DE2819095A1

DE2819095A1 - Radiating coaxial HF cable - with outer conductor in form of braiding with variable lay in cable axis direction

Info

Publication number: DE2819095A1
Application number: DE19782819095
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Dunke; Helmut Ing Grad Hildebrand
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1978-04-29
Filing date: 1978-04-29
Publication date: 1979-11-08

Abstract

The cable outer conductor has holes distributed over its whole length, which produce a pattern of cable radiation intensity periodically varying in the cable axis direction. The outer conductor is made of bare, well-conducting wires applied on the dielectric in the form of a braiding. The lay of the braiding in the cable axis direction continuously changes between a minimum (A), and a maximum (B), so that openings (9) between wires increase with increasing lay, and decrease with decreasing lay.

Description

Abstrahlendes koaxiales Hochfrequenz-KabelRadiating coaxial high frequency cable

Die Erfindung bezieht sich auf ein abstrahlendes koaxiales Hochfrequenz-Kabel, bestehend aus einem Innenleiter, einem zu diesem konzentrischen Außenleiter und einem zwischen beiden Leitern liegenden Dielektrikum, bei welchem der Außenleiter über die gesamte Kabellänge verteilt eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die zur Erzielung eines periodischen Verlaufs der Strahlungsintensität in Achsrichtung gesehen ein sich periodisch wiederholendes Muster bilden.The invention relates to a radiating coaxial high frequency cable, consisting of an inner conductor, an outer conductor concentric to this and a dielectric located between the two conductors, in which the outer conductor Distributed over the entire length of the cable has a plurality of openings, which for Achieving a periodic course of the radiation intensity seen in the axial direction form a periodically repeating pattern.

Zur Übertragung von HF-Signalen von ortsfesten Sendeeinrichtungen zu beweglichen Empfängern oder umgekehrt, insbesondere zur Funkübertragung in Tunnels zwischen Stationen und Empfangsgeräten in Schienenfahrzeugen, werden Hochfrequenz-Kabel benutzt, bei denen an jeder Stelle in Längsrichtung des Kabels mittels einer geeigneten Antenne HF-Energie empfangen werden kann. Diese Kabel werden beispielsweise im Bereich von Schienenanlagen von Fahrzeugen verlegt, und zwar auf den Schwellen der Schienenanlagen oder neben dem Gleis auf Stützen oder bei Tunnel strecken an der Tunnelwandung.For the transmission of HF signals from stationary transmitting devices to mobile receivers or vice versa, especially for radio transmission in tunnels High-frequency cables are used between stations and receivers in rail vehicles used at each point in the longitudinal direction of the cable by means of a suitable Antenna RF energy can be received. These cables are for example in the field laid by rail systems of vehicles, on the sleepers of the rail systems or next to the track on supports or, in the case of tunnels, on the tunnel wall.

Durch die DE-AS 10 44 199 ist ein koaxiales Kabel bekanntgeworden, bei dem der Außenleiter einen axial durchgehenden Schlitz aufweist. Dieses Kabel ist einfach gestaltet und daher ohne großen Aufwand herstellbar. Es eignet sich für eine breitbandige Übertragung und Auskopplung der Signale und ist dann gut verwendbar, wenn an die Gleichmäßigkeit der empfangenen Signale keine hohen Anforderungen gestellt werden. Bei einem solchen Kabel ergeben sich nämlich infolge der Überlagerung von verschiedenen Wellenmoden für das Außenfeld Feldstärkeschwankungen im Verlauf der Kabelstrecke, die den Empfang stark stören, da auch das empfangene Signal diesen Schwankungen unterworfen ist.From DE-AS 10 44 199 a coaxial cable has become known, in which the outer conductor has an axially continuous slot. This cable is simply designed and can therefore be produced without great effort. It is suitable for broadband transmission and decoupling of the signals and is then well usable, if the uniformity of the received signals is not subject to high requirements will. In the case of such a cable, as a result of the superposition of different wave modes for the external field field strength fluctuations in the course of the Cable route that strongly interferes with reception, as the received signal also does this Is subject to fluctuations.

Aus der DE-AS 16 90 138 geht weiterhin ein abstrahlendes Hochfrequenz-Kabel mit einem rohrförmigen Außenleiter hervor, der in Abständen mit Schlitzen versehen ist, durch welche das elektromagnetische Feld austreten kann. Die Richtung der schräg zur Kabelachse verlaufenden Schlitze ändert sich dauernd, so daß sich eine unterbrochene Zick-Zack-Linie ergibt. Durch diesen Verlauf der Schlitze sollen die axiale Komponente des elektromagnetischen Feldes bezüglich der Abstrahlung unterdrückt und die radiale Komponente verstärkt werden. Aus Länge, Breite und Neigung der Schlitze ergibt sich eine bestimmte Stärke des Strahlungsfeldes und aus den Schlitzabständen ein bestimmter Frequenzbereich. Eine Anpassung der Strahlungsfeldstärke an unterschiedliche Erfordernisse bedingt jeweils eine Veränderung der Form und des Verlaufs der Schlitze. Hierzu werden dann jeweils neue Stanzwerkzeuge zur Herstellung der Schlitze benötigt, so daß die Herstellung eines derartigen Kabels sehr aufwendig wird und eine wirtschaftliche Fertigung nicht gewährleistet ist. Außerdem sind derartige Kabel nur in einem relativ schmalen Frequenzbereich zu betreiben.From DE-AS 16 90 138 is a radiating high-frequency cable with a tubular outer conductor which is provided with slots at intervals through which the electromagnetic field can exit. The direction of the oblique to the cable axis extending slots changes continuously, so that an interrupted Zigzag line yields. The axial component should be through this course of the slots of the electromagnetic field with respect to the radiation is suppressed and the radial Component to be reinforced. The length, width and inclination of the slots result a certain strength of the radiation field and a certain one from the slot spacing Frequency range. An adaptation of the radiation field strength to different requirements requires a change in the shape and the course of the slots. For this new punching tools are then required to produce the slots, see above that the production of such a cable is very expensive and economical Manufacturing is not guaranteed. In addition, such cables are only relative in one sense to operate in a narrow frequency range.

Ein Kabel, wie es eingangs beschrieben ist, geht aus der US-PS 3,795,915 hervor. Durch die Anbringung vieler die Öffnungen im Außenleiter darstellender Schlitze unterschiedlicher Länge mit unterschiedlicher Neigung zur Kabelachse, deren An- ordnung sich periodisch wiederholt, ist ein solches Kabel in einem größeren Frequenzbereich zu betreiben. Wegen der erhöhten Anzahl von unterschiedlich gestalteten Schlitzen gelten die Nachteile bezüglich der Fertigung für dieses Kabel in erhöhtem Maße.A cable as described at the outset is known from US Pat. No. 3,795,915 emerged. By making many slots that represent the openings in the outer conductor of different lengths with different inclinations to the cable axis, the order repeats itself periodically, such a cable is in a larger frequency range to operate. Because of the increased number of differently shaped slots the manufacturing disadvantages for this cable apply to an increased extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein abstrahlendes koaxiales Hochfrequenz-Kabel anzugeben, das mit einfachen Mitteln herstellbar ist, wobei die Vergleichmäßigung der Empfangsfeldstärke und die Möglichkeit der Übertragung in einem breiten Frequenzbereich beibehalten werden sollen.The invention is based on the object of a radiating coaxial Specify high-frequency cable that can be produced by simple means, the Uniformity of the reception field strength and the possibility of transmission in should be maintained over a wide frequency range.

Diese Aufgabe wird bei einem Kabel der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Außenleiter aus einer Vielzahl von blanken, elektrisch gut leitenden Drähten aufgebaut ist, die in Form eines Geflechts über dem Dielektrikum angebracht sind, und daß die Steigung der Drähte des Geflechts in Achsrichtung des Kabels dauernd so verändert ist, daß sie periodisch von einem Minimum zu einem Maximum und wieder zu einem Minimum verläuft, wodurch zwischen den Drähten des Geflechts Öffnungen entstehen, deren Abmessungen mit zunehmender Steigung der Drähte größer und mit abnehmender Steigung wieder kleiner werden.This task is performed with a cable of the type described above solved according to the invention in that the outer conductor consists of a large number of bare, Electrically good conductive wires are constructed, which are in the form of a braid over attached to the dielectric, and that the pitch of the wires of the braid is constantly changed in the axial direction of the cable so that it is periodically changed by one Minimum to a maximum and again to a minimum, whereby between The wires of the braid create openings, the dimensions of which increase with the size The slope of the wires increases and decreases again as the slope decreases.

Der Vorteil eines derartigen Kabels ist in der einfachen Herstellung zu sehen, für welche in der Kabel technik übliche Maschinen eingesetzt werden können. Die aus Innenleiter und Dielektrikum bestehende Kabelseele kann ohne Abwandlungen wie bei üblichen Koaxialkabeln hergestellt werden. Für den Außenleiter können übliche Flechtmaschinen eingesetzt werden, wobei die vorzugsweise kontinuierliche Veränderung der Steigung der Drähte des Außenleiters durch eine entsprechende Veränderung der Abzugsgeschwindigkeit der Kabelseele erreicht wird. Durch die auf diese Weise periodisch zu- und wieder abnehmende Größe der Öffnungen im Außenleiter wird der gewünschte periodische Verlauf der Strahlungsintensität erreicht, ohne daß dazu irgendwelche vorangehenden Arbeitsgänge, wie beispielsweise das Stanzen von Löchern oder Schlitzen, erforderlich sind. Es ist somit durch die Erfindung ein besonders wirtschaftlich herstellbares abstrahlendes Hochfrequenzkabel gegeben, bei dem durch entsprechende Veränderung der Abzugsgeschwindigkeit der Kabelseele eine nahezu beliebige Variationsbreite für den Frequenzbereich gegeben ist.The advantage of such a cable is that it is easy to manufacture to see for which machines common in cable technology can be used. The cable core consisting of the inner conductor and dielectric can be used without modifications as with conventional coaxial cables. For the outer conductor can usual Braiding machines are used, the preferably continuous change the pitch of the wires of the outer conductor by changing the Withdrawal speed of the cable core is reached. By doing this periodically increasing and decreasing size of the openings in the outer conductor becomes the desired one periodic course of the radiation intensity achieved without any previous operations, such as punching holes or slitting, are required. It is thus a special one because of the invention economically manufacturable radiating high-frequency cable given, in which by corresponding change in the pull-off speed of the cable core an almost arbitrary one The range of variation for the frequency range is given.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings shown.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Übertragungsstrecke unter Verwendung eines Kabels nach der Erfindung. In Fig. 2 ist dieses Kabel mit abschnittsweise abgetragenen Schichten dargestellt und Fig. 3 gibt eine Abwicklung des Außenleiters in ebenfalls schematischer Darstellung wieder.1 shows a schematic representation of a transmission link using a cable according to the invention. In Fig. 2 this cable is with layers removed in sections and FIG. 3 shows a development of the outer conductor again in a schematic representation.

Mit 1 ist ein Hochfrequenzsender bezeichnet, dessen Signale von einem abstrahlenden koaxialen Hochfrequenzkabel 2 entlang einer vorgegebenen Strecke geführt und an jedem Punkt abgestrahlt werden. Das Kabel 2 kann an seinem Ende mit seinem Wellenwiderstand 3 abgeschlossen sein. Parallel zur Kabelstrecke werden Fahrzeuge bewegt, deren Empfangsgeräte die abgestrahlte Hochfrequenz empfangen sollen. Für derartige Fahrzeuge ist schematisch eine Antenne 4 angedeutet.1 with a high frequency transmitter is referred to, the signals of a radiating coaxial high-frequency cable 2 guided along a predetermined route and emitted at every point. The cable 2 can at its end with his Characteristic impedance 3 to be completed. Vehicles are parallel to the cable route moved whose receiving devices should receive the emitted high frequency. For an antenna 4 is indicated schematically in such vehicles.

Das Kabel nach der Erfindung besteht gemäß der Darstellung in Fig. 2 aus einem Innenleiter 5, der massiv oder rohrförmig ausgebildet sein kann, und einem darüber angeordneten Dielektrikum 6 aus einem geeigneten Isoliermaterial, wie beispielsweise Polyäthylen. Die Form des Dielektrikums 6 ist beliebig und es kann dementsprechend geschäumt oder auch massiv ausgebildet sein. Über dem Dielektrikum 6 ist der Außenleiter 7 angebracht, der aus einem Geflecht aus blanken Drähten aufgebaut ist, die aus elektrisch gut leitendem Material bestehen. Sowohl für den Innenleiter 5 als auch für die Drähte des Außenleiters 7 wird vorzugsweise Kupfer verwendet. Über dem Außenleiter 7 kann erforderlichenfalls ein Schutzmantel 8 aus einem geeigneten Isoliermaterial angebracht werden, bei welchem es sich vorzugsweise um ein Material mit geringen dielektrischen Verlusten handeln sollte.The cable according to the invention is as shown in Fig. 2 from an inner conductor 5, which can be solid or tubular, and an overlying dielectric 6 made of a suitable insulating material, such as polyethylene. The shape of the dielectric 6 is arbitrary and it can accordingly be foamed or solid. Over the dielectric 6 the outer conductor 7 is attached, which is made up of a braid of bare wires made of a material that conducts electricity well. Both for the inner conductor 5 and for the wires of the outer conductor 7, copper is preferably used. If necessary, a protective sheath 8 made of a suitable one can be provided over the outer conductor 7 insulating material be attached, which is preferably a material with low dielectric losses should act.

Das Geflecht des Außenleiters 7 wird so ausgeführt, daß sich zum größten Teil ein "offenes" Geflecht ergibt und dementsprechend zwischen den Drähten der beiden Schlagrichtungen Öffnungen verbleiben, so daß die vom Kabel geführte Hochfrequenz abgestrahlt und von der Antenne 4 empfangen werden kann.The braid of the outer conductor 7 is designed so that the largest Part of an "open" braid results and accordingly between the wires of the Openings remain in both directions of impact, so that the high frequency carried by the cable can be emitted and received by the antenna 4.

Gemäß der Erfindung ist das Geflecht des Außenleiters 7 nun so ausgeführt, daß sich ein periodisches Muster in Längsrichtung des Kabels ergibt. Hierzu wird die Steigung der Einzeldrähte gemäß Fig. 1 von einer Stelle A mit minimaler Steigung bis zu einer Stelle B mit maximaler Steigung vorzugsweise kontinuierlich verändert, worauf die Steigung dann wieder bis zur Stelle A abnimmt. Die Steigung der Einzeldrähte durchläuft dementsprechend ständig abwechselnd Minima und Maxima.According to the invention, the braid of the outer conductor 7 is now designed so that there is a periodic pattern in the longitudinal direction of the cable. This is done the slope of the individual wires according to FIG. 1 from a point A with a minimum slope preferably continuously changed up to a point B with a maximum slope, whereupon the slope then decreases again to point A. The slope of the single wires accordingly constantly alternates between minima and maxima.

Durch diese Veränderung der Steigung wird erreicht, daß auch die Abmessungen der zwischen den Drähten des Geflechts vorhandenen Öffnungen 9 ständig verändert werden, und zwar ist die Größe dieser Öffnung an den Stellen A klein, während die Öffnungen im Bereich der Stellen B am größten sind. Bei entsprechender Ausbildung des Geflechts können die Drähte an den Stellen A so dicht liegen, daß überhaupt keine Öffnungen vorhanden sind. Die Veränderung der Steigung der Drähte wird - wie bereits erwähnt - vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. Es ist prinzipiell jedoch auch möglich, die Steigung abschnittsweise zu verändern.This change in the slope is achieved that the dimensions the openings 9 present between the wires of the braid are constantly changing are, namely, the size of this opening at the points A is small, while the Openings in the area of the points B are largest. With appropriate training of the braid, the wires at points A can lie so close that at all there are no openings. The change in the slope of the wires will - like already mentioned - preferably carried out continuously. It is in principle however also possible to change the slope in sections.

In Fig. 3 ist das Geflecht so dargestellt, daß für jede Schlagrichtung drei Drähte vorhanden sind. Die Anzahl der Drähte ist prinzipiell beliebig und es kann für die beiden Schlagrichtungen auch eine unterschiedliche Anzahl von Einzeldrähten verwendet werden. Des weiteren kann das Ge- flecht auch aus mehr als einem Geflechtelement pro Schlagrichtung aufgebaut werden. Die Darstellung in Fig. 3 soll nur den prinzipiellen Aufbau zeigen und ist daher besonders einfach gewählt.In Fig. 3 the braid is shown so that for each lay direction there are three wires. The number of wires is in principle arbitrary and it can also have a different number of individual wires for the two lay directions be used. Furthermore, the braid from more be built up as one mesh element per lay direction. The representation in Fig. 3 is only intended to show the basic structure and is therefore particularly simple chosen.

Infolge der sich periodisch verändernden Größe der Öffnungen 9 ergibt sich für die Strahlungsintensität der vom Kabel 2 geführten Hochfrequenz der gewünschte periodische Verlauf über der Kabelachse, so daß der zu erzielende Effekt einer schwankungsfreien Empfangsfeldstärke an der Antenne 4 erreicht wird.As a result of the periodically changing size of the openings 9 results for the radiation intensity of the high frequency carried by the cable 2 is the desired periodic course over the cable axis, so that the effect to be achieved is a fluctuation-free Received field strength at the antenna 4 is achieved.

Claims

Claims 1. Radiating coaxial high frequency cable, consisting from an inner conductor, an outer conductor concentric to this and one between two conductors lying dielectric, in which the outer conductor over the entire Cable length distributed a plurality of openings, which are used to achieve a periodic course of the radiation intensity seen in the axial direction form periodically repeating pattern, characterized in that the outer conductor (7) is made up of a large number of bare, electrically conductive wires, which are attached in the form of a braid over the dielectric (6), and that the The incline of the wires of the braid in the axial direction of the cable (2) is constantly changing is that they go periodically from a minimum to a maximum and again to a minimum runs, whereby openings (9) arise between the wires of the braid, their Dimensions with increasing pitch of the wires larger and with decreasing pitch get smaller again.

2, cable according to claim 1, characterized in that the change the pitch of the wires is carried out continuously.