DE1062775B - Electrical directional coupling device - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine elektrische Richtkoppeleinrichtung, die unter anderem bei der Messung von Steh Wellenverhältnissen und indirekt für die Messung von Leistungen verwandt werden kann.This invention relates to an electrical directional coupling device which can be used, inter alia, for the measurement of standing wave ratios and indirectly for the measurement of powers.

Bei einer elektrischen Richtkoppeleinrichtung mit einem Koaxialhebel mit durchgehender Innenisolation, das zur Leitung eines zu untersuchenden Hochfrequenzstromes dient, einer koaxialen Koppelschleife mit durchgehender Innenisolation für den Anschluß einer Vorrichtung zur Anzeige der Untersuchung und mit Einrichtungen, die das Kabel und die Schleife über eine Strecke hinweg parallel zueinander führen und mit ihren Isolationen gegeneinander in Berührung halten, ist erfindungsgemäß die innere Isolation des Schleifenleiters bis zu einer tangential an dem Schleifenleiter anliegenden Fläche entfernt.In the case of an electrical directional coupling device with a coaxial lever with continuous internal insulation, which is used to conduct a high-frequency current to be examined, a coaxial coupling loop with continuous inner insulation for the connection of a device for displaying the examination and with means that the cable and the loop for a distance parallel to each other lead and keep in contact with one another with their isolations is according to the invention the inner insulation of the loop conductor up to a surface lying tangentially on the loop conductor removed.

Herkömmliche Arten von Richtungskopplern sind durchweg »frequenzempfindlich«, d. h., die Anwendung einer bestimmten Einheit muß auf ein schmales Frequenzband begrenzt werden, wenn eine richtige Funktionsweise sichergestellt werden soll. Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine Einheit zu schaffen, bei der die Frequenzempfindlichkeit in einem weiten Bereich auf ein vernachlässigbares Verhältnis herabgesetzt ist und die andere Vorteile besitzt.Traditional types of directional couplers are consistently "frequency sensitive"; i.e., the application a given unit must be limited to a narrow frequency band if a correct one Functionality is to be ensured. An object of this invention is to provide a unit at which reduces the frequency sensitivity over a wide range to a negligible ratio and which has other advantages.

Es ist notwendig, daß bei Richtkopplern der einleitend beschriebenen Art die Koppelschleife auf ihrer ganzen Länge einen gleichmäßigen Abstand von dem Innenleiter des Kabels hat, an dem sie angebracht ist. Nur so können infolge der Induktion und der Kapazität zwischen beiden Leitern Ströme in der Schleife induziert werden, die auf den an den Enden der Schleife angeschlossenen Instrumenten genau proportionale Anzeigen ergeben.It is necessary that with directional couplers of the type described in the introduction, the coupling loop on their entire length is evenly spaced from the inner conductor of the cable to which it is attached. Only in this way can currents in the loop due to the induction and the capacitance between the two conductors which are exactly proportional to the instruments connected to the ends of the loop Ads result.

Bei bekannten Ausführungen muß sowohl vom Kabel als auch von der Schleife ein Teil der Isolation entfernt werden. Dieses bedeutet, daß beim Entfernen dieser Teile der Isolation große Sorgfalt aufgewandt werden muß, wenn die Innenleiter des Kabels und der Schleife auf der ganzen Länge der Parallelführung genau gleichen Abstand voneinander einhalten sollen. Nach dem Entfernen dieser Teile der Isolationen ist es notwendig, zu prüfen, ob die entstandenen Flächen parallel zu den Innenleitern verlaufen, die noch fest in der Isolation liegen.In known designs, part of the insulation must be from both the cable and the loop removed. This means that great care must be taken in removing these parts of the insulation must be used if the inner conductor of the cable and the loop along the entire length of the Parallel guidance should keep exactly the same distance from each other. After removing these parts of the Isolation it is necessary to check whether the resulting surfaces run parallel to the inner conductors, that are still firmly in isolation.

Um diese Messung und das vorhergehende Herstellen von achsenparallelen Schnittflächen zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die Isolation lediglich von der Schleife entfernt, und zwar bis herunter auf die Oberfläche des Innenleiters, der seinerseits eine Grenze für die Fläche bildet.In order to avoid this measurement and the previous creation of axially parallel cut surfaces, according to the invention, the insulation is only removed from the loop, down to the surface of the inner conductor, which in turn forms a boundary for the surface.

Dieses stellt für die Technik eine bedeutsame technologische Verbesserung dar.This represents a significant technological improvement for the technology.

Elektris che Richtkopp el einrichtungElectrical directional coupling device

Anmelder:Applicant:

Sir W. G. Armstrong Whitworth
Aircraft Limited,Sir WG Armstrong Whitworth
Aircraft Limited,

Baginton, Warwickshire (Großbritannien)Baginton, Warwickshire (UK)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Representative: Dr. W. Müller-Bore, patent attorney,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Cresswell Oliver Titley, Baginton, Warwickshire
(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt wordenCresswell Oliver Titley, Baginton, Warwickshire
(Great Britain),
has been named as the inventor

Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß das Kabel, da seine Isolation unbeschädigt bleibt, nicht beeinträchtigt wird, wenn eine neue Schleife mit z. B.Another advantage is the fact that the cable, since its insulation remains intact, does not is affected when a new loop with e.g. B.

einem anderen Durchmesser des Innenleiters angebracht wird. In einem solchen Fall muß gemäß der Erfindung lediglich die Schleife ausgewechselt werden, nicht aber das Kabel, von dem die vorige Schleife abgenommen worden ist.another diameter of the inner conductor is attached. In such a case, according to the Invention only the loop can be replaced, but not the cable from which the previous one Loop has been removed.

Wie erwähnt, weist die Einrichtung zwei Kabel vom Koaxial typ auf, bei diesen ist zweckmäßig je ein Teil ihrer äußeren Hülle entfernt und jeweils ein Teil der äußeren Metallumspinnungen aufgeschlitzt, die nun beide miteinander verflochten sind, wobei das eine Kabel den Haupthochfrequenzstrom führt und das andere Kabel die Koppelschleife darstellt, die in enger Nachbarschaft zum ersten Kabel angebracht ist.As mentioned, the device has two cables of the coaxial type, one of which is appropriate for each of these Part of their outer shell was removed and part of the outer metal wrapping slit open now both are intertwined, with one cable carrying the main high-frequency current and the other cable represents the coupling loop, which is attached in close proximity to the first cable.

Anstatt beide Metallumspinnungen miteinander zu verflechten, können beide Kabel, an denen die äußere Hülle und Metallumspinnungen vollständig entfernt sind, in einem metallischen Kupplungsstück zusammengehalten werden, das entsprechende Durchbrüche für die Kabel hat.Instead of braiding both metal wraps together, you can use both cables to which the outer Sheath and metal wraps are completely removed, held together in a metallic coupling piece that has appropriate openings for the cables.

In beiden Fällen werden die Enden des Kabels, das die Kopplungsschleife darstellt, vorzugsweise mit Gleichrichtern und über Filter mit Gleichspannungsmeßgeräten verbunden. In both cases, the ends of the cable that forms the coupling loop are preferably with Rectifiers and connected to DC voltage meters via filters.

Diese Meßinstrumente geben, wenn sie entsprechend geeicht sind, eine Anzeige sowohl des Stehwellen-These measuring instruments, when properly calibrated, give an indication of both the standing wave

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Claims (4)

Verhältnisses als auch der Leistung auf der Leitung an. Ratio as well as the performance on the line. In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows Fig. 1 ein Stück Koaxialkabel;1 shows a piece of coaxial cable; Fig. 2 zeigt das gleiche Kabel, wobei ein Stück der äußeren Hülle entfernt ist, um die Metallumspinnung freizulegen;Figure 2 shows the same cable with a piece of the outer sheath removed to provide the metal wrapping to expose; Fig. 3 zeigt das gleiche Kabel, wobei ein Teil der äußeren Metallumspinnung aufgeschlitzt ist;Figure 3 shows the same cable with part of the outer metal wrapping slit; Fig. 4 zeigt ein anderes Kabel, bei dem ein Teil der äußeren Hülle entfernt, ein Teil der äußeren Metallumspinnung freigelegt und aufgeschlitzt und ein Teil des inneren Dielektrikums entfernt ist;Figure 4 shows another cable in which part of the outer sheath is removed, part of the outer Metal wrapping is exposed and slit and a portion of the inner dielectric is removed; Fig. 5 zeigt die zwei in Fig. 3 und 4 getrennt dargestellten Kabel miteinander verflochten; Fig. 6 ist ein Querschnitt des Mittelteils von Fig. 4; Fig. 7 ist ein Querschnitt des Mittelteils von Fig. 5;Figure 5 shows the two cables shown separately in Figures 3 and 4 intertwined; Figure 6 is a cross-section of the central portion of Figure 4; Figure 7 is a cross-section of the central portion of Figure 5; Fig. 8 ist ein Längsschnitt durch einen Metallblock, der zur Aufnahme von Kabeln vorbereitet ist, die eine Koppeleinheit gemäß der Erfindung bilden;Fig. 8 is a longitudinal section through a metal block which is prepared to receive cables, which form a coupling unit according to the invention; Fig. 9 ist ein Querschnitt durch den in Fig. 8 gezeigten Metallblock;Figure 9 is a cross section through the metal block shown in Figure 8; Fig. 10 und 11 sind zu Fig. 8 und 9 ähnliche Schnitte, jedoch mit den eingebrachten Kabeln;FIGS. 10 and 11 are sections similar to FIGS. 8 and 9, but with the cables inserted; Fig. 12 ist ein Schaltbild einer elektrischen Koppeleinheit gemäß der Erfindung, ausgeführt in einer Schaltung zur Messung des Stehwellenverhältnisses.Fig. 12 is a circuit diagram of an electrical coupling unit according to the invention embodied in a Circuit for measuring the standing wave ratio. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Koppeleinheit zwei miteinander verflochtene Kabel, die wie folgt ausgebildet sind:According to one embodiment of the invention, the coupling unit contains two with each other braided cables that are designed as follows: Ein Stück Koaxialkabel 10 (Fig. 1) der gleichen Art wie die Leitung, in die es zu Meßzwecken eingesetzt werden soll, wird, um die äußere Metallumspinnung 11 (Fig. 2) freizulegen, durch Entfernen eines kurzen Stückes der äußeren Hülle vorbereitet. Die Länge des entfernten Hüllenstückes ist zweckmäßig kurz im Vergleich zur Wellenlänge, die gemessen werden soll.A length of coaxial cable 10 (Fig. 1) of the same type as the line in which it is used for measurement purposes is to expose the outer metal wrapping 11 (Fig. 2) by removing prepared a short piece of the outer shell. The length of the removed shell piece is appropriate short compared to the wavelength to be measured. Die freigelegte äußere Metallumspinnung 11 wird dann längs aufgeschnitten und auseinandergebogen wie bei IIa (Fig. 3), um das innere dielektrische Material 12 freizulegen.The exposed outer metal wrapping 11 is then cut open lengthways and bent apart as at IIa (Fig. 3) to expose the inner dielectric material 12. Für die Kopplungsschleife wird ein anderes Kabelstück 13 (Fig. 4) in der gleichen Weise behandelt. Die Impedanz dieses Kabels sollte die gleiche sein wie die der Belastungen, die die Enden der Schleife in der vollständigen Schaltung abschließen.For the coupling loop, another length of cable 13 (Fig. 4) is treated in the same way. the The impedance of this cable should be the same as that of the loads that the ends of the loop in the complete circuit. Das Kabelstück 13 wird durch Entfernen eines Teiles des freigelegten Dielektrikums bis herab auf die Oberfläche des inneren Leiters 14 weiter vorbereitet (Fig. 4 und 6).The cable section 13 is opened up by removing part of the exposed dielectric the surface of the inner conductor 14 further prepared (Figs. 4 and 6). Die zwei so behandelten Kabel 10 und 13 werden zusammengelegt (Fig. 5) und ihre äußeren Leiter (Umspinnungen) wie bei 15 miteinander verflochten (Fig. 5 und 7).The two cables 10 and 13 thus treated are put together (Fig. 5) and their outer conductors (Wrappings) intertwined as at 15 (Fig. 5 and 7). Um die Verflechtung 15 mechanisch zu sichern, kann sie in einen Block aus einem Material wie z. B. wärmehärtendes Kunstharz vergossen (verpreßt) werden (nicht gezeichnet).In order to mechanically secure the interweave 15, it can be formed into a block of a material such as, for. B. Thermosetting synthetic resin is cast (pressed) (not shown). Die verflochtenen Kabel stellen eine Koppelschleife gemäß der Erfindung dar.The braided cables represent a coupling loop according to the invention. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein zweiteiliger Metallblock 20,21 (Fig. 8 bis 11) für die Aufnahme der Kabel passend gebohrt, wobei die Trennfuge 22 die Montage erleichtert. Die Behandlung der Kabel 10 a und 13 a ist die gleiche, wie oben beschrieben, außer daß die äußere Hülle und die Umspinnung vollständig von den Teilen der zwei Kabel 10 a und 13 a entfernt werden, die sich im Innern des Metallblocks erstrecken.In another embodiment of the invention, a two-part metal block 20, 21 (Fig. 8 to 11) Drilled to accommodate the cables, the parting line 22 facilitating assembly. The treatment the cable 10 a and 13 a is the same as described above, except that the outer shell and the wrapping can be completely removed from the parts of the two cables 10 a and 13 a, which are in Extend inside the metal block. Die zwei Kabel 10 a und 13 a führen durch einen axialen Kanal (Bohrung) 23 im Block 20, 21 und werden durch die zwei Teile des Blockes 20 und 21 zusammengeklammert. Die Enden der Schleife werden mittels Anschlußkabel 26, 27 durch senkrecht zum axialen Kanal 23 liegende Bohrungen 24, 25 herausgeführt.The two cables 10 a and 13 a lead through an axial channel (bore) 23 in the block 20, 21 and are clamped together by the two parts of the block 20 and 21. The ends of the loop will be by means of connecting cables 26, 27 through bores 24, 25 lying perpendicular to the axial channel 23 led out. Die Umspinnung 28 des Kabels 26 wird durch einen Flansch 29 mit Schrauben 30 festgelegt. Ähnliche Flansche befestigen die Umspinnungen der anderen Kabel und halten dadurch die Kabel fest in ihrer jeweiligen Lage.The wrapping 28 of the cable 26 is fixed by a flange 29 with screws 30. Similar Flanges secure the wrapping of the other cables and thereby hold the cables firmly in place their respective location. In Fig. 12 sind die im Metallblock 20, 21 enthaltenen Kabel 10 a und 13 a mit einer Schaltung verbunden dargestellt, mit der die Vorwärts- und Rückwärtsleistung im Kabel gemessen werden kann.In Fig. 12, the cables 10 a and 13 a contained in the metal block 20, 21 are connected to a circuit used to measure forward and reverse power in the cable. Die Enden der Kabel 26, 27 sind jeweils mit Stekkern 35 und 36 versehen, die in Buchsen 37 und 38 geführt werden können.The ends of the cables 26, 27 are each provided with plug cores 35 and 36 which are inserted into sockets 37 and 38 can be guided. Jede Buchse 37, 38 ist mit einem Kristallgleichrichter 39 verbunden, dessen Ausgangsspannung über eine Glättungsschaltung aus den Kondensatoren 40 und Widerständen 41 einer Schaltvorrichtung zugeführt wird, die aus den veränderbaren Widerständen 42 und 43, dem Festwiderstand 44 und dem Schalter 45 besteht.Each socket 37, 38 is connected to a crystal rectifier 39, the output voltage of which is about a smoothing circuit composed of the capacitors 40 and resistors 41 is supplied to a switching device is made up of the variable resistors 42 and 43, the fixed resistor 44 and the switch 45 exists. Die Schalter 45, 45 sind jeweils mit den Gleichstrom-0 ... ΙΟΟ-μΑ-Instrumenten 47 und 48 verbunden, die mit dem anderen Anschluß an Masse liegen und die jeweils eine Anzeige der »Vorwärts«- Leistung (d. h. die von der Quelle zur Belastung fließende Leistung) und der » Rückwärts «-Leistung (d. h. in umgekehrter Richtung fließende Leistung) abgeben.The switches 45, 45 are each connected to the DC 0 ... ΙΟΟ-μΑ instruments 47 and 48, which are connected to ground with the other connection and each have a display of the "Forward" - Power (i.e., the power flowing from the source to the load) and the "backward" power (i.e. power flowing in the opposite direction). Jedes Amperemeter 47 und 48 ist durch einen Kondensator 49 überbrückt.Each ammeter 47 and 48 is bridged by a capacitor 49. Patentansprüche:Patent claims: !.Elektrische Richtkoppeleinrichtung mit einem Koaxialkabel mit durchgehender Innenisolation, das zur Leitung eines zu untersuchenden Hochfrequenzstromes dient, einer koaxialen Koppelschleife mit durchgehender Innenisolation für den Anschluß einer Vorrichtung zur Anzeige der Untersuchung und mit Einrichtungen, die das Kabel und die Schleife über eine Strecke hinweg parallel zueinander führen und mit ihren Isolationen gegeneinander in Berührung halten, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Isolation des Kabels unversehrt bleibt und daß die innere Isolation des Schleifenleiters bis zu einer tangential an dem Schleifenleiter anliegenden Fläche entfernt ist.Electrical directional coupling device with a coaxial cable with continuous internal insulation, which is used to conduct a high-frequency current to be examined, a coaxial coupling loop with continuous inner insulation for the connection of a device for displaying the Investigation and with facilities that the cable and the loop over a distance run parallel to each other and keep their insulation in contact with each other, thereby characterized in that the inner insulation of the cable remains intact and that the inner Insulation of the loop conductor up to a surface lying tangentially on the loop conductor away. 2. Elektrische Koppeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einander entsprechenden Teilen des Kabels und der Schleife deren äußere Hüllen entfernt sind und Teile ihrer so freigelegten Metallumspinnungen miteinander verbunden sind.2. Electrical coupling device according to claim 1, characterized in that on each other corresponding parts of the cable and the loop whose outer sheaths are removed and Parts of their so exposed metal wraps are connected to one another. 3. Elektrische Koppeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freigelegten Teile der Umspinnungen aufgeschlitzt und miteinander verflochten sind (Fig. 5).3. Electrical coupling device according to claim 2, characterized in that the exposed Parts of the wrapping are slit and intertwined (Fig. 5). 4. Elektrische Koppeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Metallumspinnungen und äußeren Hüllen des Kabels und der Schleife entfernt sind, wobei die einander entsprechenden Teile des Kabels und der Schleife durch einen metallischen Kopplungsblock (20,21) zusammengehalten wer-4. Electrical coupling device according to claim 1 or 2, characterized in that Part of the metal wrapping and outer sheaths of the cable and loop removed are, the corresponding parts of the cable and the loop by a metallic Coupling block (20,21) are held together