DE1922455C3 - Line simulation for coaxial cables - Google Patents

Description

^^ίί^Χ^Ά^^Ά » vom vorausberechneten ^^ dessen Innen-und Außenseite mit je einer Wider- führen. Dies ist insbesondere bei höheren Frequenstandsschicht, deren Dicke größer als die äquiva- zen der Fall, so daß zusatz liehe aufwendige Ablente Leitschichtdicke ist, belegt ist. und einer gleichsarbeitenan der_*C-Kj*te„notwendig ^we£den. hieran angeschalteten an sich bekannten, aus Aus AEO, Band 15 (1961) Heft 11 S 537 bis ^^ ίί ^ Χ ^ Ά ^^ Ά »from the precalculated ^^ its inside and outside each with a lead. This is particularly the case with a higher frequency layer, the thickness of which is greater than the equivalency, so that an additional costly deflection is the thickness of the conductive layer. and a gleichsarbeitenan der_ * C * K i te "necessary ^we £ the. connected to this, known from Aus AEO, Volume 15 (1961) Issue 11 S 537 bis

konzentrierten Schaltelemenien aufgebauten RC- ,₅ 544, ist es ferner bekamt, eine ÄC-Kette durch ein Ke'te besteht Isolierplättchen hoher Dielektrizitätskonstante zu er-concentrated switching elements built up RC , ₅ 544, it is also known to create an AC chain through a chain consisting of insulating plates with a high dielectric constant.

2. Leitungsnachbildung nach Anspruch 1, da- setzen, das auf der einen Seite mit einer Widerstandsdurch gekeimzeichnet, daß die Dielektrizitätskon- schicht belegt ist, wahrend die andere Se te nut emer stante des Isolierrohrs etwa 2000 ist. leitenden Schicht bedeckt ist. Bei einer so chenNach-2. Line simulation according to claim 1, da- put that on one side with a resistance through germinated that the dielectric layer is covered, while the other side emer constant of the insulating tube is about 2000. conductive layer is covered. With such a late

3. Leitungsnachbildung nach einem der An- »o bildung einer ÄC-Kette,die als Tiefpaßfilter oder als spräche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß frequenzbestimmendes Glied von Oszillatoren vordie Widerstandsschichten aus einem ferromagne- geschlagen wird, treten an den Kanten des Isohertischen Material bestehen, plättchens Verzerrungen des elektromagnetischen3. Line simulation according to one of the formation of a C chain, which is used as a low-pass filter or as a speak 1 or 2, characterized in that the frequency-determining member of oscillators vordie Resistance layers made from a ferromagnetic material occur at the edges of the Isohertisch Material consist of platelet distortions of the electromagnetic

Feldes auf, die die Berechnung der elektnschenField on which the calculation of electronic

_a5 Eigenschaften bei Frequenzen über 500 kHz sehr erschweren. _{a5 make} properties very difficult at frequencies above 500 kHz.

Die Erfindung betrifft eine Leitungsnachbildung Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lei-The invention relates to a line simulation. The object of the invention is to provide a line

für Koaxialkabel, insbesondere für Frequenzen von tungsnachbildung für Koaxialkabel, welche aus einem etwa 500 kHz an aufwärts, bestehend aus einem ver- veränderbaren Hochfrequenzwiderstand und einer änderbaren Hochfrequenzwiderstand und einer dazu 30 dazu in Reihe geschalteten i?C-Kette besteht, anzuin Reihe geschalteten ÄC-Kette. geben, bei der das Verhalten der i?C-Kette bei Hoch-for coaxial cables, in particular for frequencies of device simulation for coaxial cables, which consist of a about 500 kHz upwards, consisting of a variable high-frequency resistor and a changeable high-frequency resistance and an i? C chain connected in series with it Series connected ÄC chain. in which the behavior of the i? C chain at high-

Eine solche Leitungsnachbildung stellt ein zwei- frequenz weitestgehend dem Verhalten eines Koaxialpoliges Netzwerk dar, welches den Wellenwiderstand kabels entspricht und sich möglichst genau berechnen einer Koaxialleitung in einem möglichst breiten Fre- läßt.Such a line simulation represents a two-frequency largely the behavior of a coaxial pole Network, which corresponds to the wave resistance of the cable and which can be calculated as precisely as possible a coaxial line in as wide a space as possible.

quenzband nachbilden soll. Die Leitungsnachbildun- 35 Gemäß der Erfindung besteht die RC-KqUs der gen werden vor allem bei der Messung mit Impuls- Leitungsnachbildung aus einem zylindrischen Isolierechogeräten an Koaxialkabeln verwendet. Dort die- rohr hoher Dielektrizitätskonstante, dessen Innennen sie sowohl als Abschluß widerstand des Koaxial- und Außenseite mit je einer Widerstandsschicht, kabels als auch in einer Brückenschaltung als Bezugs- deren Dicke größer als die äquivalente Leitschichtnormal für den theoretischen idealen Wellenwider- 40 dicke ist, belegt ist, und einer hieran angeschalteten, Standsverlauf des Koaxialkabels. an sich bekannten, aus konzentrierten Schaltelemen-to simulate the frequency band. According to the invention, the RC-KqUs are used primarily for measurements with impulse line simulation from a cylindrical insulation echo device on coaxial cables. There the tube with a high dielectric constant, the inside of which is used both as a termination resistance of the coaxial and outside with a resistance layer, cable each and in a bridge circuit as a reference - the thickness of which is greater than the equivalent conductive layer standard for the theoretical ideal wave resistance, is occupied, and one connected to it, the level of the coaxial cable. known per se, from concentrated switching elements

Für den Wellenwiderstand 3 einer Koaxialleitung ten aufgebauten ÄC-Kette.For the characteristic impedance 3 of a coaxial line th built-up ÄC chain.

gilt im Frequenzbereich, in dem der Skineffekt wirk- komplexe Widerstand (1 - i)4f wird durchapplies in the frequency range in which the skin effect becomes effective complex resistance (1 - i) 4f through

sam ist, mit guter Näherung die Beziehung: ^{c v} yf sam is, to a good approximation, the relationship: ^{c v} yf

45 eine koaxiale, homogene Ausführung der Leitung45 a coaxial, homogeneous design of the line

Q = Z + (1 — /) — verwirklicht, wobei durch geeignete Wahl der Di-Q = Z + (1 - /) - realized, with a suitable choice of the di-

Vf elektrizitätskonstante bzw. der Dicke des Isolier- Vf electricity constant or the thickness of the insulating

Hierhei bedeuten ^rohres erreicht werden kann, daß der Wellenwider-This means ^pipe can be achieved that the wave resistance

HierDei Deaeuten stand Z ^ dieser Leitung gegen Null strebt. Dies istHere the Deaeuten stood Z ^ this line tends towards zero. This is

/ = die Frequenz, ₅₀ ersichtlich aus der Beziehung zwischen Z „, der re-/ = the frequency, ₅₀ evident from the relationship between Z ", the re-

Z₀₀ = den Wellenwiderstand bei der Frequenz /=00, lativen Dielektrizitätskonstante ε, dem Innenradius τα A = die Kabelkonstante, welche durch den geo- des Außenleiters und dem Außenradius ti des Innenmetrischen Aufbau und die elektrischen Daten leiters:
der Leitung gegeben ist.Z ₀₀ = the wave impedance at the frequency / = 00, lative dielectric constant ε, the inner radius τα A = the cable constant, which is determined by the geo- of the outer conductor and the outer radius ti of the inner metric structure and the electrical data conductor:
the line is given.

55 ^°° ₌ go J_ _m I± 55 ^ °° ₌ go J_ _m I ±

Eine Leitungsnachbildung kann demnach aus zwei q VJ t<A line simulation can therefore consist of two q VJ t <

Teilen aufgebaut werden. Der eine Teil besteht aus
einem frequenzunabhängigen Hochfrequenz-Widerstand Z CXi, der zur exakten Anpassung an den tat- Dj_e Dicke der Widerstandsschicht ist größer als sächlichen Wellenwiderstand des Kabels in geringen 60 deren äquivalente Leiitschichtdicke δ, für die bekannt-Grenzen (etwa 2 Ω) veränderbar ausgeführt wird. IJcJ₁ die Beziehung gilt Den anderen Teil bildet eine /?C-Kette mit dem EinParts to be built. One part consists of
a frequency-independent high-frequency impedance Z CXi, the adjustment for accurately to the tat Dj _e thickness of the resistance layer is greater than outlying impedance of the cable in small 60 whose equivalent Leiitschichtdicke δ (Ω about 2) is carried out changeable for the known boundaries. IJcJ ₁ the relationship is true The other part forms a /? C-chain with the A

gangswiderstand (1 - f) ■ -^=. _{δ f} _ 1 /__J___input resistance (1 - f) ■ - ^ =. _{δ f} _ 1 / __ J___

]/ ηίμΐχϊ] / ηίμΐχϊ

Aus dem DT-Gbm 1696006 ist es bekannt, den 65From the DT-Gbm 1696006 it is known that the 65

komplexen Widerstand (1 —/) · ττ= vermittels kon- ,, _ _ u-r*··» · τ ·* ^r yf (/= Frequenz, μι = Permeabilität, κι = spez. Leitzentrierter Elemente, und zwar Kondensatoren und fähigkeit der Widerstandsschicht 1). In diesem Fallcomplex resistance (1 - /) · ττ = by means of con- ,, _ _ ur * ·· »· τ · * ^r yf (/ = frequency, μι = permeability, κι = special guide-centered elements, namely capacitors and ability of Resistance layer 1). In this case

lassen sich nämlich beliebige Kabelkonstanten A ciurch entsprechende Wahl der relativen Dielektrizitätskonstante ε und relativen Permeabilität μ des Isolierrohres, der spezifischen Leitfähigkeit y._v der Permeabilität μ₁ und des auf die Längeneinheit bezogenen Widerstandes R₁ der Widerstandsschicht auf der Innenseite des Isolierrohres und der entsprechenden Werte κ₂, μ₂ und R₂ der Widerstandsschtcht auf der Außenseite des Isoh'errohres verwirklichen. Die an sich bekannte, aus konzentrierten Schaltelementen bestehende Nachbildung bringt eine Ausweitung des Frequenzbereiches insofern, als der aus konzentrierten Schaltelementen bestehende Teil für die niedrigeren Frequenzen und der in koaxialer Ausführung ausgelegte Teil für die höheren Frequenzen bestimmt ist.Any cable constants A ci can be determined by appropriate choice of the relative dielectric constant ε and relative permeability μ of the insulating tube, the specific conductivity y. _{Realize v of} the permeability μ ₁ and the resistance R _{1 of} the resistance layer on the inside of the insulating tube and the corresponding values κ ₂ , μ ₂ and R _{2 of} the resistance layer on the outside of the insulating tube. The simulation, which is known per se and consists of concentrated switching elements, extends the frequency range insofar as the part consisting of concentrated switching elements is intended for the lower frequencies and the part designed in a coaxial design is intended for the higher frequencies.

Es ist vorteilhaft, als Material für das Isolierrohr ein solches mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 2000 zu wählen. Hierdurch lassen sich die Abmessungen des die Leitungsnachbildung darstellenden Rohrkondensators für einen großen Teil gebräuchlicher Koaxialkabel räumlich genügend klein halten.It is advantageous as a material for the insulating tube to choose one with a dielectric constant of about 2000. This allows the dimensions of the pipe condenser representing the line simulation is more common for a large part Keep coaxial cables sufficiently small.

Die Widerstandsschichten können auch aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Hiermit ergäben sich weitere Möglichkeiten der Anpassung an die Kabelkonstante A. The resistance layers can also consist of a ferromagnetic material. This would provide further options for adapting to the cable constant A.

Ein weiterer, mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß der nahezu homogene Aufbau des elektromagnetischen Feldes im Isolierrohr wesentlich geringere zusätzliche Abschirmung gegen Abstrahlung nach außen erfordert als bekannte Anordnungen.Another advantage achieved with the invention is that the almost homogeneous structure of the electromagnetic field in the insulating tube significantly less additional shielding against radiation to the outside requires as known arrangements.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Die F i g. 1 zeigt den in üblicher Weise aufgebauten, aus einer /?C-Kette bestehenden Teil einer Leitungsnachbildung. Dieser Teil besteht aus konzentrierten Bauelementen, und zwar den Widerständen 2 [R₁ bis R_n) und Kondensatoren 1 (C₁ bis C_n). In der F i g. 2 wird in perspektivischer Ansieht, in F i g. 3 im Längsschnitt, ein Beispiel eines Teils der Erfindung, eine homogene, koaxiale Leitungsnachbildung, gezeigt, welche den AnteilThe invention is explained by way of example with the aid of the figures. The F i g. 1 shows the part of a line simulation constructed in the usual way and consisting of a /? C chain. This part consists of concentrated components, namely the resistors 2 [R ₁ to R _n ) and capacitors 1 (C ₁ to C _n ). In FIG. 2 is seen in perspective, in F i g. 3 in longitudinal section, an example of a part of the invention, a homogeneous, coaxial line simulation, shown, which the portion

(l~y)""J7T ^m idealer Weise zu verwirklichen vermag. Ein zylindrisches Rohr 3 mit hoher Dielektrizitätskonstante ist auf der Innenseite mit einer Widerstandsschicht 4 mit der spezifischen Leitfähigkeit κ, und der relativen Permeabilität It₁ versehen, sowie an der Außenseite mit einer Widerstandsschicht S mit der spezifischen Leitfähigkeit χ, und der relativen Permeabilität //, beschichtet. Die Dicken der Widerstandsschicht sollen größer sein als die entsprechenden äquivalenten Leitschichtdicken. In Fig. 4 ist ein Beispiel der vollständigen Erfindung, die Kombination einer homogenen Leitungsnachbildung mit einer herkömmlichen aus konzentrierten Elementen bestehenden Nachbildung, dargestellt. Die homogene Leitung bestimmt den in Frage kommenden Bereich für hohe Frequenzen, der andere Teil den für niedrige Frequenzen.(l ~ y) "" J7T ^m ideally able to realize. A cylindrical tube 3 with a high dielectric constant is provided on the inside with a resistance layer 4 with the specific conductivity κ, and the relative permeability It ₁ , and on the outside with a resistance layer S with the specific conductivity χ, and the relative permeability //, coated. The thickness of the resistance layer should be greater than the corresponding equivalent conductive layer thicknesses. Referring to Figure 4, an example of the full invention, combining a homogeneous line replica with a conventional lumped element replica, is shown. The homogeneous line determines the range in question for high frequencies, the other part that for low frequencies.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

• 2 Widerständen, aufzubauen. Allerdings handelt es sich PatentansDriicfae· dabei durchwegs um Näheroagsverfahren, da es nicht ratentansprucne. möglich ist, eine Schaltung aus konzentrierten p möglich ist, eine Schalnmg aus konzentrierten * τ χ. ,,.,, ,~ v„ii,„i,„5 tnc Flementen aufzubauen, welche den exakten Verlauf• 2 resistors to build up. However, patent applications are consistently about sewing procedures, as there are no claims for claims. is possible, a circuit from concentrated p is possible, a circuit from concentrated * τ χ. ,,. ,,, ~ v "ii," i, "5 tnc elements to build up, which the exact course 1. Leitungsnachbildung fur Koaxialkabel^ ins- gememen a _kJ_mplexen Wellenwiderstandes1. Line simulation for coaxial cables ^ in general a _k j _mplex en characteristic impedance besondere für Frequenzen von etwa 500 kHz an 5 der runKuuu u«. ρ .. , i,„i,_a„especially for frequencies of around 500 kHz at 5 of the runKuuu u «. ρ .., i, "i, _a "