DE1156455B - Drum arrangement for low-damping transmission of linearly polarized plane electromagnetic waves of very high frequency - Google Patents
Drum arrangement for low-damping transmission of linearly polarized plane electromagnetic waves of very high frequencyInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer trommelbaren Anordnung zur dämpfungsarmen Übertragung linear polarisierter ebener elektromagnetischer Wellen sehr hoher Frequenz, welche insbesondere für die Übertragung breiter Frequenzbänder geeignet ist.The invention is concerned with a reelable arrangement for low-loss transmission linear polarized plane electromagnetic waves of very high frequency, which are used in particular for transmission broader frequency bands is suitable.
Es ist bekannt, zur Übertragung von Mikrowellen, beispielsweise von einem Empfänger zu einer Antenne, Hohlleiter oder Koaxialkabel zu verwenden. Besteht die Forderung, daß diese Leitungen flexibel und auftrommelbar sind, so hat man bisher vorzugsweise Koaxialkabel verwendet. Solche koaxialen Kabel besitzen jedoch bei entsprechend hohen Frequenzen zu hohe Dämpfungen. Außerdem kann man den Durchmesser des Außenleiters und damit bei einem bestimmten Wellenwiderstand auch den Durchmesser des Innenleiters nicht beliebig groß wählen, da die Anregungsmöglichkeit einer H11-WeIIe besteht.It is known to use a waveguide or coaxial cable for the transmission of microwaves, for example from a receiver to an antenna. If there is a requirement that these lines be flexible and reelable, coaxial cables have hitherto been preferably used. However, such coaxial cables have excessively high attenuation at correspondingly high frequencies. In addition, the diameter of the outer conductor and thus also the diameter of the inner conductor in the case of a certain wave resistance cannot be chosen as arbitrarily large, since an H 11 wave can be excited.
Für die Energieübertragung von Mikrowellen sind außerdem flexible Rundhohlleiter bekannt. Diese besitzen jedoch den Nachteil, daß bei Übertragung von linear polarisierten ebenen elektromagnetischen Wellen die Lage der Polarisationsrichtung sich unkontrollierbar ändern kann. Verwendet man zur Übertragung die ebenfalls bekannten flexiblen rechteckförmigen Hohlleiter, so ergibt sich hierbei der Nachteil, daß diese kaum auftrommelbar sind.Flexible circular waveguides are also known for the energy transmission of microwaves. Own this however, the disadvantage that when transmitting linearly polarized plane electromagnetic waves the position of the polarization direction can change uncontrollably. Used for transmission the also known flexible rectangular waveguide, this results in the disadvantage that these can hardly be rewound.
Durch die deutsche Patentschrift 892 003 ist bereits ein biegsames dielektrisches Rohrkabel mit abgeflachtem Querschnitt zur Übertragung von Ultrakurzwellen bekanntgeworden, bei welchem die breiten Rohrwände nach außen gewölbt sind, so daß ζ. Β. ein Rohrkabel mit ellipsenähnlichem Querschnitt entsteht. Dieses Rohrkabel besteht aus halbschalenförmigen Bändern, die in Abständen mit querlaufenden Rillen versehen sind, oder aus einer mit kurzer Steigung gewickelten Folie Z-förmigen Querschnitts, wobei die Folienwindungen sich teilweise überlappen. Der Nachteil eines so aufgebauten Rohrkabels besteht darin, daß die einzelnen halbschalenförmigen Bänder bzw. die gewickelte Folie lediglich durch eine über dem Rohr befindliche elastische Umhüllung zusammengehalten werden, so daß das Rohrkabel bei Verwendung für entsprechend hohe Frequenzen elektrisch nicht dicht ist. Die dadurch entstehenden Strahlungsverluste und die unübersichtlichen Kontaktstellen der einzelnen Teile eines solchen Rohrkabels beschränken seine Verwendung auf entsprechend niedrige Frequenzen, obwohl durch seinen ellipsenähnlichen Querschnitt eine unerwünschte Drehung der Polarisationsebene vermieden wird.The German patent specification 892 003 already has a flexible dielectric tubular cable with a flattened Cross-section for the transmission of ultra-short waves became known, in which the broad Pipe walls are curved outwards so that ζ. Β. a tubular cable with an ellipse-like cross-section is created. This tubular cable consists of half-shell-shaped bands that are spaced with transverse Grooves are provided, or from a film wound with a short pitch Z-shaped cross-section, wherein the turns of the film partially overlap. There is the disadvantage of a tubular cable constructed in this way in that the individual half-shell-shaped tapes or the wound film only through one The elastic sheath located over the pipe is held together so that the pipe cable is at Use for correspondingly high frequencies is not electrically tight. The resulting radiation losses and limit the confusing contact points of the individual parts of such a pipe cable its use on appropriately low frequencies, although by its ellipse-like shape Cross-section an undesired rotation of the plane of polarization is avoided.
Ein Hohlleiter mit ellipsenähnlichem Querschnitt ist auch bereits aus der deutschen Auslegeschrift Trommelbare AnordnungA waveguide with an ellipse-like cross-section is also already from the German Auslegeschrift Drum arrangement
zur dämpfungsarmen Übertragung linearfor low-attenuation transmission linear
polarisierter ebener elektromagnetischerpolarized plane electromagnetic
Wellen sehr hoher FrequenzVery high frequency waves
Anmelder:Applicant:
TelefunkenTelefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3Patentverwertungsgesellschaft mb H.,
Ulm / Danube, Elisabethenstr. 3
Dr. se. nat. Erich SchüttlöffelDr. se. nat. Erich Schüttlöffel
und Dipl.-Ing. Wolfgang Krank, Backnang (Württ.),and Dipl.-Ing. Wolfgang Krank, Backnang (Württemberg),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
1048 970 bekannt. Der massive Mantel des Hohlleiters
wird hierbei zur Erzielung einer vorgegebenen Biegsamkeit, beispielsweise zum Aufspulen auf Trommeln
großen Durchmessers, aus einem um die Hohlleiterlängsachse tordierten elliptischen Rohr gebildet.
Die Biegsamkeit eines so ausgeführten Hohlleiters ist jedoch noch zu gering, um ihn auf normale Kabeltrommeln
aufwickeln zu könen. Außerdem sind die elektrischen Eigenschaften, bedingt durch das Tordieren
des elliptischen Rohres, unbefriedigend.
Es sind schon Versuche angestellt worden, einen flexiblen runden Hohlleiter, welcher auftrommelbar
ist, zur Übertragung von Mikrowellen zu benutzen. Hierbei verwendete man den Mantel eines koaxialen
Wellrohrkabels ohne den Innenleiter und die für diesen Innenhalter erforderlichen Halterungen. Zur Erzielung
einer ausreichenden Flexibilität muß bei einem solchen Wellrohrhohlkabel die Rillung bzw.
Wellung eine bestimmte Tiefe besitzen. Dadurch tritt aber die Anregung von unerwünschten Schwingungsformen auf bzw. eine Aufspaltung der eingespeisten
linear polarisierten ebenen Welle in zwei Komponenten. Wie bereits erwähnt, ergibt dies eine Drehung der
Polarisationsrichtung, die längen- und krümmungsabhängig ist. Außerdem ist sowohl die Aufspaltung in
zwei Komponenten wie auch die Drehung der Polarisationsrichtung stark von der Frequenz abhängig. Wenn
über eine solche Leitung ein breites Frequenzband übertragen werden muß, so ist eine Auskopplung der1048 970 known. The massive jacket of the waveguide is formed from an elliptical tube twisted around the longitudinal axis of the waveguide in order to achieve a predetermined flexibility, for example for winding onto large-diameter drums. However, the flexibility of a waveguide designed in this way is still too low to be able to wind it up on normal cable drums. In addition, the electrical properties, due to the twisting of the elliptical tube, are unsatisfactory.
Attempts have already been made to use a flexible, round waveguide, which can be reeled, for the transmission of microwaves. Here, the jacket of a coaxial corrugated pipe cable was used without the inner conductor and the brackets required for this inner holder. In order to achieve sufficient flexibility in such a corrugated tubular hollow cable, the corrugation or corrugation must have a certain depth. As a result, however, the excitation of undesired waveforms occurs or the linearly polarized plane wave that is fed in is split into two components. As already mentioned, this results in a rotation of the polarization direction, which is dependent on length and curvature. In addition, both the splitting into two components and the rotation of the polarization direction are heavily dependent on the frequency. If a broad frequency band has to be transmitted over such a line, the decoupling is the
309 730/232309 730/232
eingespeisten Energie ohne große Verluste nicht möglich.fed-in energy is not possible without major losses.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine neue Anordnung aufzuzeigen, welche die Nachteile der bisher bekanntgewordenen Anordnungen vermeidet, ohne daß die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.The aim of the present invention is therefore to show a new arrangement which overcomes the disadvantages the previously known arrangements avoids without affecting the electrical properties be affected.
Bei einer trommelbaren Anordnung zur dämpfungsarmen Übertragung von linear polarisierten ebenenWith a reelable arrangement for low-attenuation transmission of linearly polarized planes
einem parallel zu den Koppelstiften 2 bzw. 6 angeordneten Blech, welches mit einer Absorbermasse versehen ist. Durch die gewählte Lage der Elemente 4 und 8 wird verhindert, daß die Ein- bzw. Auskoppelvorrichtungen in unerwünschter Weise beeinflußt werden. Wenn am Ende des Hohlleiterabschnitts 3 bzw. 7 ein Absorber üblicher Bauart vorgesehen ist und außerdem zur Entkopplung zwischen diesen Absorberelementen und den Koppelstiften 2a parallel to the coupling pins 2 and 6 arranged plate, which with an absorber mass is provided. The selected position of the elements 4 and 8 prevents the entry or exit. Decoupling devices are influenced in an undesirable manner. If at the end of the waveguide section 3 and 7 an absorber of the usual type is provided and also for decoupling between these absorber elements and the coupling pins 2
elektromagnetischen Wellen sehr hoher Frequenz, io bzw. 6 zusätzlich ein dünnes Metallblech angebracht Ü i lh lll d bid El b 6electromagnetic waves of very high frequency, io or 6 additionally attached a thin sheet of metal Ü i lh lll d bid El b 6
insbesondere zur Übertragung breiter Frequenzbänder, bestehend aus einem Hohlkabel elliptischen Querschnitts mit den entsprechenden Aus- und Einkoppelvorrichtungen, schlägt deshalb die Erfindung vor, daß dieses Hohlkabel ein Wellrohrhohlkabel ist und daß die an den Enden der Anordnung vorgesehenen Ein- und Auskoppelvorrichtungen senkrecht zur großen Achse des elliptischen Querschitts des Wellrohrhohlkabels angeordnet sind und außerdemespecially for the transmission of wide frequency bands, consisting of a hollow elliptical cable The invention therefore proposes a cross-section with the corresponding coupling-out and coupling-in devices suggest that this hollow cable is a corrugated tubular cable and that the provided at the ends of the arrangement Coupling and decoupling devices perpendicular to the major axis of the elliptical cross section of the Corrugated hollow cable are arranged and also
ist, welches parallel zu den beiden Elementen 2 bzw. 6 steht, wird ebenfalls die gewünschte Entkopplung erreicht.is, which is parallel to the two elements 2 and 6, is also the desired decoupling achieved.
An Stelle von Koppelstiften 2, 6 können auch entsprechend ausgebildete Hohlleiterabschnitte Verwendung finden. Die Koppelvorrichtungen sind senkrecht zur großen Achse des elliptischen Querschnitts des Wellrohrhohlkabels angeordnet.Instead of coupling pins 2, 6, appropriately designed waveguide sections can also be used Find. The coupling devices are perpendicular to the major axis of the elliptical cross section of the Corrugated tubular hollow cable arranged.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbei-In the embodiment shown in the figure
g
an den Enden der Anordnung zusätzliche Mittel vor- ao spiel der Erfindung wird am Anfang und Ende desG
at the ends of the arrangement additional means before ao game of the invention is at the beginning and end of the
gesehen sind zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungsformen.are seen to suppress undesired waveforms.
Die erwähnten Mittel zur Unterdrückung der unerwünschten Schwingungsformen sind hierbei vorzugs-The means mentioned for suppressing the undesired waveforms are preferred here.
Wellrohrhohlkabels 1 ein besonderes Bauteil verwendet, welches die erforderlichen Koppelelemente enthält. Dies bedeutet, daß man Übergangsstücke 5 und 9 benötigt zum Angleichen der verschiedenenCorrugated tube hollow cable 1 uses a special component, which contains the necessary coupling elements. This means that transition pieces 5 and 9 needed to match the various
weise so angeordnet und ausgebildet, daß sie die Ein- as Querschnitte dieser Bauteile.wisely so arranged and designed that they have the ine as cross-sections of these components.
und Auskoppelvorrichtung nicht beeinflussen, d. h., In Weiterführung des Erfindungsgedankens könnenand do not affect the coupling-out device, d. That is, in continuation of the inventive concept
die erforderlichen Koppelelemente zusammen mit den für die Unterdrückung der unerwünschten Schwingungsformen vorgesehenen Mittel direkt im Wellrohr-the necessary coupling elements together with those for suppressing the undesired waveforms provided means directly in the corrugated pipe
sie sind bezüglich dieser Vorrichtungen entkoppelt. they are decoupled with respect to these devices.
In der Figur ist eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Anordnung schematisch darge- 30 hohlkabel 1 untergebracht werden. Auch hierbei sind stellt. Sie besteht aus einem beliebig langen Stück zur Ein- bzw. Auskopplung der zu übertragendenIn the figure, an arrangement constructed according to the present invention is shown schematically. Hollow cables 1 are accommodated. Here too are represents. It consists of a piece of any length for coupling or decoupling the signals to be transmitted
Welle die bereits erwähnten Koppelstifte besonders geeignet. Die verwendeten Koppelvorrichtungen sind hierbei so anzuordnen, daß nur die über den ellip-Shaft, the coupling pins already mentioned are particularly suitable. The coupling devices used are to be arranged in such a way that only the
rohrabschnitten 3 und 7 angeordnet sind und zum Anschluß des Generators (Sender) und des Verbrauchers (Antenne) dienen. Die genannten Hohlrohrabschnitte 3 und 7 können runden oder quadratischen Querschnitt besitzen. Da das Wellrohrhohlkabel 1 elliptischen Querschnitt besitzt, sind bei dieser Ausführungsform noch Zwischenstücke 5 und 9 erforderlich, welche einen Übergang schaffen vom elliptischen Querschnitt des Wellrohrhohlkabels 1 auf die beidseitig anschließenden Hohlleiterabschnitte 3 und 7, deren Querschnitt je nach der Verwendung rund oder quadratisch ist. Diese Übergangsstücke können in an sich bekannter Weise stetig ausgebildet sein oderpipe sections 3 and 7 are arranged and are used to connect the generator (transmitter) and the consumer (antenna). Said hollow tube sections 3 and 7 can have a round or square cross section. Since the corrugated tubular cable 1 has an elliptical cross-section, intermediate pieces 5 and 9 are required in this embodiment, which create a transition from the elliptical cross-section of the corrugated tubular cable 1 to the two-sided adjoining waveguide sections 3 and 7, the cross-section of which is round or square depending on the use. These transition pieces can be or continuously formed in a manner known per se
eines elliptischen Wellrohrhohlkabels 1, an dessen
Anfang und Ende Ein- bzw. Auskoppelvorrichtungen
vorgesehen sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese Koppelvorrichtungen aus zwei 35 tischen Querschnitt des Wellrohrhohlkabels 1 über-Koppelstiften
2 und 6, welche innerhalb von Hohl- tragene Welle erfaßt wird, d. h. bei Verwendung vonan elliptical corrugated tubular cable 1, on whose
Beginning and end coupling and decoupling devices
are provided. In the exemplary embodiment shown, these coupling devices consist of two cross-sections of the corrugated tubular hollow cable 1 via coupling pins 2 and 6, which are detected within the hollow shaft, ie when using
Koppelstiften müssen diese wieder senkrecht zur großen Achse des elliptischen Querschnitts des Kabels angebracht sein.Coupling pins these must be attached again perpendicular to the major axis of the elliptical cross section of the cable.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht eine dämpfungsarme Übertragung der gewünschten linear polarisierten ebenen elektromagnetischen Welle, wobei die Energieleitung sehr stark gekrümmt werden kann (ein Krümmungsdurchmesser, der kleiner als 45 1 m ist, kann jederzeit erreicht werden). Verglichen mit den bisher üblichen flexiblen Koaxialkabeln ist bei gleicher Flexibilität die Dämpfung der erfindungsgemäßen Anordnung ungefähr um den Faktor 2 geringer, d. h., die Dämpfung liegt in der Größenordstufenförmig von einem Querschnitt zum anderen 50 nung eines normalen nicht flexiblen Hohlleiters, wenn übergehen. dieser Hohlleiter in einem Frequenzbereich betriebenThe arrangement according to the invention enables a low-attenuation transmission of the desired linearly polarized plane electromagnetic wave, whereby the energy lines are very strongly curved can (a curvature diameter smaller than 45 1 m can be achieved at any time). Compared with the previously customary flexible coaxial cables, the attenuation is the same as that according to the invention Arrangement about a factor of 2 less, i. That is, the damping is in the order of magnitude from one cross-section to the other 50 voltage of a normal non-flexible waveguide, if pass over. this waveguide operated in a frequency range
Durch die elliptische Verformung des Wellrohr- wird, in dem keine andere Wellenform ausbreitungshohlkabels wird die bei den bekannten Anordnungen fähig ist.Due to the elliptical deformation of the corrugated pipe, there is no other wave form in which it can propagate which is capable of the known arrangements.
auftretende Aufspaltung und Drehung der übertra- Die Herstellung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Welle auf ein Minimum reduziert, ohne daß 55 genen Wellrohrhohlkabels mit elliptischen Querschnitt die Flexibilität der Anordnung leidet. Die geringe läßt sich leicht ausführen. Dies kann beispielsweise noch verbleibende unerwünschte Aufspaltung, welche durch einfaches Zusammendrücken eines Wellrohrin dem Wellrohrhohlkabel 1 bzw. an den Übergängen hohlkabels mit rundem Querschnitt erreicht werden vom elliptischen auf den runden bzw. quadratischen oder durch entsprechende Ausbildung einer Kabel-Querschnitt der anschließenden Hohlleiterabschnitte 60 maschine, welche Wellrohrhohlkabel erzeugt, entsteht, kann unter Umständen bei bestimmten Fre- Infolge der durch die erfindungsgemäße Aus-occurring splitting and rotation of the transferring The production of the proposed according to the invention Wave reduced to a minimum without the need for a corrugated tubular hollow cable with an elliptical cross-section the flexibility of the arrangement suffers. The small one is easy to do. This can be, for example remaining unwanted splitting, which can be caused by simply squeezing a corrugated pipe the corrugated tube hollow cable 1 or at the transitions hollow cable with a round cross-section can be achieved from the elliptical to the round or square or by appropriate formation of a cable cross-section the subsequent waveguide sections 60 machine, which produces corrugated tubular hollow cables, arises, can under certain circumstances with certain fre- As a result of the inventive design
quenzen zu großen Dämpfungseinbrüchen führen. bildung bedingten Vorteile (geringe Dämpfung, Um dies zu verhindern, sind an den Enden der An- Auftrommelbarkeit, Eindeutigkeit der übertragenen Ordnung zusätzliche Mittel vorgesehen, welche diese Welle) ist eine solche Anordnung ganz besonders unerwünschten Schwingungsformen unterdrücken. Im 65 vorteilhaft für gekrümmt zu verlegende Wellenleiter, einfachsten Fall werden diese Mittel durch Absorber beispielsweise für Antennenspeiseleitungen. Selbst verwirklicht, welche in der Figur mit 4 bzw. 8 be- wenn zwei Polarisationen auf eine Antenne gegeben zeichnet sind. Diese Absorber bestehen hierbei aus werden sollen, ist die erfindungsgemäße Anordnungsequences lead to large attenuation drops. educational advantages (low attenuation, In order to prevent this, the unambiguity of the transmitted messages are at the ends of the rewindability Order additional funds provided which this wave) such an arrangement is very special suppress unwanted waveforms. Im 65 advantageous for curved waveguides, In the simplest case, these means are absorbers, for example for antenna feed lines. Self realized, which in the figure with 4 or 8 when given two polarizations on one antenna are drawn. These absorbers are here to be made up of the arrangement according to the invention
bedeutend billiger als die bisherige Methode, bei welcher zwei koaxiale Kabel oder ein Rundhohlleiter oder zwei starre Rechteckhohlleiter verwendet wurden. Hierzu sind lediglich zwei entsprechend der Erfindung aufgebaute Wellrohrhohlkabel erforderlich, deren Montage außerdem bedeutend einfacher ist.significantly cheaper than the previous method with which two coaxial cables or one circular waveguide or two rigid rectangular waveguides were used. For this purpose, only two corrugated tubular hollow cables constructed according to the invention are required, whose assembly is also significantly easier.
Claims (8)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 048 970;
»Frequenz«, 1960, Nr. 4, S. 153.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 048 970;
"Frequency", 1960, No. 4, p. 153.
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