WO2015044002A1 - Hochfrequenzleitung, leitungskabel und messvorrichtung - Google Patents

Hochfrequenzleitung, leitungskabel und messvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2015044002A1
WO2015044002A1 PCT/EP2014/069653 EP2014069653W WO2015044002A1 WO 2015044002 A1 WO2015044002 A1 WO 2015044002A1 EP 2014069653 W EP2014069653 W EP 2014069653W WO 2015044002 A1 WO2015044002 A1 WO 2015044002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency line
line according
cable
conductor elements
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/069653
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Fackelmeier
Sebastian Martius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2015044002A1 publication Critical patent/WO2015044002A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08—Microstrips; Strip lines
    • H01P3/081—Microstriplines
    • H01P3/082—Multilayer dielectric
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks

Definitions

  • the invention relates to a high-frequency line, a line cable and a measuring device.
  • Sensors with measuring devices are often used in areas with high field strength, such as in the vicinity of high-voltage lines.
  • the sensors such as in the vicinity of high-voltage lines.
  • Measuring devices often require a power supply and a data transmission line. If a conventional copper cable is used for the voltage supply and for the data transmission, the sensors must have a large distance from the live cables or a complex insulation. Often, however, this is not feasible, since the sensors must be located near the voltage-carrying lines for metrological reasons. In case of insufficient or faulty insulation, however, voltage flashover may occur. In the case of lines which carry very high voltages, for example high-voltage masts for current transmission, a sufficiently high isolation of the sensors is often not possible. It is known to use optical transmission paths instead of copper cables for powering the sensors or for data transmission from / to the sensors. For example, optical waveguides can be used or optical signals are transmitted directly, ie without a conductor.
  • a data transfer in this way is basically easy to implement.
  • a power supply of the sensors optically only up to a certain power (typically in the 10 mW range) possible, since lasers with very high optical performance are very costly and the receivers are very expensive to implement at very high power.
  • the sphere of action of such receivers is in the 20% range (for example in the case of solar cells).
  • dielectric waveguides have the disadvantage that very high frequencies must be used to ensure a sufficiently good guidance of the fields to be transmitted on the conductor at a not too large diameter of the waveguide.
  • energy and / or data transmission should also be possible in the region of high field strengths by means of the high-frequency line according to the invention.
  • the cable according to the invention and the measuring device according to the invention should be used in the immediate vicinity of high-voltage lines.
  • the high-frequency line according to the invention has a longitudinal course.
  • the high-frequency line has a sequence of a plurality of conductor elements, each galvanically separated and each extending along only a genuine section of the longitudinal course, each having a planar region, wherein at least one of the planar regions is arranged at each point of the longitudinal course.
  • a "real subsection" in the sense of this invention means that the subsection extends only along a part of the longitudinal course.
  • the planar areas arranged at each point of the longitudinal course can capacitively couple with one another when supplying the line with a high-frequency signal.
  • the area areas enable a high-frequency signal line.
  • the high-frequency line according to the invention has a high-pass behavior, so that just high-frequency signals can be transmitted with low loss.
  • a risk of voltage flashovers is significantly reduced due to the galvanic isolation of the conductor elements.
  • the high-frequency line according to the invention is significantly less expensive than the optical solutions known from the prior art with a laser or an optical waveguide. Furthermore, higher signal powers can be transmitted with the radio-frequency line according to the invention, which is particularly advantageous if not only a data signal but also energy for the energy supply of a further component connected to the radio-frequency line is to be transmitted with the radio-frequency line.
  • the conductor elements are spaced apart from one another. A galvanic separation of the conductor elements from each other is thus easily ensured.
  • the flat areas are preferably flat.
  • the high-frequency line is thus particularly flat and therefore space-saving formable.
  • the conductor elements are each formed as a flat part in the high-frequency line.
  • the high-frequency line has at least three, preferably at least ten, conductor elements.
  • the conductor elements are each surrounded by dielectric material and / or, in particular all the conductor elements of a sequence, embedded in this in the high-frequency line.
  • the dielectric material is in particular polytetrafluoroethylene.
  • next-adjacent and / or consecutive conductor elements along the longitudinal course are arranged with their two-dimensional extensions parallel to one another.
  • the high-frequency line according to the invention is in this way particularly flat and thus space-saving formable.
  • the conductor elements are metallic, in particular with copper.
  • the line impedance of the high-frequency line according to the invention is at least 40 and / or at most 60 ohms, preferably at least 45 and / or at most 55 ohms and ideally at least 47.5 ohms and at most 52.5 ohms.
  • the high-frequency line according to the invention comprises both a first sequence and at least one second sequence extending parallel to the first sequence.
  • a first sequence of a signal line is used, while the second sequence serves as a ground line.
  • the cable according to the invention has a high-frequency line as described above.
  • the cable according to the invention is formed bendable.
  • the high-frequency line according to the invention as described above and / or the line cable according to the invention as described above for the transmission of a high-frequency signal and / or high-frequency field is used.
  • the measuring device has at least one sensor and a cable according to the invention connected to the sensor as described above or a high-frequency line according to the invention connected to the sensor as described above.
  • FIG. 1 shows an inventive cable with a high-frequency line according to the invention with two sequences of conductor pieces in a perspective view in a schematic diagram
  • FIG. 2 shows one of the sequences of the high-frequency line of the conductor cable according to FIG. Fig. 1 in a schematic diagram and Figure 3 shows an inventive measuring device in a
  • the line cable 5 shown in FIG. 1 comprises a high-frequency line.
  • the high-frequency line has two sequences 10, 15 of conductor pieces 20 that run parallel to one another along a longitudinal direction L of the high-frequency line.
  • the sequences 10, 15 have an identical structure and are explained in more detail below with reference to the sequence 15 in the illustration according to Figures 1 and 2:
  • the conductor pieces 20 are all formed as flat parts and have rectangular, planar and mutually parallel flat sides perpendicular to their thickness direction on.
  • the thickness D of the conductor pieces 20 in the illustrated embodiment is 18 microns; in further, not separately illustrated embodiments, the thickness D may differ.
  • the conductor pieces 20 extend with their flat sides in the fully unrolled state of the cable line parallel to the longitudinal direction L and all parallel to each other. Each two edges (the length 11) of the cuboid flat sides of a conductor piece 20 run parallel, each two edges (the length 12) perpendicular to the longitudinal direction L. The conductor pieces 20 of a sequence 15 follow each other in the longitudinal direction L.
  • the longitudinal middle planes of the conductor pieces 20 parallel to their flat sides each extend along one of two conductor piece planes A, B extending parallel to one another and along the longitudinal direction L.
  • a first exemplarily selected conductor piece 20 extends with its longitudinal center plane along one of the conductor piece planes A, B. In the longitudinal direction directly on this first conductor piece 20 following second conductor piece 20, however, then extends with its longitudinal center plane along the respective other autism spabene the autism spabenen A or B and so on.
  • the conductor piece planes A, B are spaced from each other by a distance dl in the direction of a plane normal to the longitudinal direction L normal.
  • the conductor pieces 20 of the sequence 15 are consequently spaced apart along the longitudinal direction L and along this plane normal T.
  • the conductor pieces 20 of a sequence 15 are not spaced from each other.
  • the conductor pieces 20 extending along their longitudinal center planes along one of the conductor piece planes A, B are spaced apart from one another in the longitudinal direction L by a distance d2 within this conductor piece plane A, B. Consequently, at points along the longitudinal direction L in the region between two conductor pieces 20 there is no conductor piece 20 on each of the conductor pattern planes A, B.
  • the conductor pieces 20 of the respective other plane cover these regions in the longitudinal direction L, ie successive conductor pieces 20 in the longitudinal direction L.
  • the other conductor plane A, B overlap in the longitudinal direction L, so that at least one conductor piece 20 is located at each point along the longitudinal direction L.
  • two conductor pieces 20 face each other with parts of their flat sides facing each other, so that these conductor pieces 20 can couple with one another.
  • the sequences of conductor pieces 10, 15 are each embedded in a dielectric F (indicated in FIG. 1 as a cuboid).
  • the dielectric F is polytetrafluoroethylene.
  • the dielectric surrounds the sequences 10, 15 not only between the conductor pieces 20, but additionally circumferentially with at least one thickness d3 to an outer surface of the dielectric F.
  • the abovementioned distances are selected in the exemplary embodiment shown such that the thickness dl of the dielectric F between the coupling conductor pieces 20 is approximately half the dielectric strength of air (10 kV / cm) along a distance 11 + d2 (length of a conductor piece 20 in the longitudinal direction L) + Distance 11 of the conductor pieces 20 within a conductor level A, B) is.
  • the distance d3 to the outer surface of the dielectric F is at least twice the thickness of the distance between the two conductor element planes A, B, 2 * dl.
  • the dimensions 11, 12 of the conductor pieces 20 are chosen so that the line impedance is at 50 ohms at frequencies for which the line cable is designed.
  • an adaptation network can also be provided at the ends of the sequences 10, 15, which together with these matching networks ensures a line impedance of 50 ohms.
  • a first 10 of the sequences 10, 15 cooperate with the dielectric F, in which the first sequence 10 is embedded, for transmitting a high-frequency signal.
  • first 10 and second sequence 15 form a high-frequency line according to the invention.
  • Both the first 10 and the second sequence 15 are, together with the dielectrics F in which they are embedded, jointly sheathed as a cable cable 5 according to the invention with a cable sheath (the cable sheath is not explicitly shown in the drawing).
  • the cable 5 according to the invention described above is used for transmitting a high-frequency signal or for energy transmission.
  • the cable 5 is connected to a coaxial cable K at both ends.
  • One of the coaxial cables is connected, for example, to a sensor, while the other coaxial cable is connected to an evaluation device, so that the inventive cable 5 is used for data transmission.
  • the other coaxial cable can also be connected to an energy source, so that the cable according to the invention is used to transmit energy from the energy source to the sensor.
  • the measuring device according to the invention shown in FIG. 3 comprises, in a further exemplary embodiment, a sensor S, which is connected to an evaluation device P with a cable 5 as described above.
  • a separate line cable as described above, for transmitting energy from an energy source to the sensor S can not additionally be provided.
  • the additional cable connects the energy source with the sensor S.

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Hochfrequenzleitung, Leitungskabel und Messvorrichtung Die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung weist einen Längsverlauf (L) auf. Erfindungsgemäß weist die Hochfrequenzleitung (10) eine Abfolge mehrerer, von einander galvanisch getrennter und sich je entlang lediglich eines echten Teilabschnitts des Längsverlaufs erstreckender Leiterelemente (20) mit je einem flächigen Bereich auf, wobei an jeder Stelle des Längsverlaufs zumindest einer der flächigen Bereiche angeordnet ist. Insbesondere soll mittels der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung eine Energie- und/oder Datenübertragung auch im Bereich hoher Feldstärken möglich sein. Auch das erfindungsgemäße Leitungskabel sowie die erfindungsgemäße Messvorrichtung sollen in der unmittelbaren Nähe von hochspannungsführenden Leitungen einsetzbar sein.

Description

Beschreibung
Hochfrequenzleitung, Leitungskabel und Messvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzleitung, ein Leitungskabel und eine Messvorrichtung.
Messvorrichtungen mit Sensoren werden oft in Bereichen mit hoher Feldstärke wie beispielsweise in der Nähe von hochspan- nungsführenden Leitungen eingesetzt. Die Sensoren solcher
Messvorrichtungen erfordern häufig eine Spannungsversorgung und eine Datenübertragungsleitung. Wird zur Spannungsversorgung und zur Datenübertragung eine konventionelle Kupferleitung verwendet, so müssen die Sensoren einen großen Abstand zu den spannungsführenden Leitungen oder aber eine aufwendige Isolation aufweisen. Oft ist dies jedoch nicht realisierbar, da die Sensoren aus messtechnischen Gründen nahe den spannungsführenden Leitungen angeordnet sein müssen. Bei unzureichender oder fehlerhafter Isolation kann es jedoch zum Span- nungsüberschlag kommen. Bei Leitungen, welche sehr hohe Spannungen führen, beispielsweise Hochspannungsmasten zur Stromübertragung, ist eine hinreichend hohe Isolation der Sensoren oft nicht möglich. Es ist bekannt, anstelle von Kupferkabeln zur Energieversorgung der Sensoren oder zur Datenübertragung von/oder zu den Sensoren optische Übertragungswege zu nutzen. Beispielsweise können Lichtwellenleiter verwendet werden oder aber optische Signale werden direkt, d.h. leiterlos, übertragen. Eine Da- tenübertragung auf diese Weise ist grundsätzlich leicht realisierbar. Eine Energieversorgung der Sensoren jedoch optisch nur bis zu einer bestimmten Leistung (typischerweise im 10- mW-Bereich) möglich, da Laser mit sehr hoher optischer Leistung sehr kostenintensiv sind und die Empfänger bei sehr ho- hen Leistungen sehr aufwendig zu realisieren sind. Ferner bewegt sich der Wirkungskreis solcher Empfänger im 20% Bereich (etwa bei Solarzellen) . Es ist ferner bekannt, dielektrischen Wellenleiter zu nutzen. Dielektrische Wellenleiter weisen jedoch den Nachteil auf, dass sehr hohe Frequenzen verwendet werden müssen, um eine genügend gute Führung der zu übertragenden Felder auf dem Leiter bei einem nicht zu großen Durchmesser des Wellenleiters zu gewährleisten.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Hochfrequenzleitung, ein Leitungskabel und eine Messvorrichtung anzugeben, die vor dem Hintergrund des vorgenannten Standes der Technik verbessert sind. Insbesondere soll mittels der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung eine Energie- und/oder Datenübertragung auch im Bereich hoher Feldstärken möglich sein. Auch das erfindungsgemäße Leitungskabel sowie die erfindungsgemäße Messvorrichtung sollen in der unmittelbaren Nähe von hochspannungsführenden Leitungen einsetzbar sein.
Diese Aufgabe wird mit einer Hochfrequenzleitung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie mit einem Leitungska- bei mit den in Anspruch 14 angegebenen Merkmalen und mit einer Messvorrichtung mit den in Anspruch 16 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung weist einen Längsverlauf auf. Erfindungsgemäß weist die Hochfrequenzleitung eine Abfolge mehrerer, voneinander galvanisch getrennter und sich je entlang lediglich eines echten Teilabschnitts des Längsverlaufs erstreckender Leiterelemente mit je einem flächigen Bereich auf, wobei an jeder Stelle des Längsverlaufs zumindest einer der flächigen Bereiche angeordnet ist.
Ein „echter Teilabschnitt" im Sinne dieser Erfindung bedeu- tet, der Teilabschnitt erstreckt sich lediglich entlang eines Teils des Längsverlaufs. Die an jeder Stelle des Längsverlaufs angeordneten flächigen Bereiche können bei der Speisung der Leitung mit einem Hochfrequenzsignal kapazitiv miteinander koppeln. Somit ermöglichen die flächigen Bereiche eine Hochfrequenzsignalleitung. Die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung weist ein Hochpassverhalten auf, sodass gerade Hochfrequenzsignale verlustarm übertragen werden können. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung aufgrund der galvanischen Trennung der Leiterelemente ein Risiko von Spannungsüberschlägen deut- lieh reduziert.
Die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung ist deutlich kostengünstiger als die aus dem Stand der Technik bekannten optischen Lösungen mit einem Laser oder einem Lichtwellenleiter. Ferner können mit der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung höhere Signalleistungen übertragen werden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn mit der Hochfrequenzleitung nicht allein ein Datensignal, sondern auch Energie zur Energieversorgung einer an die Hochfrequenzleitung angeschlossenen weite- ren Komponente übertragen werden soll.
Bevorzugt sind bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung die Leiterelemente voneinander beabstandet. Eine galvanische Trennung der Leiterelemente voneinander ist somit einfach ge- währleistet.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung überlappen sich bei der Hochfrequenzleitung mehrere, vorzugsweise sämtliche, echten Teilabschnitte des Längsverlaufs, entlang wel- chen sich jeweils ein flächiger Bereich erstreckt, in Überlappungsabschnitten. Eine kapazitive Kopplung der Leiterelemente ist in dieser Weiterbildung effizient realisiert.
Zweckmäßig sind bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung entlang der Überlappungsabschnitte die sich dort erstreckenden flächigen Bereiche einander zugewandt. Eine effiziente kapazitive Kopplung der Leiterelemente ist so besonders effizient . Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung die flächigen Bereiche plan ausgebildet. Die Hochfrequenzleitung ist somit besonders flach und daher platzsparend ausbildbar. Bevorzugt sind bei der Hochfrequenzleitung die Leiterelemente jeweils als Flachteil ausgebildet.
Geeigneterweise weist die Hochfrequenzleitung zumindest drei, vorzugsweise zumindest zehn, Leiterelemente auf.
Zweckmäßig sind bei der Hochfrequenzleitung die Leiterelemente jeweils von dielektrischem Material umgeben und/oder, insbesondere sämtliche Leiterelemente einer Abfolge, in dieses eingebettet. Das dielektrische Material ist insbesondere Polytetrafluorethylen .
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung sind nächstbenachbarte und/oder entlang des Längsverlaufs aufeinanderfolgende Leiterelemente mit ih- ren flächigen Erstreckungen parallel zueinander angeordnet. Die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung ist auf diese Weise besonders flach und damit platzsparend ausbildbar.
Bevorzugt sind bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung die Leiterelemente metallisch, insbesondere mit Kupfer, gebildet .
In einer vorteilhaften Weiterbildung beträgt die Leitungsimpedanz der erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung zumindest 40 und/oder höchstens 60 Ohm, vorzugsweise zumindest 45 und/oder höchstens 55 Ohm und idealerweise zumindest 47,5 Ohm und höchstens 52,5 Ohm.
Geeigneterweise umfasst die erfindungsgemäße Hochfrequenzlei- tung sowohl eine erste Abfolge sowie zumindest eine sich zur ersten Abfolge parallel erstreckende zweite Abfolge. Insbesondere dient eine erste Abfolge einer Signalleitung, während die zweite Abfolge als Masseleitung dient. Das erfindungsgemäße Leitungskabel weist eine Hochfrequenzleitung wie zuvor beschrieben auf. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Leitungskabel biegbar ausgebildet.
Erfindungsgemäß wird die erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung wie zuvor beschrieben und/oder das erfindungsgemäße Leitungs- kabel wie zuvor beschrieben zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals und/oder Hochfrequenzfeldes verwendet.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist zumindest einen Sensor sowie ein an den Sensor angebundenes erfindungsgemäßes Leitungskabel wie zuvor beschrieben oder eine an den Sensor angebundene erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung wie zuvor beschrieben auf.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Leitungskabel mit einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzleitung mit zwei Abfolgen von Leiterstücken in einer perspektivischen Darstellung in einer Prinzipskizze,
Figur 2 eine der Abfolgen der Hochfrequenzleitung des Leiterkabels gem. Fig. 1 in einer Prinzipskizze und Figur 3 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung in einer
Prinzipskizze .
Das in Figur 1 dargestellte Leitungskabel 5 umfasst eine Hochfrequenzleitung. Die Hochfrequenzleitung weist zwei zuei- nander parallel entlang einer Längsrichtung L der Hochfrequenzleitung verlaufende Abfolgen 10, 15 von Leiterstücken 20 auf . Die Abfolgen 10, 15 weisen einen identischen Aufbau auf und werden nachfolgend anhand der Abfolge 15 in der Darstellung gemäß Figuren 1 und 2 näher erläutert : Die Leiterstücke 20 sind sämtlich als Flachteile ausgebildet und weisen rechteckige, plane und jeweils zueinander parallele Flachseiten senkrecht zu ihrer Dickenrichtung auf. Die Dicke D der Leiterstücke 20 beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel 18 Mikrometer; in weiteren, nicht gesondert dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Dicke D jedoch abweichen .
Die Leiterstücke 20 erstrecken sich mit ihren Flachseiten im vollständig entrollten Zustand des Leitungskabels parallel zur Längsrichtung L und sämtlich parallel zueinander. Je zwei Kanten (der Länge 11) der quaderförmigen Flachseiten eines Leiterstücks 20 verlaufen parallel, je zwei Kanten (der Länge 12) senkrecht zur Längsrichtung L. Die Leiterstücke 20 einer Abfolge 15 folgen in Längsrichtung L aufeinander.
Die Längsmittelebenen der Leiterstücke 20 parallel zu ihren Flachseiten erstrecken sich dabei jeweils entlang einer von zwei zueinander parallel und entlang der Längsrichtung L verlaufenden (gedachten) Leiterstückebenen A, B: Ein erstes bei- spielhaft herausgegriffenes Leiterstück 20 erstreckt sich mit seiner Längsmittelebene entlang einer der Leiterstückebenen A, B. Ein in Längsrichtung direkt auf dieses erste Leiterstück 20 folgendes zweites Leiterstück 20 hingegen erstreckt sich dann mit seiner Längsmittelebene entlang der jeweils an- deren Leiterstückebene der Leiterstückebenen A oder B und so fort. Die Leiterstückebenen A, B sind voneinander um einen Abstand dl in Richtung einer zur Längsrichtung L senkrechten Ebenennormalen T voneinander beabstandet. Die Leiterstücke 20 der Abfolge 15 sind folglich entlang der Längsrichtung L und entlang dieser Ebenennormalen T voneinander beabstandet. In einer zur Ebenennormalen T und zur Längsrichtung L senkrechten Richtung sind die Leiterstücke 20 einer Abfolge 15 jedoch nicht voneinander beabstandet . Die sich mit ihren Längsmittelebenen jeweils entlang einer der Leiterstückebenen A, B erstreckenden Leiterstücke 20 sind innerhalb dieser Leiterstückebene A, B voneinander in Längs- richtung L um einen Abstand d2 beabstandet. An Stellen entlang der Längsrichtung L im Bereich zwischen zwei Leiterstücken 20 befindet sich folglich an jeweils einer der Leiterstückebenen A, B kein Leiterstück 20. Die Leiterstücke 20 der jeweils anderen Ebene überdecken dabei in Längsrichtung L diese Bereiche, d.h., in Längsrichtung L aufeinanderfolgende Leiterstücke 20 der jeweils anderen Leiterstückebene A, B überlappen in Längsrichtung L, sodass jeweils an jeder Stelle entlang der Längsrichtung L zumindest ein Leiterstück 20 befindlich ist. In Überlappungsbereichen entlang der Längsrich- tung L sind zwei Leiterstücke 20 einander mit Teilen ihrer Flachseiten einander zugewandt, sodass diese Leiterstücke 20 miteinander koppeln können.
Die Abfolgen von Leiterstücken 10, 15 sind jeweils in ein Dielektrikum F eingebettet (in Fig. 1 als Quader angedeutet) . Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dielektrikum F Polytetrafluorethylen . Im dargestellten Ausführungsbeispiel der vollständig ausgerollten Hochfrequenzleitung umgibt dabei das Dielektrikum die Abfolgen 10, 15 nicht allein zwischen den Leiterstücken 20, sondern zusätzlich umfänglich mit mindestens einer Dicke d3 bis hin zur einer Außenfläche des Dielektrikums F.
Die vorgenannten Abstände sind im dargestellten Ausführungs- beispiel derart gewählt, dass die Dicke dl des Dielektrikums F zwischen den koppelnden Leiterstücken 20 etwa der halben Durchschlagsfestigkeit von Luft (10 kV/cm) entlang einer Strecke 11 + d2 (Länge eines Leiterstücks 20 in Längsrichtung L + Abstand 11 der Leiterstücke 20 innerhalb einer Leiter- stückebene A, B) beträgt. Der Abstand d3 bis zur Außenfläche des Dielektrikums F beträgt mindestens die doppelte Dicke des Abstands der beiden Leiterstückebenen A, B, 2*dl. Die Abmessungen 11, 12 der Leiterstücke 20 sind so gewählt, dass die Leitungsimpedanz bei Frequenzen, für welche das Leitungskabel ausgelegt ist, bei 50 Ohm liegt. Alternativ kann auch an Enden der Abfolgen 10, 15 jeweils ein Anpassungsnetz - werk vorgesehen sein, welches zusammenwirkend mit diesen Anpassungsnetzwerken eine Leitungsimpedanz von 50 Ohm sicherstellt .
Eine erste 10 der Abfolgen 10, 15 dient zusammenwirkend mit dem Dielektrikum F, in welchem die erste Abfolge 10 eingebettet ist, zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals. Eine zweite 15 der Abfolgen 10, 15 hingegen bildet zusammenwirkend mit dem Dielektrikum F, in welchem die zweite Abfolge 15 eingebettet ist, eine Masseleitung. Zusammenwirkend mit den Die- lektrika, in welchen erste 10 und zweite Abfolge 15 eingebettet sind, bilden erste 10 und zweite Abfolge 15 eine erfindungsgemäße Hochfrequenzleitung aus.
Sowohl die erste 10 als auch die zweite Abfolge 15 sind, je- weils gemeinsam mit den Dielektrika F, in welchen diese eingebettet sind, gemeinsam als erfindungsgemäßes Leitungskabel 5 mit einem Kabelmantel ummantelt (der Kabelmantel ist in der Zeichnung nicht explizit gezeigt) . Das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Leitungskabel 5 wird zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals oder zur Energieübertragung eingesetzt. Dazu ist das Leitungskabel 5 an beiden Enden jeweils an ein Koaxialkabel K angebunden. Eines der Koaxialkabel ist beispielsweise an einen Sensor angebunden, während das andere Koaxialkabel mit einer Auswerteinrichtung verbunden ist, sodass das erfindungsgemäße Leitungskabel 5 zur Datenübertragung verwendet wird. Das andere Koaxialkabel kann aber auch mit einer Energiequelle verbunden sein, sodass das erfindungsgemäße Leitungskabel zur Übertragung von Ener- gie der Energiequelle an den Sensor verwendet wird.
Die in Fig. 3 gezeigte erfindungsgemäße Messeinrichtung um- fasst in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen Sensor S, welcher mit einem Leitungskabel 5 wie zuvor beschrieben an eine Auswerteinrichtung P angebunden ist. Nicht eigens dargestellt kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches im Übrigen dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ent- spricht, zusätzlich ein weiteres Leitungskabel wie zuvor beschreiben zur Übertragung von Energie einer Energiequelle zum Sensor S vorgesehen sein. Dazu verbindet das weitere Leitungskabel die Energiequelle mit dem Sensor S.

Claims

Patentansprüche
1. Hochfrequenzleitung mit einem Längsverlauf und mit einer Abfolge (10, 15) mehrerer voneinander galvanisch getrennter und sich je entlang lediglich eines echten Teilabschnitts des Längsverlaufs erstreckender Leiterelemente (20) mit je einem flächigen Bereich, wobei an jeder Stelle des Längsverlaufs zumindest einer der flächigen Bereiche befindlich ist.
2. Hochfrequenzleitung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welcher die Leiterelemente (20) voneinander beabstandet sind.
3. Hochfrequenzleitung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welcher sich mehrere, vorzugsweise sämtliche, echten Teilab- schnitte des Längsverlaufs, entlang welchen jeweils ein flächiger Bereich erstreckt, in Überlappungsabschnitten überlappen .
4. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, bei welcher die sich entlang der Überlappungsabschnitte erstreckenden flächigen Bereiche einander zugewandt sind.
5. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die flächigen Bereiche plan ausgebildet sind.
6. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Leiterelemente (20) jeweils als Flachteil ausgebildet sind.
7. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest drei, vorzugsweise zumindest zehn, Leiterelementen (20) .
8. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Leiterelemente (20) jeweils von dielektrischem Material (F) umgeben und/oder, insbesondere sämtliche Leiterelemente einer Abfolge (10, 15), in dieses (F) eingebettet sind.
9. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, bei welcher das dielektrische Material (F)
Polytetrafluorethylen ist.
10. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher nächstbenachbarte und/oder im Längsverlauf aufeinanderfolgende Leiterelemente (20) mit ihren flächigen Erstreckungen parallel zueinander angeordnet sind.
11. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Leiterelemente (20) metallisch, insbe- sondere mit Kupfer, gebildet sind.
12. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Leitungsimpedanz zumindest 40 und/oder höchstens 60 Ohm, vorzugsweise zumindest 45 und/oder höchstens 55 Ohm und idealerweise zumindest 47,5 Ohm und höchstens 52,5 Ohm beträgt .
13. Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine erste Abfolge (10) sowie zumindest eine sich zur ersten Abfolge parallel erstreckende zweite Abfolge (15) .
14. Leitungskabel, aufweisend eine Hochfrequenzleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches insbesondere biegbar ausgebildet ist.
15. Verwendung einer Hochfrequenzleitung und/oder eines Leitungskabels (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals und/oder Hochfrequenz - feldes.
16. Messvorrichtung, aufweisend zumindest einen Sensor (S) sowie ein an den Sensor (S) angebundenes Leitungskabel nach Anspruch 14 oder eine an den Sensor (S) angebundene Hochfrequenzleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
PCT/EP2014/069653 2013-09-30 2014-09-16 Hochfrequenzleitung, leitungskabel und messvorrichtung Ceased WO2015044002A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310219696 DE102013219696A1 (de) 2013-09-30 2013-09-30 Hochfrequenzleitung, Leitungskabel und Messvorrichtung
DE102013219696.2 2013-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015044002A1 true WO2015044002A1 (de) 2015-04-02

Family

ID=51585088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/069653 Ceased WO2015044002A1 (de) 2013-09-30 2014-09-16 Hochfrequenzleitung, leitungskabel und messvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013219696A1 (de)
WO (1) WO2015044002A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US248742A (en) * 1881-10-25 benjamin henck
US2796463A (en) * 1951-06-29 1957-06-18 Bell Telephone Labor Inc Composite conductors
DE19614111A1 (de) * 1996-04-10 1997-10-16 Daimler Benz Ag Anordnung in Streifenleitungstechnik
US20030214802A1 (en) * 2001-06-15 2003-11-20 Fjelstad Joseph C. Signal transmission structure with an air dielectric
WO2009143145A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-26 Panduit Corp. Communication cable with improved crosstalk attenuation
US20100000780A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Haoqin Zhu Floating segmented shield cable assembly

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US248742A (en) * 1881-10-25 benjamin henck
US2796463A (en) * 1951-06-29 1957-06-18 Bell Telephone Labor Inc Composite conductors
DE19614111A1 (de) * 1996-04-10 1997-10-16 Daimler Benz Ag Anordnung in Streifenleitungstechnik
US20030214802A1 (en) * 2001-06-15 2003-11-20 Fjelstad Joseph C. Signal transmission structure with an air dielectric
WO2009143145A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-26 Panduit Corp. Communication cable with improved crosstalk attenuation
US20100000780A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Haoqin Zhu Floating segmented shield cable assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STEFAN ALT ET AL: "Coaxial waveguide MRI", MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE, vol. 67, no. 4, 1 April 2012 (2012-04-01), pages 1173 - 1182, XP055024033, ISSN: 0740-3194, DOI: 10.1002/mrm.23069 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013219696A1 (de) 2015-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602005002187T2 (de) Medium mit steuerbaren refraktiven Eigenschaften
EP3126852B1 (de) Kontaktieranordnung, insbesondere hf-messspitze
WO2012007148A1 (de) Koaxialleiterstruktur
DE1021913B (de) Kopplungsanordnung fuer breitbandigen Energieuebergang
DE102011108316A1 (de) HF-Leistungsteiler
EP3210259B1 (de) Antennenvorrichtung für nahbereichsanwendungen sowie verwendung einer derartigen antennenvorrichtung
EP2489095B1 (de) Antennenkoppler
DE102017201416A1 (de) Differenzübertragungsleitung mit gemeinsamer-modus-unterdrückung
DE102009011870A1 (de) Hochfrequenzvorrichtung mit mehreren rechteckigen Hohlleitern
EP3322027B1 (de) Nahfeld koppler zur ultra breit band signalübertragung.
DE102012109539A1 (de) Vorrichtung zur Übertragung von Signalen aus einem Metallgehäuse
WO2016045830A1 (de) Antenne für nahbereichsradar
WO2013143537A1 (de) Richtkoppler mit geringer elektrischer kopplung
DE19615854C1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kupplung für das Verbinden zweier elektromagnetischer Hohlleiter
WO2015044002A1 (de) Hochfrequenzleitung, leitungskabel und messvorrichtung
DE102016008679A1 (de) Adapter und Kabel mit Adapter
EP2553757A1 (de) Koaxialleiterstruktur
DE102016210152A1 (de) Hochfrequenzleitung und Verwendung einer solchen
EP1139491A2 (de) Abstrahlendes koaxiales Hochfrequenzkabel
EP3178128B1 (de) Anordnung zur galvanisch getrennten energieübertragung
EP3275085B1 (de) Antenne für nahbereichsanwendungen sowie verwendung einer derartigen antenne
DE102012111382A1 (de) Antennenstruktur zur breitbandigen Übertragung elektrischer Signale
DE102014102532B4 (de) Impedanzanpassungssystem und Kontaktierungssystem mit solch einem Impedanzanpassungssystem
DE102009048148A1 (de) Vorwärtskoppler mit Bandleitern
DE102008009955A1 (de) Einrichtung mit überkreuzter Streifenleitung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14771534

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14771534

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1