CH658550A5 - Mechanisch steife koaxialanordnung fuer hochfrequenz- und mikrowellen koaxial-verbindungen und -leitungen. - Google Patents

Description

658 550

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE

1. Mechanisch steife Koaxialanordnung für Hochfrequenz-und Mikrowellen Koaxial-Verbindungen und -Leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Element (n) eines rotationssymmetrischen Aussenleiters, das mit wenigstens vier Schlitzen versehen ist, und einen Innenleiter aufweist, wobei das Verhältnis der Durchmesser der leitenden Oberflächen der Aussen- und Innenenleiter gemäss der gewünschten charakteristischen Impedanz der Koaxialanordnung gewählt ist, und dass der Innenleiter in Längsrichtung selbsttätig zentriert und arretiert ist durch vier dielektrische elastische Plättchen (d), die in bezug auf die Mittelachse konvex gekrümmt in die Schlitze des Aussenleiters (n) eingreifen.

2. Koaxialanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (i) kreisförmig ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine mechanisch steife Koaxialanordnung für Hochfrequenz- und Mikrowellen Koaxial-Verbindungen und -Leitungen.

Koaxial-Leitungen und Stecker dienen zur geschirmten Übertragung elektromagnetischer Wellen. Bei der koaxialen Ausführung ist vor allem wichtig, dass die Leitung einen längshomogenen Aufbau und damit einen definierten Wellenwiderstand aufweist und dass die konzentrisch angeordneten Innenleiter gegenüber den Aussenleitern in Quer- und Längsrichtung fixiert sind, ohne dass diese Befestigung die durchlaufenden elektromagnetischen Wellen störend beeinflusst. Bei Steckern müssen solche Halterungen auch die in Längsrichtung auftretenden Steck- und Auszugkräfte ohne mechanisches Nachgeben aufnehmen können.

Die bisher üblichen Haltescheiben bestehen meistens aus einem rotationssymmetrischen Körper aus Voll- oder Schaumdielektrikum, der zwischen speziell ausgebildeten Aussen- und In-nenleiterteilen eingefügt wird. Diese Anordnung weist als Nachteil die Herabsetzung der höchstmöglichen übertragbaren Frequenz auf, da durch die Verkürzung der Wellenlänge im Dielektrikum bereits vor dem Erreichen der Grenzfrequenz der angeschlossenen Koaxialleitung, also bereits bei etwas tieferen Frequenzen, unerwünschte Schwingungsformen auftreten und die Übertragung stören.

Die erfindungsgemässe Konstruktion verhindert diese Frequenzbegrenzung und verbessert wegen ihres neuartigen Aufbaus zusätzlich die Längs- und Quersteifigkeit der Halterung gegenüber den bisher üblichen Ausführungen.

Der mechanische Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung wird anhand der Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 erklärt:

Fig. lb ist ein Schnitt A +A durch den Mittelteil der Koaxialanordnung und zeigt die segmentartige Anordnung der dielektrischen Träger d, die als Viertelbogen den Innenleiter i in bezug auf den Aussenleiter zwangsläufig zentrieren. Durch die aussen aufgeschobene Verschlusshülse m wird diese Zentrierung verstärkt und fixiert. Die dielektrischen Träger d bestehen aus einem elastisch biegsamen Material aus verlustarmem Dielektrikum, welche mechanisch vorgespannt in die Schlitze des Aus-senleiterkörpers n eingeführt werden. Um den elektrischen Ein-fluss des Dielektrikums auf den Wellenwiderstand zu kompensieren, ist das Durchmesserverhältnis Aussenleiter zu Innenlei- ■ ter gemäss der Wellenwiderstandsformel Z = 138/ "Y s* • log Dj/di zu korrigieren. Dabei bedeutet Z den Wellenwiderstand in Ohm, s* die infolge Einführens des Dielektrikums-plättchens entstehende relative Misch-Dielektrizitätszahl, Di den Innendurchmesser des geschlitzten Aussenleiterteils n, di den Durchmesser des Innenleiters. Die Verjüngung des Innenleiters i und die entsprechend notwendige Verkleinerung des Aussenleiter-Innendurchmessers Di über der Teillänge h der Haltescheibe bewirken, ausser der mechanischen Längsfixierung, dass die wegen des Einflusses des Foliendielektrikums reduzierte obere Grenzfrequenz angehoben wird, so dass diese höher oder gleich derjenigen des Umgebungskoaxialsystems mit Luftisolation wird. Das im Verhältnis zum Durchmesser lange Halteplättchen bewirkt eine grosse mechanische Quersteifigkeit, so dass die gesamte Halterung gegen Biegekräfte des Innenleiters unempfindlich wird. Im Aussenleiter wird die Längsfixierung der dielektrischen Foliensegmente dadurch sichergestellt, dass die eine Längskante auf dem Schlitzende bei 0 aufliegt, während die andere Kante an den aussen angeschlossenen Aussenleiter des Umgebungskoaxials bei p anstösst. Die Explosionszeichnung Fig. 2 veranschaulicht den Halteplättchenauf-bau und zeigt zusätzlich die Beschaffenheit der Anschlusskoaxi-alteile des dazugehörigen Steckers b) und der angeschlossenen Luftkoaxialleitung c).

Als Ausführungsbeispiel eines Halteplättchens für ein Koaxialsystem mit einer oberen Grenzfrequenz von 40 GHz und einem Wellenwiderstand von Z = 50 Q betragen die Koaxialmasse D = 3,0 mm und d = 1,30 mm. Das Halteplättchen ist entsprechend Fig. 1 und 2 ausgebildet. Die Konstruktionsmasse können alle relativ zur Aussenleiter- respective Innenleiterdi-mension der Koaxialanordnung abgeleitet werden:

1

So ist d = D • —; D i = 0,7 • D 2,3

di = 0,7 -d

Länge L — 2 • D

Durchmesser Da über Aussenhülse m ~ 1,7 • D

Stützlänge h ~ 1,3 • 1,3 D

Die in Fig. la sichtbaren zusätzlichen Eindrehungen q im Aussenleiterschlitzkörper dienen zur elektrischen Kompensation der Feldverzerrungen infolge des Durchmessersprungs D/d auf Di/di und sind nach üblicher Weise dimensioniert.

2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

V

2 Blätter Zeichnungen