An embodiment of the invention will be described in more detail in connection with the drawing. In this connection, the figure shows a high-frequency cable which consists of a high-frequency line 6 and the jacket 7. The high-frequency line is made up of an inner conductor 1, an outer conductor 2 and a dielectric 3. The outer conductor is provided with openings. These have, on the one hand, the form of periodic configurations of holes 4 whose transverse dimension is smaller than the transverse dimension of the high-frequency line and, on the other hand, the form of slits 5 which have a length greater than the transverse dimension of the high-frequency line 6. The longitudinal slit has a width that at a section perpendicular to the axis corresponds to an opening angle of e.g. 30°. Holes and slits are e.g. arranged helically with a large rise around the axis, so that at a distance of a few meters there are respectively holes and slits on the side of the high-frequency line facing the carriageway.

Rundt høyfrekvenslinjen 7 er det ekstrudert en beskyttelses-mantel 7 som består av et materiale med lavest mulig di-elektrisk tap. Et slikt materiale er f.eks. polyeten. Around the high-frequency line 7, a protective jacket 7 is extruded which consists of a material with the lowest possible dielectric loss. Such a material is e.g. polyethylene.

En ytterligere foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen består i å utføre slissene meget lange i forhold til diameteren av høyfrekvenslinjen og f.eks. med store avstander bare anordne ledende steg mellom slissene. I grensetilfellet forsvinnende smale steg i respektive meget lange slisser forekommer det således bare en eneste sliss. Dette kan være tilbudt av produksjonstekniske grunner. I en ytterligere utførelsesform er det sørget for likeledes å gi langsslissen skrulinjeform, slik at den utvendige leder bedre omfatter di-elektrikumet. Dessuten blir det ved den skruelinjeformede anordning oppnådd ved at slissen den ene gang kan stråle fra den fra kjørebanen vendte side og den annen gang fra den mot kjørebanen vendte side. A further preferred embodiment of the invention consists in making the slots very long in relation to the diameter of the high-frequency line and e.g. with large distances only arrange leading steps between the slots. In the limiting case of vanishingly narrow steps in respective very long slits, only a single slit occurs. This may be offered for production technical reasons. In a further embodiment, provision has been made to likewise give the longitudinal slot a helical shape, so that the outer conductor better encompasses the dielectric. In addition, with the helix-shaped device, it is achieved that the slit can once radiate from the side facing away from the carriageway and the other time from the side facing the carriageway.

Den utstrålende kabel i henhold til oppfinnelsen har den egenskap at den i et bredt frekvensområde, f.eks. i de meget benyttede bånd 4m-, 2m- og 0,7m-båndene genererer en best mulig og jevn utstråling med redusert miljøfølsomhet. Oppfinnelsen blir hovedsakelig benyttet til telekommunikasjonsoverføring i tunneler samt til overføring av signaler ved trafikkontroll ved jernbaner, i fremtiden også på veier og motorveier. The radiating cable according to the invention has the property that in a wide frequency range, e.g. in the widely used bands the 4m, 2m and 0.7m bands generate the best possible and even radiation with reduced environmental sensitivity. The invention is mainly used for telecommunications transmission in tunnels as well as for the transmission of signals during traffic control on railways, in the future also on roads and motorways.

Det forutsees at for datautveksling kan en slik kabel også benyttes som mottagerantenne. Som kjent fra antenneteknikken, er det gunstig å legge høyfrekvenslinjen på avstand fra ledende flater. Som ledende flater kommer skinner, autovern eller annet i betraktning, hvilket tjener som reflektor eller direktor med hensyn på mottager- eller senderantennen. It is anticipated that such a cable can also be used as a receiving antenna for data exchange. As known from antenna technology, it is advantageous to lay the high-frequency line at a distance from conductive surfaces. As conductive surfaces, rails, guardrails or other things come into consideration, which serve as a reflector or director with respect to the receiver or transmitter antenna.

Den i beskrivelsen som eksempel omtalte utstrålende kabel kan selvfølgelig også ha mer enn to grupper av langsgående åpninger. F.eks. utgjør ved tre grupper vinkelavstanden mellom to grupper 120°. The radiating cable mentioned as an example in the description can of course also have more than two groups of longitudinal openings. For example with three groups, the angular distance between two groups is 120°.

Claims

1. Device for transmitting high-frequency signals between a high-frequency line (6) emitting waves and a mobile antenna, where the high-frequency line has an inner conductor (1), a coaxial outer conductor (2) and a dielectric (3), and where the outer conductor until the high-frequency line is provided with openings for radiating or receiving waves, characterized in that in the longitudinal direction of the high-frequency line (6) on different casing lines there are at least two types of openings, each of which has a different shape, respectively a first type (4) of openings is arranged on a first casing line, while another type (5 ) of openings are located on another mantle line, that the openings of the second type (5) viewed in the longitudinal direction of the high-frequency line (6) are in each case at least twice as long as the first (4), and that the first type of openings are arranged for radiation in a higher frequency range and the other type for radiation in a lower one.

2. Device according to claim 1, characterized in that the openings of the first type are holes (4), and that the openings of the second type are slots (5), which mainly extend in the longitudinal direction of the high-frequency line (6).

3. Device according to claim 2, characterized in that the length of the slot (5) is greater than the diameter of the high-frequency line (6) and that the radial opening angle for the slot (10) is up to 40°.

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the openings of the first type with a smaller length consist of circular holes (4) which are mainly arranged parallel to the axis of the high-frequency line (6).

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the openings (4, 5) of each type form a repeated pattern.

6. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the openings of the second type (5) are replaced by a longitudinal slot.

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that each type of opening (4, 5) is alternately located first on one side and then in an adjacent section on the opposite side of the high-frequency line (6) .