DE2453962A1 - LIQUID-COOLED REACTIVE LOAD FOR HF TRANSMISSION LINES - Google Patents

Description

BIRD ELECTRONIC CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Ohio, 30303 Aurora Road, Solon, Ohio44139, V.St.Ä.BIRD ELECTRONIC CORPORATION, incorporated under the laws of the State of Ohio, 30303 Aurora Road, Solon , Ohio 44139, V.St.Ä.

Flüssigkeitsgekuhlte Blindlast für HF-Übertragungsleitungen Liquid-cooled dummy load for RF transmission lines

Die Erfindung beschäftigt sich mit Ausführungsformen von Blindlasten, die als reflektionslose Abschlüsse in koaxialen HF-Übertragungsleitungen verwendet werden können. Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit flüssigkeitsgekühlten, als Scheinlast wirkenden Vorrichtungen, die die verzehrte Wärmeenergie über Konvektion abgeben.. Bei dieser Vorrichtungsart läuft eine Kühl-The invention is concerned with embodiments of dummy loads as reflectionless closures can be used in coaxial RF transmission lines. In particular, the invention is concerned with Liquid-cooled devices acting as a dummy load that convert the consumed thermal energy via convection dispense .. With this type of device, a cooling

flüssigkeit durch die Vorrichtung, die die durch Umwandlung der elektrischen Energie in der Last erzeugte Wärmeenergie abführt. Normalerweise sind ein Wärmetauscher und eine Pumpe vorgesehen, um das benötigte Kühlwasservolumen in dem Kreislauf möglichst klein zu halten.fluid through the device that absorbs the thermal energy generated by converting the electrical energy in the load leads away. Usually a heat exchanger and a pump are provided to provide the required volume of cooling water to keep it as small as possible in the cycle.

Häufig wird beim Testen von Übertragern oder beim Messen von HF-Leistungen eine im wesentlichen reflektionsfreieWhen testing transmitters or measuring RF power, an essentially reflection-free one is often used

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HZ/gsHZ / gs

Abschlußeinrichtung oder Scheinlast zum Abschluß des Koaxialkabels verwendet. Der Abschluß muß imstande sein, die Leistung zu absorbieren und durch Umwandlung in Wärme zu vernichten. Weiter muß der Abschluß an die elektrischen Eigenschaften des Koaxialkabels angepaßt sein, was sich im wesentlichen aus den äußeren Abmessungen der Leitung ergibt, um die Reflektion von HF-Wellen vom Leitungsende her zu vermeiden. Um die Reflexion möglichst klein zu halten und die Leistungsübertragung von einer Übertragungsleitung in einen Abschluß möglichst maximal zu machen, sollte die Last eine charakteristische Impedanz besitzen, die an die charakteristische Impedanz der Leitung ideal angepaßt ist (Abschlußwiderstand = Wellenwiderstand). Für Koaxialleitungen ist die charakteristische Impedanz definiert durch Z . =-\lp· _} wobei Z = die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand), L die Induktivität und C die Kapazität der Leitung sind.Termination device or dummy load used to terminate the coaxial cable. The closure must be able to absorb the power and destroy it by converting it into heat. Furthermore, the termination must be adapted to the electrical properties of the coaxial cable, which essentially results from the external dimensions of the line, in order to avoid the reflection of HF waves from the end of the line. In order to keep the reflection as small as possible and to maximize the power transfer from a transmission line to a termination, the load should have a characteristic impedance that is ideally matched to the characteristic impedance of the line (termination resistance = characteristic impedance). For coaxial lines, the characteristic impedance is defined by Z. = - \ lp · _} where Z = the characteristic impedance (wave resistance), L is the inductance and C is the capacitance of the line.

Konventionelle, für Koaxialleitungen verwendete Abschlußtypen sind nach dem Prinzip einer konisch zulaufenden Spitze ausgelegt, um die Reflexion möglichst klein zu halten. Die Mikrowellen laufen dann auf der die Schrägfläche bildenden Widerstandsschicht entlang und werden dabei in besonders günstiger Weise zunehmend gedämpft, so daß die Reflexion nur äußerst minimal ist. Typische Beispiele solcher Leitungsabschlüsse sind in den US-Patentschriften 2 556 642, 2 752 572, 2 984 219, 3 300 737 und 3 634 784 beschrieben.Conventional termination types used for coaxial lines are on the principle of a tapered tip designed to keep the reflection as small as possible. The microwaves then run on the one that forms the inclined surface Resistance layer along and are increasingly attenuated in a particularly advantageous manner, so that the Reflection is extremely minimal. Typical examples of such line terminations are given in US patents 2,556,642, 2,752,572, 2,984,219, 3,300,737, and 3,634,784.

Danach besteht eine typische Bauart aus einem tubusförmigen zylindrischen" Keramikbauteil, auf das ein Widerstandsfilm oder eine Widerstandsbeschichtung auf die äußere Zylinderfläche aufgebracht ist und die in der Vorrichtung befestigt ist und die elektrische Last darstellt. An der Vorrichtung ist gewöhnlich ein Ende zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Übertragungsleitung vorgesehen und dasAccording to this, a typical design consists of a tubular, cylindrical "ceramic component on which a resistance film is applied or a resistive coating is applied to the outer cylinder surface and secured in the device and represents the electrical load. The device usually has an end for making an electrical Connection to the transmission line provided and the

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andere Ende dient zur Herstellung einer Verbindung zu den Einlaß- und der Auslaßleitungen für das flüssige Kühlmittel. Wie erwähnt, ist das Bauteil hohl und eine koaxial angeordnete, nach'einer Exponentialfunktion verlaufende Spitze ist um den Widerstand herum vorgesehen, um die Reflexion klein zu halten. Flüssiges Kühlmittel wird gewöhnlich in das keramische Bauteil an dem mit einer Einlaßkupplung versehenen Ende eingeleitet und fließt durch das Bauteil hindurch und verläßt es am gegenüberliegenden Ende, beispielsweise wie durch radiale Öffnungen in dem Keramikkörper in einen Ringkanal,- der den Widerstandsfilm umgibt. Das flüssige Kühlmittel kehrt seine Flußrichtung um und läuft zurück zu dem gegenüberliegenden Ende der Vorrichtung und dann zur Auslaßkupplung, wobei das Kühlmittel die in dem Widerstandsfilm abgeladene Wärmeenergie aufnimmt. Die Zirkulation des flüssigen Kühlmittels findet also so statt, daß es zuerst durch das Innere des Keramikkörpers und dann nach außen über die Oberfläche des Widerstandsfilmes strömt. Normalerweise muß das flüssige Kühlmittel mit relativ hoher Geschwindigkeit gepumpt werden, so daß in Anbetracht der relativ großen Wassermenge in dem keramischen Tubus-ein beträchtlicher Strömungswiderstand zu überwinden ist, wenn das Wasser nach außen sowie längs des Ringkanalweges um,den Wider'standsfilm herum strömt. Mit anderen Wörtern, der Zirkulationsweg bei dieser Bauart erzeugt einen erheblichen Druckabfall.other end is used to connect to the inlet and outlet lines for the liquid coolant. As mentioned, the component is hollow and one coaxially arranged, following an exponential function Tip is provided around the resistor to keep reflection small. Liquid coolant is usually in the ceramic component on the one with a Inlet coupling provided end introduced and flows through the component and leaves it at the opposite End, for example through radial openings in the ceramic body in an annular channel, - the resistance film surrounds. The liquid coolant reverses its direction of flow and runs back to the opposite end of the Device and then to the outlet coupling, the coolant absorbs the thermal energy discharged in the resistive film. The circulation of the liquid coolant takes place so instead that it first passes through the inside of the ceramic body and then outwards over the surface of the resistance film flows. Usually you have to liquid coolants at a relatively high speed are pumped, so that in view of the relatively large amount of water in the ceramic tube-a considerable Flow resistance is to be overcome when the water to the outside and along the ring channel path around which the resistance film flows. In other words, the The circulation path in this type of construction creates a considerable pressure drop.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch überwindet, diesen Nachteil und bringt noch weitere Vorteile, die mit den soweit bekannten Vorrichtungen nicht erzielbar waren.However, the device according to the invention overcomes this Disadvantage and brings other advantages that could not be achieved with the devices known so far.

Der Erfindung liegt somit-zunächst die Aufgabe zugrunde, die Wärmeübertragung in einer flüssigkeitsgekühlten Scheinlast zu verbessern. Sodann soll der Strömungswiderstand, d.h. der Druckabfall, in der Scheinlastvorrichtung für eineThe invention is thus initially based on the object the heat transfer in a liquid-cooled dummy load to improve. Then the flow resistance, i.e. the pressure drop, in the dummy load device for a

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-A--A-

HF-Koaxialleitung erheblich herabgesetzt werden.RF coaxial line can be significantly reduced.

Dieses Ziel wird neben anderen besonderen Vorteilen durch die erfindungsgemäße flüssigkeitsgekühle Scheinlast dadurch erreicht, daß ein zylindrisches Gehäuse aus leitfähigem Material sowie ein Kupplungsteil an einem Ende des Gehäuses ein passendes Kupplungsstück aus der Koaxialleitung aufnehmen können. Ein langgestreckter, dielektrischer Tubuskörper ist koaxial in das Gehäuse eingebaut und trägt auf seiner Außenfläche einen dünnen Widerstandsfilm, welcher zwischen den Kontakten des Kupplungsteils in Reihe geschaltet ist, um die von der Übertragungsleitung angelieferte elektrische Energie in Wärmeenergie umzusetzen. Das Gehäuse definiert eine geschlossene Ringkammer mit innerem Horn, die den Widerstandsfilm umgibt, so daß die von der Scheinlast reflektierte Energie minimal gehalten wird.This goal is thereby achieved, among other particular advantages, by the liquid-cooled dummy load according to the invention achieved that a cylindrical housing made of conductive material and a coupling part at one end of the housing can accommodate a suitable coupling piece from the coaxial line. An elongated, dielectric one Tube body is built coaxially into the housing and has a thin resistive film on its outer surface, which is connected in series between the contacts of the coupling part to those of the transmission line to convert the supplied electrical energy into thermal energy. The housing defines a closed one Annular chamber with inner horn that surrounds the resistive film so that the energy reflected from the apparent load is kept to a minimum.

Nach der Erfindung sind weiter Innen- und Außenrohre vorgesehen, die einen inneren und einen äußeren, ringförmigen, zylindrischen Kanal für das Durchströmen der Flüssigkeit bilden, wobei beide- Kanäle koaxial zum Gehäuse angeordnet sind. Der innere Durchflußkanal ist an einem Ende mit einem Flüssigkeitseinlaß verbunden und umgibt den Widerstandsfilm längs dessen gesamter Länge für die Aufnahme von Wärmeenergie. Der äußere Ringkanal kommuniziert mit dem inneren Ringkanal durch radiale Öffnungen an dessen Ende gegenüber dem Einlaßkupplungsstück und erstreckt sich nach rückwärts in eine Auslaßkammer, die mit einem Auslaßkupplungsstück am gleichen Ende wie das Einlaßkupplungsi-tück versehen ist.According to the invention, inner and outer tubes are also provided, which have an inner and an outer, annular, Form a cylindrical channel for the liquid to flow through, both channels being arranged coaxially to the housing are. The inner flow channel is connected at one end to a liquid inlet and surrounds the resistive film along its entire length for the absorption of thermal energy. The outer ring channel communicates with the inner annular channel through radial openings at the end thereof opposite the inlet coupling piece and extends backwards into an exhaust chamber that has an exhaust coupling at the same end as the inlet coupling is provided.

Normalerweise werden ein Wärmetauscher und eine Pumpe 2ur Vervollständigung das Kühlsystems vorgesehen. Der RaumUsually a heat exchanger and a pump 2 are provided to complete the cooling system. The space

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zwischen dem dielektrischen .Tubuskörper wird mit besonderem Vorteil mit einem stabartigen Füllerelement versehen, das zur Verbesserung der optimalen elektrischen Eigenschaften für die Vorrichtung vorgesehen ist. Der Ringraum zwischen dem Füllerstab und der Innenwand des zylindrischen keramischen, dielektrischen Tubuskörpers ist mit flüssigem Kühlmittel ausgefüllt, das vom Einlaß her angezapft wird, wobei das Wasser sich durch eine oder mehrere kleine Ablaßöffnungen graduell erneuern kann. Man bemerke jedoch, daß es nicht notwendig ist, eine Zirkulation durch das Innere des dielektrischen Tubuskörpers aufrecht zu erhalten, weil die Kühlfunktion durch Strömen von Kühlmittel durch Ringkanäle erreicht wird.between the dielectric .tube body is provided with particular advantage with a rod-like filler element, which is intended to improve the optimal electrical properties for the device. The annulus between the filler rod and the inner wall of the cylindrical ceramic, dielectric tube body filled with liquid coolant that is tapped from the inlet, the water flowing through a or several small drain holes can gradually be renewed. Note, however, that it is not necessary to have a circulation by maintaining the inside of the dielectric tube body because the cooling function is by flowing of coolant is reached through ring channels.

Die Erfindung wird nachstehend anhand, der beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the attached Drawings explained in detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt längs der Achse einer flüssigkeitsgekühlten Scheinlast, in der die Merkmale der Erfindung verkörpert sind, wobei weitere, noch hinzugehörende Teile nur schematisch angedeutet sind;Fig. 1 is a longitudinal section along the axis of a liquid-cooled dummy load in which that embodies the features of the invention, with other related parts are only indicated schematically;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 aus Fig.l;FIG. 2 shows a section along the line 2-2 from FIG.

Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 aus Fig.l, wobei einzelne Teile zur Erhöhung der Deutlichkeit weggebrochen sind; undFig. 3 is a partial section along the line 3-3 from Fig.l, with individual parts to increase the clarity have broken away; and

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 aus Fig.l.Fig. 4 is a partial section along the line 4-4 of Fig.l.

Fig. 1 zeigt im einzelnen einen erfindungsgemäßen Abschluß einer koaxialen HF-Übertragungsleitung. Das System umfaßt eine reflexionsfreie Scheinlast 10, die integrale Einrichtungen zur Vernichtung der über der Last erzeugten Wärme umfaßt. Ein Signalgenerator 11 ist über eine koaxiale Übertragungsleitung mit einem Innenleiter 12 und einem Außenleiter 13 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über ein geeignetes Verbindungsstück verbunden. Das System weist ferner einen Wärmetauscher 15 sowie eine Pumpe 16 auf, die seriell mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung über ein Einlaßrohr 17 und ein Auslaßrohr 18 verbunden sind.Fig. 1 shows in detail a termination of a coaxial RF transmission line according to the invention. The system includes a reflection-free apparent load 10, the integral Means for dissipating the heat generated across the load. A signal generator 11 is via a coaxial Transmission line with an inner conductor 12 and an outer conductor 13 with the device according to the invention via a suitable connector connected. The system also has a heat exchanger 15 and a pump 16 which are connected in series with the device according to the invention via an inlet pipe 17 and an outlet pipe 18.

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Die Pumpe 16 läßt Kühlflüssigkeit (ζ.Β.Wasser) zwischen der Vorrichtung 10 und dem Wärmetauscher 15 zirkulieren und sorgt für die nötige Strömungsgeschwindigkeit, damit der erforderliche Kühleffekt auch tatsächlich erreicht wird. Der Signalgenerator 11 erzeugt Signale von an sich beliebiger Frequenz, ausgehend beispielsweise von Gleichspannung bis hinauf in das Mikrowellengebiet und kann beispielsweise ein Übertrager sein.The pump 16 lets coolant (ζ.Β.Water) between of the device 10 and the heat exchanger 15 circulate and ensures the necessary flow speed, thus the required cooling effect is actually achieved will. The signal generator 11 generates signals of any frequency per se, based, for example, on direct voltage up to the microwave range and can be a transmitter, for example.

Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, ist die Vorrichtung so konstruiert, daß die Anschlußstücke für die Kühlflüssigkeit-Anschlüsse. sämtlich im rechten oder oberen Ende der Vorrichtung vorgesehen sind, während die elektrischen Anschlüsse linker Hand oder am unteren Ende der Vorrichtung vorgesehen sind, welches in der weiteren Beschreibung als Leistungsaufnahmeseite bezeichnet werden soll. Die Leistungsaufnahmeseite besitzt ein inneres Verbindungsrohr 21, das den Innenleiter 12 der Übertragungsleitung aufnehmen kann, sowie einen äußeren Verbindungsflansch 22, der den äußeren koaxialen Leiter 13 der Übertragungsleitung aufnehmen kann. Der äußere Verbinderflansch 22 dient als eine Schwenkverschraubung und ist an das äußere Verbinderrohr 23 koaxial mit dem inneren VerbindungsstückAs can be seen from Fig. 1, the device is constructed so that the connecting pieces for the coolant connections. are all provided in the right or upper end of the device, while the electrical connections left hand or at the lower end of the device are provided, which in the further description should be referred to as the power consumption side. the The power consumption side has an inner connecting tube 21, which connects the inner conductor 12 of the transmission line can accommodate, as well as an outer connecting flange 22, which can accommodate the outer coaxial conductor 13 of the transmission line. The outer connector flange 22 serves as a swivel fitting and is on the outer connector tube 23 coaxial with the inner connector

21 angelötet.21 soldered on.

Eine ringförmige Spannplatte 24 ist über den äußeren Verbinderflansch 22 übergeschoben und besitzt mehrere am Umfang angeordnete Löcher, die Befestigungsbolzen aufnehmen können, so daß die Vorrichtung 10 an einem geeigneten Gerät festgelegt werden kann. Der MitnehmerflanschAn annular backing plate 24 is over the outer connector flange 22 and has several circumferential holes that receive fastening bolts can so that the device 10 can be attached to a suitable device. The driving flange

22 kann relativ zur Befestigungsplatte 24 gedreht werden, um die Vorrichtung nach Wunsch um die Achse herum auszurichten. 22 can be rotated relative to the mounting plate 24, to orient the device around the axis as desired.

Ein weiterer Ringflansch 25 ist an dem.gegenüberliegenden Ende der äußeren Verbindermanschette 2 3 angelötet und kann mit. einem weiteren Ringflansch 26 verbolzt werden. DerAnother ring flange 25 is on the opposite End of the outer connector sleeve 2 3 soldered on and can with. another ring flange 26 are bolted. Of the

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Flansch 26 ist an den Hauptkörper der Vorrichtung angelötet, insbesondere mit einem Gehäuseabschnitt 30 verbunden, welcher Gehäuseabschnitt zusammen mit einem zweiten Gehäuseabschnitt 31 und einem Gehäuseendabschnitt.Flange 26 is soldered to the main body of the device, in particular connected to a housing section 30, which housing section together with a second housing section 31 and a housing end section.

32 das Hauptgehäuse bildet.32 forms the main housing.

Die Einrichtung im Gehäuse weist ein äußeres Durchflußrohr 33 und ein inneres Durchflußrohr34 auf, die aus "TEFLON" oder einem anderen geeigneten elektrisch isolierenden Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten gefertigt sein.können. Ferner ist ein dielektrischer Zylinder 35 in dem Durchflußrohr 33 angeordnet, auf welchem ein dünner Widerstandsfilm außenseitig aufgebracht ist; ferner ist im Gehäuse ein Einsatzstab 36 in der Hülse (•TEFLON"} ein Wi der s ta η ds s ο ck el 37 ("TEFLON") sowie ein Widerstands-M.isseanschluß 38 ("TEFLON") vorgesehen, wobei alle genannten Bauteile koaxial zueinander angeordnet sind. Der Gehäuseabschnitt 30 besitzt ein oberes Ende zur rechten Hand mit Außggwinde, auf welches das Innengewinde am unteren linken Ende dus zweiten Gehäuseabschnittes 31 aufgeschraubt werden kann. Das obere Ende rechter Hand des zweiten Gehäuseabschnittes, 31 besitzt auch ein Innengewinde, das.auf ein Außengewinde am Gehäuseendabschnitt 32 paßt.The device in the housing has an outer flow tube 33 and an inner flow tube 34, which from "TEFLON" or other suitable electrically insulating material with a low coefficient of friction can be manufactured. Further, a dielectric cylinder 35 is arranged in the flow tube 33 on which a thin resistive film is applied on the outside; Furthermore, an insert rod 36 is in the sleeve in the housing (• TEFLON "} a Wi der s ta η ds s ο ck el 37 (" TEFLON ") as well as a Resistance M.iss connection 38 ("TEFLON") is provided, wherein all said components are arranged coaxially to one another. The housing section 30 has an upper end to the right Hand with external thread, on which the internal thread on the lower screwed on the left end of the second housing section 31 can be. The upper end of the right hand of the second housing section, 31 also has an internal thread that fits on an external thread on the housing end section 32.

Das untere Ende linker Hand des äußeren Durchflußrohres wird von einer ringförmigen Ausnehmung 42 aufgenommen, die in dem, Widerstandssockel 37 ausgebildet ist und ist mit einem einwärts vorspringenden Flansch 41 versehen. Das obere Ende rechter Hand des äußeren DurchflußrohresThe lower left hand end of the outer flow tube is received by an annular recess 42, which is formed in the resistor socket 37 and is provided with an inwardly projecting flange 41. The upper right hand end of the outer flow tube

33 siizzt satt in der Innenfläche des Gehäuseabschnitts33 sits snugly in the inner surface of the housing section

30 und die entsprechenden Flächen sind durch eine O-Ringdichtung 48 abgedichtet. Ein nach innen sich erstreckender Flansch 43 am oberen Ende rechter Hand des Hauptgehäuseabschnitts 30 dient dazu, das äußere Durchflußrohr 33 in seine.: axialen Stellung zwischen dem Flansch 43 und dem Widerstandssockel 37 -zu halten. .30 and the corresponding surfaces are through an O-ring seal 48 sealed. An inwardly extending flange 43 at the top right hand end of the main housing section 30 serves to the outer flow tube 33 in its .: axial position between the flange 43 and the Resistance socket 37 to hold. .

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Eine flüssigkeitsdichte Dichtung sitzt zwischen dem Flansch 41 auf dem äußeren Durchflußrohr 33 und dem Leiter 44 vermöge einer O-Ringdichtung 47, die in einer Ringnut in dem Flansch 41 aufgenommen ist.A liquid-tight seal sits between the Flange 41 on the outer flow tube 33 and the Head 44 by virtue of an O-ring seal 47, which is in a Annular groove is received in the flange 41.

Ein Leiterstab 44 von im wesentlichen zylindrischerA conductor bar 44 of substantially cylindrical shape

Form erstreckt sich durch den Widerstandssockel 37 ιShape extends through the resistor base 37 ι

und den Flansch 41 auf das äußere Durchflußrohr 33 und besitzt einen Gewindeansatz 45, der zum Festlegen des inneren Leiterrohres 21 mit einer Mutter 46 dient. Dadurch wird das Innenleiterrohr 21 in elektrischen Kontakt mit dem Leiterstab 44 gebracht.and the flange 41 on the outer flow tube 33 and has a threaded extension 45 which is used to fix the inner conductor tube 21 with a nut 46. Through this the inner conductor tube 21 is brought into electrical contact with the conductor rod 44.

Das innere Durchflußrohr 34 ist in dem äußeren Durchflußrohr 33 positioniert und besitzt von diesem radialen Abstand vermöge eines Abstandsrings 49. Das innere Durchflußrohr 34 erstreckt sich axial zum oberen Ende rechter Hand der Vorrichtung und ist am oberen Ende gegenüber dem zweiten Gehäuseabschnitt 31 mit einer O-Ringdichtung 50 abgedichtet ,andern eine Ringnut sitzt, welche in der Innenfläche des zweiten Gehäuseabschnittes 31 ausgebildet ist. Das innere Durchflußrohr 34 wird in seiner axialen Stellung durch das Widerstandsmasse-Kupplungsstück 38 gehalten, das gegen das obere Ende rechter Hand des inneren Durchflüßrohres 34 anliegt und damit das gegenüberliegende Ende gegen den Flansch 41 des äußeren Durchflußrohres hält. Das Widerstandsmasse-Kupplungsstück 38 besitzt einen radialen Flansch 51, der in einer passenden Ringnut 52 in dem zweiten Gehäuseabschnitt 31 sitzt und dort von dem unteren Ende linker Hand des Gehäuseabschnitts 32 gehalten wird. Der Gehäuseendabschnitt 32 ist gegen den benachbarten Abschnitt des zweiten Gehäuseabschnittes 31 durch eine weitere O-Ringdichtung abgedichtet.The inner flow tube 34 is in the outer flow tube 33 positioned and has a radial distance from this by means of a spacer ring 49. The inner flow tube 34 extends axially to the top right hand end of the device and is opposite at the top end the second housing portion 31 is sealed with an O-ring seal 50, the other is an annular groove which is in the Inner surface of the second housing portion 31 is formed. The inner flow tube 34 is in its axial Position held by the resistance mass coupling piece 38, which is against the upper end of the right hand of the inner Flow tube 34 rests and thus the opposite end against the flange 41 of the outer flow tube holds. The resistance mass coupling piece 38 has a radial flange 51, which sits in a matching annular groove 52 in the second housing section 31 and there from the lower end of the left hand of the housing section 32 is held. The housing end portion 32 is against the adjacent one Section of the second housing section 31 sealed by a further O-ring seal.

Wie man aus Fig. 1 entnimmt, bilden das Widerstands-Massekupplungsstück 38 und der Gehäuseendabschnitt 32 eine Kühl-As can be seen from Fig. 1, form the resistance mass coupling piece 38 and the housing end section 32 a cooling

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mitteleinlaßkammer 53, die mi L dem Einlaßrohr 17 über eine Axialkupplung 54 in Verbindung steht, welche in eine entsprechende, mit Gewinde versehene Buchse am Ende des Gehäuseenu bschnitts 32 eingeschraubt ist. Die Widerstands-Massekupplung 38 ist mit radialen öffnungen 35 versehen, die zwischen der Einlaßkammer 53 und einer engeren Ringkammer 56 eine Verbindung herstellt, welch letztere zwischen dem dielektrischen Zylinder 35 und dem inneren Durchflußrohr 34 gebildet wird. Das durch die innere Ringkammer 56 fließende Kühlmittel steht im engen Kontakt mit dem Widerstandsfilm auf der dielektrischen Manschette 35 und absorbiert somit die aus der Dissipation der elektrischen Energie entstehende Wärme.central inlet chamber 53, the mi L to the inlet pipe 17 over an axial coupling 54 is in communication, which in a corresponding, threaded socket at the end of the Housing section 32 is screwed in. The resistive earth coupling 38 is provided with radial openings 35 between the inlet chamber 53 and a narrower annular chamber 56 establishes a connection, the latter between the dielectric cylinder 35 and the inner flow tube 34 is formed. The coolant flowing through the inner annular chamber 56 is in close contact with the Resistance film on the dielectric sleeve 35 and thus absorbs from the dissipation of the electrical Heat generated by energy.

Aus der inneren Ringkammer 56'fließt flüssiges Kühlmittel radial nach außen in eine äußere Ringkammer 57 durch radiale Öffnungen 58 in der inneren Durchflußkammer 34. Die äußere Ringkammer 57 liegt koaxial zur inneren Ringkammer 56 und wird von der Außenfläche der inneren Durchflußröhre 34 und ö'-tr Innenfläche des'äußeren Durchflußrohres 33 gebildet;.From the inner ring chamber 56 ', liquid coolant flows radially outward into an outer ring chamber 57 through radial openings 58 in the inner flow chamber 34. The outer ring chamber 57 is coaxial with the inner ring chamber 56 and is surrounded by the outer surface of the inner flow tube 34 and ö'- The inner surface of the outer flow tube 33 is formed.

Flüssiges Kühlmittel strömt durch die äußere Ringkammer 57, wie das die Pfeile in Fig. 1 andeuten und dann durch die radialen öffnungen 59 in dem Hauptgehäuseabschnitt 30 zu eir,.ir ringfcrmigen, Kühlmittel-Auslaßkammer 60, die zwischen der Außenfläche des Hauptgehäuseabschnittes 30 und der Innenfläche des zweiten Gehäuseabschnittes 31 gebildet ist. Das flüssige Kühlmittel verläßt die Auslaßkammer 60 durch das Auslaßrohr 18 über ein .Auslaßkupplungsstück 61, das sich durch die Wandung des zweiten Gehäuseabschnittes 31 erstreckt.Liquid refrigerant flows through the outer annular chamber 57, as indicated by the arrows in Fig. 1 and then through the radial openings 59 in the main body portion 30 to eir, .ir ringfcrmigen, coolant outlet chamber 60 formed between the outer surface of the main housing portion 30 and the Inner surface of the second housing portion 31 is formed. The liquid coolant leaves the outlet chamber 60 through the outlet pipe 18 via an outlet coupling piece 61 which extends through the wall of the second housing section 31.

Die Innenwand des unteren Endes linker Hand "des Haupt-, gehäuseabschnittes 30 besitzt eine abgeschrägte, exponentiell geformte Ro: stionsoberf lache, um Reflexionen aus derThe inner wall of the lower end of the left hand "of the main, housing section 30 has a beveled, exponential shaped ro: stion surface to avoid reflections from the

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Vorrichtung minimal zu halten und den Welligkeitsfaktor (voltage standing wave ratio) einzuhalten. Die elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung sind somit angepaßt, so daß das Z der Vorrichtung von demjenigen der Übertragungsleitung bis herab auf Null sich verändert.Keep device minimal and the ripple factor (voltage standing wave ratio) must be observed. The electrical properties of the device are thus adapted so that the Z of the device changes from that of the transmission line down to zero.

Wie oben angegeben, ist der Einsatzstab 36, der beispielsweise aus "TEFLON" bestehen kann, in der dielektrischen Manschette 35 entsprechend der US-Patentschrift 3 300 737 positioniert, um sicherzustellen, daß die gewünschten elektrischen Eigenschaften erzielt werden. Der Durchmesser des Stabes · 36 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des dielektrischen Zylinders 35, so daß ein schmaler Ringraum .63 dazwischen freibleibt. Um die elektrischen Eigenschaften der Vorrichtung wunschgemäß zu erhalten, wird der Zwischenraum 63 mit flüssigem Kühlmittel aus der Einlaßkammer 53 her gefüllt. Das Kühlmittel tritt durch eine axiale Öffnung 65 (Fig.3 und 4) in der Stirnseite der Widerstands-Massekupplung 38 ein und geht dann radial nach außen durch einen Schlitz 62, der in dem Ende des Einsatzstabes 36 gebildet ist, und geht dann in den Zwischenraum 63.As indicated above, the insert rod 36, which may consist of "TEFLON", for example, is dielectric in the Cuff 35 positioned in accordance with U.S. Patent 3,300,737 to ensure that the desired electrical properties can be achieved. The diameter of the rod x 36 is slightly smaller than that Inner diameter of the dielectric cylinder 35, so that a narrow annular space .63 remains free between them. To the To obtain electrical properties of the device as desired, the space 63 is filled with liquid coolant filled from the inlet chamber 53 ago. The coolant passes through an axial opening 65 (Figures 3 and 4) in the End face of the resistance mass coupling 38 and then goes radially outward through a slot 62 in the End of the insert rod 36 is formed, and then goes into the space 63.

Während es nicht notwendig ist, das Kühlmittel durch den Raum 63 zirkulieren zu lassen, ist eine geringfügige Bewegung dem beabsi chtigten Zweck dienlich und demzufolge ist eine radialle Ablaßöffnung 66 in dem Widerstandssockel 37 vorgesehen, so daß daraus etwas Kühlmittel entweichen kann und daher eine geringfügige, kontinuierliche Bewegung des flüssigen Kühlmittels erreicht wird, was durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet wird.While it is not necessary to circulate the coolant through space 63, it is a minor one Movement serves the intended purpose and consequently a radial drain opening 66 is provided in the resistor base 37 so that some coolant can escape therefrom can and therefore a slight, continuous movement of the liquid coolant is achieved, which is achieved by the Arrows in Fig. 1 is indicated.

In der soweit beschriebenen Vorrichtung kontaktiert das flüssige Kühlmittel den Widerstandsfilm auf dem Keramikelement 35 und absorbiert Wärmeenergie·während des anfänglichen Teiles des Umlaufs durch die Vorrichtung 10 undIn the device described so far, the liquid coolant contacts the resistive film on the ceramic element 35 and absorbs thermal energy · during the initial Part of the circulation through the device 10 and

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wüW: '-ii-j . : η·. .: i ι,! - ■ ι y<.^ J ι;,, während üöj Kühirru ttel seine qi.öi '.»■- ' >< ■■■■■ hw* ti·]] ■ ike.i l-" i;otsi. tzt. Damit ergibt sich ein wiri.un.r -/..^iicroi 'liicl 'jj ei el !mäßigerer Wii Γ iiicüberganq. L in :..!!..."·!'.·11 (iiC-i. Vi'o-rtiij ] gegenüber bekennten Vorrich-LUiiueri il.\. ddt: in ^u schc-ti, daß die erf i. r. dung £ gemäße Vorricniijncj einen v/esönLlicli kleineren Jtrömungswiderstand deiii Kühlmittel entgegensetzt und damit einen viel geringeren Druckabfall erzeugt. Dieser Umstand ist von .besonderer VJi chticjkei t im Hinblick aui die hohen · Strömungsgeschwindigkeiten, die zur Sicherstellung der "Wärmeableitung benutzt werden müssen.wüW: '-ii-j. : η ·. .: i ι ,! - ■ ι y <. ^ J ι; ,, while üöj Kühirru ttel his qi.öi '. »■ -'>< ■■■■■ hw * ti ·]] ■ ike.i l- "i; otsi. This results in a wiri.un.r - / .. ^ iicroi 'liicl' jj ei el! more moderate Wii Γ iiicüberganq. L in: .. !! ... "·! '. · 11 (iiC-i . Vi'o-rtiij] as opposed to confessed Vorrich-LUiiueri il. \. Ddt: in ^ u schc-ti that the device according to the invention opposes a considerably smaller flow resistance of the coolant and thus produces a much lower pressure drop. This fact is of particular importance with regard to the high flow velocities which must be used to ensure heat dissipation.

Insgesamt wurde eine flüssigkeitsgekühlte Scheinläst odea. eine Abschluß Vorrichtung für eine HF-Koaxial leitung beschrieben. Elektrische Energie wird in einen Widerstandsfilm in Wärmeenergie umgesetzt, der zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter der Übertragungsleitungen in Reihe geschaltet ist und auf einem zylindrischen, dielektrischen Tubuskörper" aufgebracht ist. Flüssiges Kühlmittel zirkuliert durch die Vorrichtung und'strömt zu einem Wärmetauscher, und wird in der Vorrichtung in axialer Richtung durch einen inneren Ringkanal geleitet, der den Viidera Landsfi Im umgibt, um die Wärmeenergie aufzunehmen, strömt dann nach außen durch radiale Öffnungen in einen koaxialen äußeren Ringkanal und dann zu-einer Auslaßkupplung. Die Innenfläche des Gehäuses ist in exponentiell ler Form gehalten und bildet eine Kammer, die den Widerstnndsf i lm_ koaxial, umgibt, wodurch die Reflektion von der Vorrichtung, minimal gehalten wird.Overall, it was a liquid-cooled dummy load odea. a termination device for an RF coaxial line described. Electrical energy is converted into thermal energy in a resistive film, which is between the The inner conductor and the outer conductor of the transmission lines are connected in series and on a cylindrical, dielectric tube body "is applied. Liquid coolant circulates through the device and flows to a heat exchanger, and is passed in the device in the axial direction through an inner ring channel, that surrounds the Viidera Landsfi Im to absorb the thermal energy, then flows outward through radial openings into a coaxial outer annular channel and then to one Outlet coupling. The inside surface of the case is in held exponentially ler shape and forms a chamber, which surrounds the resistance film coaxially, creating the reflection by the device, is kept to a minimum.

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_BAD _B AD

Claims (1)

24533622453362 A η s ρ r u c hA η s ρ r u c h V 1.}Flüssigkeitsgekühlte Scheinlast für eine koaxiale HF-Übertragungsleitung mit einem Kupplungsteil, das erste und zweite Kontaktstücke für den Innenleiter und den koaxialen Außenleiter aufweist, und ein zylindrisches Gehäuse besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes, tubusförmiges-, dielektrisches Bauteil (35) koaxial in dem Gehäuse (30) befestigt ist; daß ein dünner Widerstandsfilm außenseitig auf dem Bauteil (35) aufgebracht und zwischen den ersten und zweiten Kontaktstücken (21,22) in Reihe geschaltet ist, wobei der Widerstandsfilm elektrische Energie aus der Übertragungsleitung aufnimmt und in Wärmeenergie umsetzt; daß ein exponentielles Horn koaxial zu dem dielektrischen Bauteil (35) integral an dem Gehäuse (30) ausgebildet ist und die reflektierte Energie von der Übertragungsleitung abhält, daß eine innere (56) und äußere zylindrische Ringkammer (57) in dem Gehäuse ausgebildet sind, wobei die innere Ringkammer irit einem Flüssigkeitseinlaß (54) an einem Ende verbunden Ist und den Widerstandsfilm längs seiner gesamten Länge umgibt, so daß in der inneren Ringkammer strömende Flüssigkeit Wärmeenergie von dem Widerttandsfilm aufnimmt, während sie mit relativ hoher Einlaßgeschwindigkeit strömt; daß die äußere Ringkammer (57) mit der inneren Ringkammer durch radiale Öffnungen (58) an dem dem Flüssigkeitseinlaß gegenüberliegenden Ende verbunden ist und am anderen Ende mit einem Flüssigkeits-V 1.} Liquid-cooled apparent load for a coaxial one HF transmission line with a coupling part, the first and second contact pieces for the inner conductor and has the coaxial outer conductor, and has a cylindrical housing, characterized in that an elongated, tubular, dielectric Component (35) is mounted coaxially in the housing (30); that a thin resistive film on the outside of the component (35) is applied and connected in series between the first and second contact pieces (21,22), the Resistive film of electrical energy from the transmission line absorbs and converts it into thermal energy; that an exponential horn coaxial with the dielectric component (35) is integrally formed on the housing (30) and the reflected energy from the transmission line prevents that an inner (56) and outer cylindrical annular chamber (57) are formed in the housing, the inner annular chamber with a liquid inlet (54) connected at one end and longitudinally extending the resistive film surrounds its entire length, so that liquid flowing in the inner annular chamber heat energy from the resistive film takes in while having a relatively high inlet velocity flows; that the outer annular chamber (57) with the inner annular chamber through radial openings (58) is connected at the end opposite the liquid inlet and at the other end with a liquid 509824/0592 .509824/0592. auslaß (61) verbunden ist; und daß eine Pumpe (16) zur Aufrechterhaltung der Strömung gekühlter Flüssigkeit durch die Kanäle vorgesehen ist.outlet (61) is connected; and that a pump (16) for maintaining the flow of cooled liquid is provided by the channels. 50 982Λ/0 59250 982Λ / 0 592 LeerseiteBlank page