DE1148291B - Koaxiale Hochfrequenzleitung mit wenigstens einer scheibenfoermigen Isolierstuetze - Google Patents

Description

In der Hochfrequenztechnik werden häufig Hochfrequenzleitungen benutzt, bei denen der zwischen dem Außenleiter und dem Innenleiter vorhandene Raum im wesentlichen nur mit Luft gefüllt ist. In derartigen Leitungen sind zur Halterung des Innenleiters im Innenraum des Außenleiters in Abständen voneinander angeordnete, aus Isoliermaterial bestehende Stützen vorgesehen. Infolge der geringen Verluste im Luftraum weisen derartige Hochfrequenzleitungen eine besonders geringe Dämpfung pro Längeneinheit auf. Sie werden daher bevorzugt zur Übertragung großer Hochfrequenzleistungen, beispielsweise zwischen dem Ausgang eines Senders und dem Speisepunkt einer Antenne, benutzt.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß die Eigenschaften der verwendeten Stützisolatoren wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften der ganzen Hochfrequenzleitung haben. Diese Isolatoren sollen die Homogenität der Leitung in möglichst geringem Maße stören.

Daher ist es wichtig, als Isoliermaterial ein solches mit niedriger Dielektrizitätskonstante zu verwenden. Auch soll der Verlustwinkel des verwendeten Materials möglichst klein sein, um die Leitungsdämpfung möglichst wenig zu erhöhen und auch die Betriebstemperaturen der Isolatoren niedrig zu halten.

Es ist bereits bekannt, bei Verwendung scheibenförmiger Stützisolatoren den Innenleiter mit einer Einschnürung und den Außenleiter mit einer Aussparung zu versehen, in welche die Ränder der Scheibe eingreifen. Dadurch wird nicht nur die Scheibe gegen Längsverschiebungen gesichert, sondern es wird auch eine elektrische Wirkung in der Richtung eines Ausgleichs der durch die Scheibe verursachten Leitungsinhomogenität erzielt.

Für nicht zu hohe thermische Beanspruchung haben sich besonders scheibenförmige Isolierstützen aus synthetisch hergestelltem Kunststoff, beispielsweise aus Polystyrol, Polyäthylen oder Polytetrafluorethylen bewährt. Ein geeigneter, besonders wärmefester Kunststoff auf Tetrafluoräthylenbasis ist im Handel unter der Bezeichnung »Teflon« bekannt. Bei relativ kleiner Dielektrizitätskonstante und kleinem Verlustwinkel können derartige Materialien im Grenzfall Temperaturen bis etwa 200° C aushalten.

Für Fälle, bei denen die Temperaturfestigkeit solcher Kunststoffe besonders in der Nähe des Innenleiters nicht mehr ausreicht, ist es bereits bekannt, den inneren Teil der Distanzscheiben aus einem keramischen Isolierstoff und den äußeren ringartigen Teil aus einem thermoplastischen formfesten Vollmaterial herzustellen.

Koaxiale Hochfrequenzleitung

mit wenigstens einer scheibenförmigen

Isolierstütze

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Dr. Rudolf Becker, Berlin-Zehlendorf,
ist als Erfinder genannt worden

Darüber hinaus ist auch die Halterung des Innenleiters in Koaxialleitungen durch Isolierstäbe, die den Innenleiter an den Stützstellen nur punktweise berühren, allgemein bekannt.

Die Verwendung keramischer Distanzscheiben, die an sich den Vorteil größter Temperaturbeständigkeit besitzen, stößt deswegen auf Schwierigkeiten, weil die Passungstoleranzen bei keramischen Körpern ohne kostspielige Schleifarbeit nicht genügend sicher eingehalten werden können und weil wegen der großen Härte und Sprödigkeit der Keramikscheiben ein Absprengen von Teilen an den Rändern zu befürchten ist. Auch ist die Dielektrizitätskonstante keramischer Körper gewöhnlich nicht so klein wie bei den erwähnten synthetisch hergestellten Kunststoffen.

Bei Verwendung von Distanzscheiben, welche aus diesen Kunststoffen hergestellt sind, hat sich in der Praxis eine Schwierigkeit ergeben, weil diese Kunststoffe dazu neigen, unter mechanischer Beanspruchung, besonders bei zusätzlicher Wärmebeanspruchung, sich mit der Zeit zu verformen. Durch solche Verformungen unter dem Einfluß der Beanspruchung wird nicht nur der Abstand innerhalb der Leitung und damit der Wellenwiderstand geändert, sondern es kommt besonders bei Kupplungen und Steckern auch zur Überschreitung der erforderlichen kleinen Toleranzen der Passungen. Will man derartigen Formänderungen und Abstandsänderungen der beiden Leiter gegeneinander begegnen, so müßte man die mechanische Beanspruchung des Distanzscheiben herabsetzen, also entsprechend dickere

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Scheiben mit breiteren Auflageflächen verwenden. Dies ist aber in höchstem Grade unerwünscht, weil dadurch die Leitungshomogenität in größerem Maße gestört würde und die Verluste in der Leitung ansteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische Stabilität scheibenförmiger Stützisolatoren aus synthetisch hergestelltem Kunststoff zu verbessern, ohne gleichzeitig eine größere Störung der Leitungshomogenität oder eine Vergrößerung der Leitungsverluste in Kauf zu nehmen. Bei einer koaxialen Hochfrequenzleitung mit wenigstens einer scheibenförmigen Isolierstütze, welche aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff besteht, zur Halterung des Innenleiters im Innenraum des Außenleiters weist erfindungsgemäß die Isolierstütze in dem Scheibenkörper von der Auflagefläche am Innenleiter bis zur Auflagefläche am Außenleiter reichende radial gerichtete Bohrungen auf, in welche passende Keramikstäbe als Distanzkörper eingesetzt sind.

Bei einer Hochfrequenzleitung oder einem Leitungsstück nach der Erfindung wird durch die Formstabilität der Keramikstäbe ein unveränderlicher Abstand des Innenleiters vom Außenleiter gewährleistet. Dabei ist der Querschnitt der Keramikstäbe verglichen mit dem gesamten Querschnitt des Scheibenkörpers verhältnismäßig gering, so daß sich die größere Dielektrizitätskonstante des Keramikmaterials nicht in starkem Maße ändernd auf die Kapazität Außerdem sollten bei dieser bekannten Konstruktion die Isolierstützen aus Polytetraftuoräthylen hergestellt sein, wodurch sie den bereits erwähnten Mangeln der Formänderung unter, Belastung unterworfen waren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochfrequenzleitung nach der Erfindung werden wenigstens drei, vorzugsweise vier Keramikstäbe unter gleichen Winkeln gegeneinander über die Ringfläche des Scheibenkörpers verteilt angeordnet. Bei Verwendung dreier Stäbe stehen diese unter Winkeln von 120° gegeneinander, während bei vier Stäben diese ein Kreuz bilden und daher paarweise aufeinander senkrecht stehen. Bei der erwähnten bevorzugten Ausführungsform reichen die Enden der Keramikstäbe, wie auch der Innen- und Außenrand des Scheibenkörpers, in die in an sich bekannter Weise vorgesehene Einschnürung des Innenleiters und Aussparung des Außenleiters hinein.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Fig. 1 und 2 sind zueinander gehörige orthogonale Projektionen eines Teilstückes einer Hochfrequenzleitung, die teilweise im Schnitt dargestellt ist. Der Außenleiter 1 und der Innenleiter 2 sind an der Stelle der Isolierstütze mit einer Aussparung bzw. Einschnürung versehen, in welche die scheibenförmige Isolierstütze eingesetzt ist. Diese Stütze besteht aus der Isolierscheibe 3, die aus einem der erwähnten

des Stützisolators auswirkt. Durch die Einlagerung in 3° synthetisch hergestellten Kunststoffe bestehen kann, Bohrungen der Kunststoffscheibe sind die Keramik- beispielsweise aus Tetrafluoräthylen. Um die Scheibe

in die Vertiefungen des Innen- und Außenleiters ein-

stäbe in ihrer Lage gegeneinander genügend fixiert, so daß ein Ausweichen nach den Seiten oder ein Abrutschen vom Innenleiter nicht zu befürchten ist. Bei Verwendung stabförmiger Keramikkörper ist die Einhaltung der erforderlichen Passungstoleranzen wesentlich erleichtert, weil notfalls nur die Endflächen der stabförmigen Keramikkörper nachgearbeitet werden müssen. Wenn die stabförmigen Keramikkörper ein von Fall zu Fall zu erprobendes Übermaß aufweisen, kann durch geringes Ausfedern des Außenleiters an der Stelle des Keramikstabes eine sehr sichere Halterung des Innenleiters erzielt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochfrequenzleitung nach der Erfindung ist der Innenleiter innerhalb des Bereiches der Berührung mit den Enden der Keramikstäbe abgeflacht, so daß die Berührungsflächen im wesentlichen eben sind. Durch diese Ausführung wird der Innenleiter gegen Verdrehungen gegenüber der Isolierstütze gesichert.

Es ist zu erwähnen, daß es bereits bekannt ist, die Stützisolatoren aus einer Mehrzahl von einzelnen stabförmigen Teilen aufzubauen. Bei der bekannten Anordnung reichten diese stabförmigen Isolatoren setzen zu können, sind diese Leiter an der Stelle der Stütze untereilt.

In Fig. 2 kann der untere Teil des Innenleiters 2 mit Hilfe des Gewindes 5 mit dem oberen Teil des Innenleiters verschraubt werden. Für die Außenleiterteile kommt ebenfalls eine Schraubverbindung mit Hilfe angesetzter Flansche in Betracht, jedoch ist die dazu erforderliche Konstruktion als bekannt vorauszusetzen und daher in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff bestehende Isolierscheibe 3 weist vier zueinander senkrecht stehende radiale Bohrungen auf, in welche die keramischen Isolierstäbe 4 eingesetzt sind. An den Auflageflächen der Keramikstäbe 4 am Innenleiter ist der letztere abgeflacht, so daß diese Auflageflächen 6 im wesentlichen eben sind. Dadurch wird eine Verdrehung des Innenleiters gegeiiüber der Isolierstütze vermieden.

Man erkennt aus Fig. 2, daß die Isolierstütze in die ringförmigen Vertiefungen von Außen- und Innenleiter eingreift. Dabei werden die Kanten der

durch Löcher des rohrförmigen Innenleiters hindurch 55 keramischen Isolierstäbe 4 durch ihre Einlagerung in

und ruhten mit ihren Endflächen auf einem besonderen, in den Innenleiter eingeführten kolbenförmigen Bauelement, welches passende Aussparungen für die Enden der Isolierstäbe besaß. Durch diese Konstruktion wurden die einzelnen Isolierstäbe zwar auch gegen seitliche Verschiebungen und Abrutschen vom Innenleiter gesichert, jedoch war diese bekannte Konstruktion zugleich mit einem großen Aufwand verbunden. Besonders war es erforderlich, den Innenleiter rohrförmig auszubilden und die kolbenförmigen, als Auflagen für die Isolierstäbe dienenden Bauelemente beim Zusammenbau von einer Seite des Innenleiters nacheinander in diesen einzuführen.

die Isolierscheibe 3 durch die kleinen stehengebliebenen Wandstärken der Isolierscheibe 3 gegen direkte Berührung mit den Kanten der ringförmigen Vertiefungen geschützt. Auf diese Weise wird mit Sicherheit ein Abplatzen von Teilen dieser Kanten der Keramikstäbe vermieden. Diese Stäbe werden vielmehr, wie es ihrer Bestimmung entspricht, lediglich auf Druck beansprucht.

Isolierstützen der angegebenen verbesserten Art können nicht nur in Hochfrequenzleitungen beliebiger Länge Verwendung finden, sie sind auch besonders für die Herstellung von Verbindungselementen, wie. Stecker und Buchsen, geeignet. Ihre Verwendung ist

besonders immer da angezeigt, wo die Abstände der beiden Leiter voneinander auch bei hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen weitgehend konstant gehalten werden müssen. Dies ist beispielsweise in besonderem Maße bei aus Koaxialleitungsstücken zusammengesetzten Filtergliedern und Verzweigungsanordnungen, wie Frequenzweichen, Parallelschaltungsbrücken und ähnlichen Anordnungen, der Fall.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Koaxiale Hochfrequenzleitung mit wenigstens einer scheibenförmigen Isolierstütze, welche aus einem synthetisch hergestellten Kunststoff besteht, zur Halterung des Innenleiters im Innenraum des Außenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstütze in dem Scheibenkörper (3) von der Auflagefläche am Innenleiter (2) bis zur Auflagefläche am Außenleiter (1) reichende radial gerichtete Bohrungen aufweist, in welche passende Keramikstäbe (4) als Distanzkörper eingesetzt sind.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (2) innerhalb des Bereiches der Berührung mit den Enden der Keramikstäbe abgeflacht ist, so daß die Berührungsflächen (6) im wesentlichen eben sind.

3. Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei, vorzugsweise vier Keramikstäbe (4) unter gleichen Winkern gegeneinander über die Ringfläche des Scheibenkörpers (3) verteilt angeordnet sind.

4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Keramikstäbe (4) wie auch der Innen-und Außenrand des Scheibenkörpers (3) in die in an sich bekannter Weise vorgesehene Einschnürung des Innenleiters (2) und Aussparung des Außenleiters (1) hineinreichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 870 871, 874 474;
Patentschriften Nr. 12 820, 13 463 des Amtes für

Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen

Besatzungszone Deutschlands;
USA.-Patentschrift Nr. 2 589 328.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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