DE2164322A1

DE2164322A1 - Hochfrequenz-absorber in koaxialbauweise

Info

Publication number: DE2164322A1
Application number: DE19712164322
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Dr Ing Spinner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1971-12-23
Publication date: 1973-06-28
Also published as: FR2164878A1; FR2164878B3; GB1382358A

Description

Dr.«Ing. Georg Spinner, 8 München 2, Erzgießereistr.

Hochfrequenz-Absorber in Kaaxialbauweise

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Absorber in Koaxialbauweise, der mit Dämpfungsroasse gefüllt ist,.

Bei derartigen Hockfrequenz-Absorbern verwandelt die aus einem . verlustbehafteten Material bestehende Dämpfungsmasse die auf der Leitung ankommende Hochfrequenzenergie in Wärme. Dabei ist es auch begannt, den tibergang von der Leitung mit Luftäielektrikum auf eine Leitung mit Adsorptionsmaterial so zu gestalten, daß der Wellenwiderstand unverändert bleibt.

Werden, derartige Absorber für verhältnismäßig niedrige Frequenzen verwendet, so"müssen sie eine sehr große Baulänge aufweisen und in ^äem Falle muß die Leistung in den ersten Zonen des Absorptionsmaterials vernichtet werden, während ein wesentlicher Teil 3er notwendigen Länge lediglich dazu dient, die Anpassung,, insbesondere in einem breiteren Frequenzbereioh* zu gewährleisten;«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochfrequenz-Absorber in koaxialer Bauweise zu schaffen, der eine sehr kurze Baulänge besitzt und hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften allen Anforderungen gerecht, wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Hochfrequenz-"" Absorber der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß er aus einem Mehrfachkoaxial-System besteht, dessen· äußeres Koaxial· den Hauptanteil der Leistung aufnimmt und die Hochfrequenzenergie, auf das innere Koaxial oder die inneren Koaxiale am Jeweiligen Ende der Leitung umlenkt.

Das äußere System ist somit an den Anfang der gedämpften Leitung geschaltet, während das innere System das Ende der Leitung bildet. Hierdurch halbiert sich bei einem triaxialen System die Gesamtlänge

des Absorbers, Da hierbei die zweite Hälfte der Absorptionsleitung ^ zu

Jg praktisch keine Leistung mehr auf/nehmen braucht, kommt auch keine Aufheizung von innen her zustande und die in Wärme umgesetzte --Leistung kann nach außen abgeführt werden. Bei einem solchen triaxialen System sind zwei Koaxialsysteme ineinandergeschachtelt. Es können aber auch mehr als zwei Koaxialsysterne ineinandergeschachtelt werden.

Gemäß einer ersten AusfÜhrungsforra der Erfindung ist ein triaxiales System als zylindrisches System ausgeführt, wobei der Innenleiter zylindrisch mit gleichem Durehmesser ausgebildet ist, während der Außenleiter am tibergang zum Absorptionsmedium als Rechtecksprung ausgebildet ist, so daß die Korrektur des Wellenwiderstandes in den Außenleiter verlegt wird· ~'^e

Gemäß einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung weist das triaxiale System Kegelübergänge auf, wobei der übergang von Luft in das Absorptionsdielektrikum konisch ausgeführt und konisch in den Außenleiter eingebracht 1st«

Bei Verwendung eines aus drei Koaxialsystemen bestehenden Absorbis ist der Innenleiter des äußersten Koaxialsystems und der Innenleiter des innersten Koaxialsy stems über ein massives Kegelübergangs-

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stück mit_:dem,Innenleiter der ankommenden Leitung verbunden. Der Außenleiter der ankommenden Leitung ist mit dem Außenleiter des äußeren Koaxialsystems verbunden, das seinerseits über einen scheibenförmigen Leiter das Außenleiterrohr für das innerste Koaxialsystem trägt, welcher zugleich der Innenleiter des mittleren Koaxialsystems ist.

Je nach Zahl der im Absorber ineinandergeschachtelten Axialsysteme verkürzt sich die Baulänge jeweils um einen entsprechenden Bruchteil. Bei jedem der ineinandergeschachtelten Koaxialsysteme ist das Durchmesserverhältnis von Innenleiter zu Außenleiter gleich,

Eine solche Ineinanderschachtelung ist möglich, weil der größte Teil der Leistung im äußeren Koaxial absorbiert wird. Dieses äußere Koaxial ist jedoch der großen Oberflächen wegen einer intensiven Kühlung ausgesetzt, die noch dadurch verbessert werden kann, daß entweder am Außenleiter Kühlrippen angeordnet werden oder der Außenleiter als Wellmantel mit axial verlaufenden Wellungen ausgestattet ist. Zusätzlich oder stattdessen können Kühlluftkanäle durch das Dielektrikum geführt sein, die vorzugsweise dadurch hergestellt werden, daß Kerne beim Einspritzen des Dielektrikums zwischen Außenleiter und Innenleiter eingefügt werden.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigern Fig. 1 einen Schnitt eines triaxialen Absorbersystems in konzen-

. trisch-zylindrischer Anordnung, Fig. 2 eine Schnittansicht eines triaxialen Absorbersystems in kegeliger Anordnung,

Fig. 5 und k weitere Möglichkeiten triaxialer Absorbersysteme, Fig. 5 einen HF-Absorber mit drei ineinandergeschachtelten

:-.. Koaxialsystemen, .

FJLg. 6 eine Schnittansicht eines triaxialen Absorbers gernäß

Fig.l, aber mit einem Wellmantel als Außenleiter, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII, Fig. 8 eine Teilschnittansicht des in Fig.l dargestellten triaxialen Absorbers mit Kompensationsausdrehungen im Dielektrikum,

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Pig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Teilschnittansicht mit anders geformten Kompensationsausdrehungen im Dielektrikum,

Fig.10 eine Querschnittsansicht des in Fig.l dargestellten Absorbers mit im Querschnitt kreisförmigen Kühlkanälen im Dielektrikum,

Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Querschnittsansicht mit im Queschnitt rechteckigen Kühlkanälen im Dielektrikum.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.l geht der Außenleiter 10 der ankommenden Leitung über einen Kegelübergang 12 in den Außenleiter 14 und von dort über einen Rechtecksprung 26 in den Außenleiter 15 des äußeren Koaxials über, dessen Innenleiter 16 mit dem Innenleifc ter 18 der Leitung über einen Kegelübergang 20 verbunden ist. Der Kegelübergang ist reflexionsfrei ausgeführt.

Das innere Koaxial wird von dem Leiterrohr .16 als Außenleiter und einem Innenleiter 22 gebildet, der am Ende über ein scheibenförmiges Leitungsteil 24 mit dem Außenleiter 15 verbunden ist. Zum Zwecke der besseren Anpassung sind die Übergänge von der Scheibe 24 zum Außenleiter 15 bzw. zum Innenleiter 22 mit Abrundungem 21 bzw. 2j5 versehen. Ein Absorptionsmedium 28 erfüllt den Raum zwischen dem Außenleiter 15 und dem Innenleiter 16 des äußeren Koaxials aus, wo der Hauptanteil der Hochfrequenzenergie in Wärme umgesetzt,wird. Ein gleiches Dielektrikum 29 erfüllt außerdem den Raum zwischen dem Außenleiter 16 und dem Innenleiter 22 des inneren Koaxials, wo nur noch relativ wenig Energie umgesetzt wird,und dieses innere Koaxial trägt dazu bei, eine ausreichende Leitungslänge bei kurzer Gesamtbaulänge zu erhalten. .

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Absorber in kegeliger Bauweise.

Auch hier geht der Außenleiter 110 der Leitung über einen Kegelübergang 112 auf einen zylindrischen Abschnitt 114 des Außenleiters des äußeren Koaxials über. In entsprechender Weise geht der Innenleiter 118 der Leitung über einen Kegelübergang 120 auf den zylindrischen Außenleiter 116 des inneren Koaxials über, der zugleich den Innenleiter des äußeren Koaxials bildet.

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Der zylindrische Abschnitt 114 des Äußenleiters des äußeren Koaxials geht über eine Knickstelle I30 oder kontinuierlich in einen hphlkegelstumpfförmigen Abschnitt 115 über und an einer weiteren Knickstelle I32 oder ebenfalls kontinuierlich in einen zylindrischen Endabschnitt Ij54, der über einen scheibenförmigen Leitungsten 124 mit -dem am Ende kurzgeschlossenen Innenleiter des inneren Koaxials verbunden ist. Der Innenleiter kann stattdessen am Ende auch offen sein. Der Raum zwischen Innenleiter 122 und Außenleiter Ho des inneren Koaxials ist voll mit einem Dielektrikum 129 ausgefüllt, während das Dielektrikum 128 zwischen Außenleiter 115 und Innenleiter des äußeren Koaxials konisch ausgeführt ist. Von der Übergangsstelle lj50 des Außenleiters verstärkt sich das Dielektrikum 128 keilförmig, bis es im Querschnittsbereich der Übergangsstelle 132 an den Innenleiter 116 des äußeren Koaxials anstößt. Der innerhalb des zylindrischen Leiterabschnitts 134 liegende Raum ist voll mit dem Dielektrikum ausgefüllt.

Pig. 3 zeigt den Absorber gemäß Fig.l mit dem zusätzlichen Merkmal, daß das Dielektrikum 28 mit konischen Löchern 29 ausgestattet ist, wodurch die Wärmeabfuhr verbessert und gleichzeitig eine Kompensation vorgenommen werden kann.

Fig. 4 zeigt einen Absorber gemäß Fig.2, bei welchem im Dielektrikum 128 ebensolche konisch geformten Löcher 129 ausgebildet sind.

Fig. 5 zeigt einen Absorber, bei welchem drei Koaxialsysteme inein*. andergeschachtelt sind. Das äußerste System wird von dem Außenleiter 215 und dem Innenleiter 21β gebildet. Dieser Leiter 216 bildet zugleich den Außenleiter des mittleren Koaxialsystems, dessen Innenleiter 222 gleichzeitig den Außenleiter des innersten Koaxialsystems bildet, dessen Innenleiter 223'zusammen mit dem Leiter 216 mit dem Innenleiter 218 der ankommenden Leitung verbunden ist. Der Außenleiter 215 ist über einen scheibenförmigen

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Leiter 224 über abgerundete Ecken 221 und 225 mit dem Außenleiter 222 des innersten Koaxials verbunden und außerdem steht der Außenleiter 215 mit dem Außenleiter 210 der ankommenden Leitung in Verbindung. Der massive Innenleiterübergangskörper 220 ist mit Luftlöchern 225 versehen, durch die die Luft austreten kann, wenn zwischen die Leiter 216 und 222 das Dielektrikum eingespritzt wird. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Absorber wird die durch die Frequenz festgelegte axiale Länge des Absorbers auf ein Drittel verkürzt. Da auf dem ersten Drittel die größte Absorption stattfindet und dieser erste Leitungsabschnitt außenliegt, ist hier eine besonders günstige Wärmeabfuhr möglich. Diese Wärmeabfuhr kann noch, dadurch verbessert werden, daß der Außenleiter 6l5 des äußeren Systems" als Wellmantel ausgebildet ist, bzw. e im Querschnitt eine Meanderform aufweist, so daß nach außen hin größere Kühlflächen vorhanden sind. Ein solcher Absorber ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Der Absorber gemäß Fig.6 ist entsprechend Fig.l als triaxiales System mit zylindrischen Leitern ausgestattet, ,jedoch ist auch bei dieser Ausbildung des äußeren Mantels jede andere Grundform im Rahmen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglieh.

Die Fig.8 zeigt eine Teilschnittansicht des Absorbers gemäß Fig.l mit dem zusätzlichen Merkmal von Kompensa ti onsausnehmungen 30 in der Stirnseite des Dielektrikums 28. Gemäß Fig.8 ist die Ausnehmung

30 als axiale Ringnut halbkreisförmigen Querschnitts ausgeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 hat die iCompQEationsnut

31 einen rechteckigen Querschnitt.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbei-piel ist das Dielektrikum zwischen Außenleiter 15 und Innenleiter l6 mit axialen Kanälen 33 kreisrunden Querschnitts ausgestattet, die der Luftdurchführung und Kühlung dienen. Diese Löcher ^3 können dadurch hergestellt werden, daß dünnwandige Schläuche oder Rohre während des Einspritzens des Dielektrikums zwischen Außenleiter und Innenleiter eingefügt und gehaltert werden.

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Fig. 1-1 zeigt eine AusfUhrungsform, bei der zwischen Außenleiter-15 und Innenleiter Ί6 des äußeren Systems axial verlaufende Schlitze J>^ vorgesehen sind, die ebenfalls der Kühlluftdurchführung dienen.

Zur besseren Kühlung des Systems ist es auch möglich, den glatt ausgeführten Außenleiter des äußersten Systems mit; Kühlrippen auszustatten und diese einer Luftkühlung oder gegebenenfalls einer Wasserkühlung auszusetzen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche!

(1.) Hochfrequenz-Absorber in Koaxialbauweise, der mit Dämpfungs-.masse gefüllt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Mehrfachkoaxial-System besteht, dessen äußeres Koaxial (15,16) den Hauptanteil der Leistung aufnimmt und die Hochfrequenzenergie auf das innere Koaxial oder die inneren Koaxiale am jeweiligen Ende der Leitung umlenkt.

2. Hochfrequenz-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (16; 116) des äußeren Koaxials- zylindrisch ausgeführt ist und die Korrektur des Wellenwiderstandes in den Außenleiter verlegt ist.

3. Hochfrequenz-Absorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Innenleiter (16) des äußeren Koaxials und dessen zylindrischen Außenleiter (15) voll mit Dielektrikum (28) ausgefüllt ist und daß der tibergang zum Absorptionsmedium als Rechteeksprung (26) ausgebildet ist.

4. Hochfrequenz-Absorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche zur Anpassung der Sprungstelle mit Kompensationsausdrehungen versehen ist.

5. Hochfrequenz-Absorber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die Absorptionsmasse (128) keilförmig in den Außenleiter (115) eingebracht ist.

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lio.a^freqiieriz-Abspr'b.ei¹. nach, Anspruch §,.

a^^uroh g e ic e. η |i ζ e 1 c h η e t , dja.ß die Dick©; des AJasorptionsniediuins; (12$) vo'n eine_;r gga Qbergamgsstelle (13Φ) zwisehen dem: zylindrischen

(114X ιΐϊΐο öeni kegelförmigen bis zu einer Querschnittsebene. zynimmfcj, j^n der· 4aa

den> Iimenieitei' beriflart_fun<i daß in dem e^ Abschnitt,der von, dera zylindrisonen

umschlossen ist, der Raum zwisehen Außenleiter·- voll n^kt Bie^el^rilcuia (128); ausgefüllt: ist.

^(^requenz-Absorber nach den Ansprtlchea 1 bis %

g e k e η η ζ e i e. h η e t , dex InneiLLeitej? (22,, 122·) des, inneren Koaxialst ato Ε1η<|%

§1^ Btojphfre^uenz-Äbsorber nach Anspruch 1, dadiurch g e k e, η τι ζ ei c h η e. t ,

daß; der Außenleiter (15) des äußeren Koaxials mit d^m Innenlei· eines inneren Koaxials über einen scheibenforiqigen. ii ) am. En|äe des Absorbers, verbunden ist..

9> ^chfrequenZf-AiDsorber nach Anspruch. &, dsteU.iiJGh: g e k e η η ζ e i c h η e t , da^ßj der. scheibenförmige Leiter (.2.4)- ilb-er abgerundeite: Räaader {0}_: bzw. (23) in die, Leiter (15 bzw. 22)

IQ* ^chfrequenz-Absorber neLch_; den Ansprüchen 1 bis- 9± dadurch g' e k e η η z, e, i c, h. η e, t , daß; das Dielektrikum (2ß) zwischen Außenleiter, und äußeren Koaxials, mit Luitdur^fu^irungskanasken versehen ist.

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11. Hochfrequenz;-Absorber nach Anspruch 10, dadurch g e k en η ζ e i e h η e t > daß die im Dielektrikum (28 bzw. 128) ausgebildeten Luftkanäle (29 bzw* 129) konisch gestaltet sind.

%2* Hoehfrequenz-Absorber nach Anspruch ΙΟ* dadurch g e k e η η ζ e i c k ⁿ e t * daß die Kiihlluftkanäle (33 - Fig. 10) einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. " '

13» Hochfrequenz*Absorber nach Anspruch 10* dadurch g e k. e η η ζ e i e h η e t , daB die Kühlluftkanile als; axiale Schlitze» (3^) ausge-bildet sind, deren Schlitzhöhe in Radi al richtung; verläuft..

14-, HoQhfrequenZfÄbsorber nach Anspruch 1, dadurGh g e k e η η ζ ei eh η e t , daB das Dielektrikum zwischen die Leiter eingespritzt ist»

Hochfrequenz-Absorber nach d^n Anspriteheia t& bis- Ib* dadurch gekennzeichnet:, daß; die Luftlöcher d;urcjfct Kernen er^ettgt werden, eDie- beim Ein spritzen des Dielektrikums zwischen; den Leiterm fixiert;

Hochfrequenz-Aiasorber nach ein^m deir AnsipritGhei I b£s? 315*- dadurchi g. e k, e η η ζ e i <?; h n^ e t ^ daß d^er Außenleiter des äußeren. Ksaxdials rn^t: EühüirippÄia hen ist.

17, Hochfrequenz-Absorber nach den Anspjriiöhen: Il bis lig,, dadurch g e k_: e η η ζ e i, Q h Et e^ t ,, Außenleiter (&15) d^S; älutiejrrsijen^ KöaxiaHs meande3?artiigi

18. Hochfrequenz-Absorber nach einem der Ansprüche 1. bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Dielektrikums (28) Kompensationsausdrehungen (30 bzw. 31) aufweist.

19. Hochfrequenz-Absorber nach einem der Ansprüche 1 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter, des inneren Koaxials kurzgeschlossen ist, ■(Pig.2). ·

20« Hochfrequenz-Absorber nach den Ansprüchen 1 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter des inneren Koaxials offen ist (Fig.l).

21. Hochfrequenz-Absorber nach einem der Ansprüche 1 bis 2©, dadurch gekennzeichnet,

. daß der zwei konzentrische Leiter, z.B. (216,2230 tragende und mit dem Innenleiter (218) verbundene Kegelübergang (220) massiv ausgeführt ist.

22. Hochfrequenz-Absorber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangskegel (220) Luftlöcher (225) zum Entweichen von Luft beim Einspritzen des Dielektrikums aufweist.

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