CH690146A5 - EMP-Filter in einer Koaxialleitung. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein EMP-Filter in einer Koaxialleitung mit einer Kurzschlussanordnung, umfassend ein auf den Aussenleiter aufgesetztes Gehäuse und einen einerseits mit dem Innenleiter der Koaxialleitung elektrisch leitend verbundenen  lambda /4 Kurzschlussleiter, der andererseits mit dem aufgesetzten Gehäuse stirnseitig elektrisch leitend verbunden ist. 



  Elektromagnetische Impulse künstlicher Art, wie sie von Motoren, Schaltern, getakteten Netzteilen oder ähnlichen erzeugt werden können, sowie natürlichen Ursprungs, wie von direkten oder indirekten Blitzschlägen, werden durch induktive, kapazitive oder galvanische Kopplung über koaxiale Leitungen in die angeschlossenen Geräte geführt und können diese beschädigen oder gar zerstören. Es ist bekannt, die Geräte gegen Störspannungen oder Blitzströme an deren Eingang durch ableitende oder reflektierende Systeme zu schützen. Bekannt geworden sind beispielsweise  lambda /4 Kurzschlussleitungen, auch  lambda /4 shorting stubs oder EMP-Filter genannte, mit denen diese schädlichen Ströme und Spannungen bestimmter Frequenzen abgeleitet oder reflektiert werden können. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der CH 676 900 bekannt geworden. 



  In dieser Patentschrift wird vorgesehen, mittels einer zwischen Innenleiter und Aussenleiter der Koaxialleitung geschalteten  lambda /4 Kurzschlussleitung diese Ströme und Spannungen abzuleiten oder zu reflektieren. Diese  lambda /4 Kurzschlussleitung wirkt mit ihrer Siebeigenschaft als frequenzselektives Filter der Grundfrequenz und deren ungeraden harmonischen Schwingungen. 



  Nachteilig an solchen EMP-Filtern ist deren Begrenzung auf ein Frequenzband, wodurch deren Verwendung in Multibandsystemen wie Tunnelkommunikation, GSM/PCN und weiteren bekannten mehrfachen Anwendungen verunmöglicht wird. Dies kann auch einen weiteren Systemausbau einschränken. Zudem ist die Lagerhaltung durch die Vorratshaltung für verschiedene Frequenzbänder teuer. 



  Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung ein EMP-Filter zu schaffen, das gleichzeitig für mehrere Frequenzbänder einsetzbar ist. 



  Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ermöglicht, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Gehäuse und dem Kurzschlussleiter wenigstens eine mit diesem leitend verbundene Hülse vorhanden ist, dass die Länge der Kurzschlussleitung der  lambda /4 Länge des tiefsten übertragenen Frequenzbandes entspricht. 



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser Zeichnung zeigen: 
 
   Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemässes EMP-Filter, und 
   Fig. 2 eine Kurve mit der der Durchlassbereich durch das erfindungsgemässe EMP-Filter bei drei Frequenzen erkennbar gemacht ist. 
 



  Das als steckbare Kupplung ausgestaltete EMP-Filter besteht aus einem Aussenleiter 10, der als zylindrisches Gehäuse mit beidseits angeordneten Steckern 11 und 12 für Schraubanschlüsse von koaxialen Leitern ausgebildet ist. Dabei ist der Stecker 11 links in der Zeichnung als Verbindung in das ungeschützte Gebiet, beispielsweise zu einer Antenne, gedacht und der Stecker 12, rechts in der Zeichnung soll den geschützten Anschluss an ein elektronisches Gerät bilden. In der dargestellten Ausbildung ist vorgesehen, dass dieses EMP-Filter an einer Gehäusedurchführung als Erdverbindung befestigt sein soll. Dazu ist ein Flansch 13 am Aussenleiter 10 vorhanden, der zusammen mit einer Unterlagsscheibe 17 oder dgl. und einer Mutter 16 eine Schraubbefestigung an einer Gehäusewand ergibt.

   Eine zusätzliche Dichtung 14 aus veredeltem Weichkupfer bewirkt eine widerstandsarme- und induktivitätsarme Kontaktierung. 



  In ein Mittelteil 10b des Aussenleiters 10 ist ein Hohlzylinder 20 eingeschraubt, bzw. aufgesetzt. Dieser Hohlzylinder 20 ist mit einem aufgeschraubten Abschlussdeckel 21 versehen. Das Schraubteil 21 bildet eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem elektrisch leitend in den Innenleiter 30 des Koaxialleiters eingesetzten  lambda /4 langen Leiters 24 und dem Hohlzylinder 20. Damit ist, wie bekannt, ein  lambda /4 Kurzschluss mit einem Durchlassbereich für ein bestimmtes Frequenzband gebildet, der die Störströme vom Koaxialleiter ableitet. 



  Gerade diese Begrenzung auf ein Frequenzband soll nun durch die Erfindung behoben werden. Dazu sind im Hohlzylinder 20 weitere Hohlzylinder 25 und 26 anzuordnen. Diese weiteren Hohlzylinder 25, 26 sind an ihrem einen Ende, das gegen den Innenleiter 30 des Koaxialleiters gerichtet ist offen und an ihrem andern Ende am Leiter 24 befestigt. Der äussere weitere Zylinder 26 ist am Leiter 24 elektrisch leitend befestigt, in diesem Hohlzylinder 26 befindet sich ein weiterer Hohlzylinder 25, der seinerseits leitend mit dem Leiter 24 verbunden ist, so dass sich eine Reihenschaltung von Topfkreisen ergibt, die aufgrund von deren Durchmessern und des Abstandes vom Innenleiter 30 des Koaxialleiters auf gewählte Frequenzen abstimmbar sind. 



  Damit lassen sich verschiedene Frequenzbänder übertragen und vor schädlichen Störern schützen, so dass Endgeräte verschiedenster Art vor EMP-Einwirkungen geschützt werden können. 



  Fig. 2 zeigt die erreichte Anpassung bei einem Frequenzgang zwischen beispielsweise 0,3 MHz und 4100 Mhz. Es sind drei Frequenzbänder erkennbar, bei denen eine Signalübertragung erfolgt, und zwar im Punkt 1 bei einer Mittenfrequenz von 948 Mhz, im Punkt 2 bei einer Mittenfrequenz von 1,765 GHz, und im Punkt 3 bei einer Mittenfrequenz von 3,39 Ghz. Diese Kurve veranschaulicht deutlich, dass es mit der erfindungsgemässen Anordnung mit reihengeschalteten Topfkreisen ohne weiteres möglich ist, mehrere Frequenzbänder zu übertragen und so Endgeräte vor schädlichen Stromstössen zu schützen. 

Claims (9)

1. EMP-Filter in einer Koaxialleitung umfassend ein auf den Aussenleiter (10) aufgesetzten Gehäuse (20) und einen einerseits mit dem Innenleiter der Koaxialleitung (30) elektrisch leitend verbundenen lambda /4 Kurzschlussleiter (24), der anderseits mit dem aufgesetzten Gehäuse (20) stirnseitig elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (20) und dem Kurzschlussleiter (24) wenigstens eine mit diesem leitend verbundene Hülse (25) vorhanden ist, dass die Länge der Kurzschlussleitung (24) der lambda /4 Länge des tiefsten übertragenen Frequenzbandes entspricht.

2. EMP-Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Kurzschlussleiters (24) und diejenige des Gehäuses (20) auf die lambda /4 Wellenlänge des tiefsten übertragenen Frequenzbandes abgestimmt sind.

3.

EMP-Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hülsen (25, 26) als Topfkreise in Reihe geschaltet sind, die mit ihrer Länge auf verschiedene Bandmittenfrequenzen abgestimmt sind.

4. EMP-Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Topfkreise als sekundäre Hülsen (25, 26) koaxial zu dem Kurzschlussleiter (24) mit diesem an seiner mit dem Aussenleiter des Koaxialleiters (10) verbundenen Ende elektrisch leitend verbunden sind.

5. EMP-Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der einzelnen sekundären Hülsen (25, 26) auf die Bandbreite der durchzulassenden Frequenzbänder abgestimmt sind.

6. EMP-Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung der Frequenzbänder mittels der Stelle der Kontaktierung am Kurzschlussleiter (24) bestimmbar ist.

7.

EMP-Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (25, 26) als dielektrische Resonatoren ausgebildet sind.

8. EMP-Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Baulänge der Hülsen (25, 26) durch Topfkreise mit einer Kapazität verkürzt ist.

9. EMP-Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität durch Endscheiben, Topf- oder Zylinderkapazitäten gebildet ist.