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Durchführungsfilter Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchführungsfilter,
das aus einer Koaxialleitung besteht, deren Außenleiter allseitig mit einer Abschirmwand
elektrisch leitend verbindbar ist und bei der in den Innenleiter mindestens ein
elektrischer Widerstand eingeschaltet ist.
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Durchführungsanordnungen dieser Art sind an sich bekannt. Bei diesen
wird die Einstrahlung von Störwellen von einem Raum in einen anderen Raum dadurch
verhindert, daß neben dem abschirmenden Gehäuse die notwendige Durchführung der
Leitung durch das Gehäuse in der Art einer sogenannten »lochfreien« Durchführung
vorgenommen ist. Diese Lochfreiheit verlangt eine hochfrequenzdichte Abschirmung
des störwellendurchsetzten Raumes vom störwellenfreien Raum: auch und gerade an
diesen Durchführungsstellen.
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So sind beispielsweise elektrische Tiefpaßfilter bekannt, bei denen
der Innenleiter der Koaxialleitung dielektrisch vom Außenleiter getrennt ist und
einen elektrischen Widerstand aufweist. Der elektrische Widerstand ist dabei. beispielsweise
auch aus einer wendelförmigen Spule hergestellt, so daß er sich durch einen induktiven
Charakter auszeichnet.
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Es ist ferner bekannt; die Induktivität eines Hochfrequenzwiderstandes,
der aus einem geraden Leiter besteht, dadurch zu erhöhen, daß rund um den Leiter
ein Ferritkörper angeordnet ist.
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Die bisher bekannten Durchführungsfilter dieser Art zeichnen sich
jedbch noch durch einen unerwünscht großen Raumbedarf aus. Außerdem ist die Dämpfungswirkung
noch nicht genügend groß.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auf
einfache Weise zu überwinden.
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Die Erfindung besteht darin, daß die im Leitungszug liegende Koaxialleitung
mehrfach um 180° geknickt ist, daß der Innenleiter in an sich bekannter Weise von
mindestens .einem Ferritkörper umgeben ist und daß die geknickte Koaxialleiteranordnung
von einem zylindrischen Mantel umhüllt ist. Das bedeutet, daß das erfindungsgemäße
Durchführungsfilter äußerlich die Form einer Dose aufweist, in deren Innenraum infolge
der erfindungsgemäßen Führung der Koaxialleitung und zusätzlichen magnetischen Belastung
des Innenleiters nicht nur der Raumbedarf beträchtlich vermindert, sondern auch
die Dämpfungswirkung erhöht ist.
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Es ist zwar bereits bekannt, Koaxialleitungen um 180° zu knicken,
um bestimmte Resonanzerscheinungen zu erreichen. Derartige A/4-Koaxialleitungen
sind jedoch nicht als Durchführungsfilter geeignet, deren Außenleiter hochfrequenzdicht
in eine Abschirmwand eingesetzt bzw. mit dieser verbunden sind.
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Das erfindungsgemäße Durchführungsfilter genügt folgenden Bedingungen:
Die Betriebsdämpfung im Frequenzgebiet von 0,3 bis 10 GHz ist größer als 10 Neper;
die Gesamtkapazität ist kleiner als 50 pF; die Betriebsspannung beträgt beispielsweise
1000 V, und der Betriebsstrom ist kleiner als 1,5 A.
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In F i g. 1 ist das prinzipielle Schaltbild eines bekannten Durchführungsfilters
dargestellt. Das Durchführungsfilter ist bei 1 mit der zu entstörenden Leitung 7
verbunden. Der Außenleiter 2 des Filters ist allseitig elektrisch leitend mit der
Abschirmwand 3 verbunden. Diese Abschirmwand ist geerdet. Im Innenleiter sind Drosseln
5 angeordnet. Die gesamte Querkapazität des Durchführungsfilters wird von den verteilten
Kapazitäten des Innenleiters zum Außenleiter gebildet.
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In F i g. 2 bis 4 sind erfindungsgemäße Durchführungsfilter dargestellt,
und in F i g. 5 ist die Dämpfung in Abhängigkeit von der Frequenz eines derartigen
Filters angegeben.
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In F i g. 2 ist das erfindungsgemäße Durchführungsfilter ebenfalls
schematisch dargestellt, während in F i g. 3 und 4 der tatsächliche Aufbau näher
erläutert ist. Der Innenleiter ist sowohl in dem der Abschirmwand zugekehrten als
auch in dem dieser abgekehrten Abschnitt je mit einem Ferritkörper 4, 6 umkleidet,
und die Leitung ist mehrfach um 180° geknickt. Die Innenleiterdrosseln 5 bestehen
aus auf Ferritstäben gewickelten Drahtwindungen und sind mit einem Gemisch aus Karbonyleisenpulver
und Lack umstrichen. Bei sehr hohen Frequenzen, bei denen die Windungen dieser Drosseln
5 kapazitiv miteinander kurzgeschlossen sind, tritt durch die
Karbonyleisenumhüllung
eine zusätzliche Dämpfung ein, die den Innenleiter als ohmscher Widerstand belastet.
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In F i g. 4 ist ein Längsschnitt durch das in F i g. 3 dargestellte
erfindungsgemäße Durchführungsfilter nach der Schnittlinie A-A angegeben. In F i
g. 3 ist der Schnitt B-B nach F i g. 4 dargestellt.
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In einem zylindrischen Mantelkörper 10 sind sieben Bohrungen 11 bis
17 vorgesehen, in denen sich die einzelnen elektrischen Bauelemente, die den Widerstand
des Innenleiters beeinflussen, befinden. Die Wände der Bohrungen bilden den Außenleiter
der Koaxialleitung. So befinden sich in der Bohrung 16 zwei Drosseln 18 und 19 und
.in der Bohrung 13 ein Ferritkörper 20. In der mittleren Bohrung 17 befindet sich
ebenfalls ein Ferritkörper 21. Die Stirnseiten des Körpers 10 sind durch Metallfolien
22 und 23 abgedeckt.
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Der Innenleiter 24 ist zunächst durch eine Glasperle 43 und dann durch
den Ferritkörper 21 geführt, biegt dann an der Stelle 25 ab und ist an der Drossel
19 kontaktiert. Die Drosseln 18 und 19 sind durch das Leiterstück 26 verbunden.
Von der Drossel 18 führt ein Draht 27 zu. einer weiteren Drossel in einer Nachbarbohrung,
und schließlich ist der Innenleiter wieder durch einen Ferritkörper 20 geführt und
dann durch eine Glasperle 27; er endet in einem Anschlußhaken 28. Auf den mit Metallfolien
22 und 23 bedeckten Stirnseiten des zylindrischen Metallkörpers 10 liegen Dichtungsplatten
29 und 30 aus Kautschuk auf. Metallkappen 31 und 32 pressen über die Dichtungsplatten
29 und 30 die Folien 22 und 23 fest auf die Stirnseiten des Metallkörpers
10. Die Ränder dieser Kappen sind an den Stellen 33 und 34 mit dem Metallkörper
10 verlötet.
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Die Kappe 31 ist mit einem Ansatz 35 versehen, in den ein Außengewinde
36 eingeschnitten ist, das eine Mutter 37 -führt. Mitteis dieser Mutter ist das
Durchführungsfilter in einer Abschirmwand zu befestigen. Die schneidenförmigen Ansätze
38 an der Mutter drücken dabei in die Abschirmwand.
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Zur Isolierung der Drosseln und Ferritkörper von dem Metallkörper
10 sind Kunststoffolien 40, 41 und 42 vorgesehen. Der Innenraum des Filters ist
mit einer Isolierflüssigkeit oder einem isolierenden Kunststoff gefüllt.
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Die Ferritkörper haben in einem Ausführungsbeispiel einen Innendurchmesser
von 2 mm, einen Außendurchmesser von 6 mm und eine Länge von 55 mm, die Drosseln
einen Durchmesser von 6 mm, eine Länge von 18 mm und eine Induktivität von 11 gH.
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Die Zerlegung des Durchführungsfilters in der beschriebenen Art, bei
der um eine Mittelbohrung in dem Metallkörper 10 sechs Bohrungen mit gleichem Durchmesser
ungeordnet sind, ermöglicht die ;größte Raumausnutzung. Die einzelnen Bohrungen
mit den in ihnen enthaltenen Schaltelementen treten nur über ihre Verbindungsleitungen
miteinander in Wechselwirkung, nicht aber über die metallischen Wände zwischen ihnen.
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F i g. 5 zeigt die Betriebsdämpfung eines erfindungsgemäßen Durchführungsfilters
der angegebenen Dimensionierung in Abhängigkeit von der Frequenz in MHz. Durch die
mit Schraffuren versehene Linie 50 ist die geforderte Dämpfung angedeutet, durch
die mit Schraffuren versehene Linie 51 die meßtechnisch erreichbare Meßgrenze. Ersichtlich
ist die Dämpfung, dargestellt durch die Kurve 52, im Bereich oberhalb 150 MHz unmeßbar
groß.
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Durch den erfindungsgemäßen Filteraufbau ist es auch möglich, das
Sperrgebiet nach niedrigeren Frequenzen hin zu erweitern. Man muß dann den Filterkörper
verlängern und weitere Drosseln einschieben. Sollte für den Anwendungszweck eine
schmalbandigere Dämpfung genügen, so lassen sich - ebenfalls bei günstiger Raumausnutzung
- drei Bohrungen gleichen Durchmessers nebeneinander in einem Metallkörper anordnen,
und es werden in diese Bohrungen die dämpfenden Bauelemente eingesetzt.