DE1440771C

DE1440771C - Coaxial high frequency line

Info

Publication number: DE1440771C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Bondon, Lewis August, Upper Mont clair, NJ (V St A )
Publication date: 1971-02-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine koaxiale Hochfrequenzleitung mit mindestens drei aneinander anliegenden Isolierstoffrohren als Abstandhalter.The invention relates to a coaxial high-frequency line with at least three adjacent one another Insulating pipes as spacers.

Es sind bereits HF-Leitungen bekannt, bei denen ein kompakter zylindrischer Innenleiter von einzelnen biegsamen Isolierstoffrohren umgeben ist, die vom Außenleiter zusammengehalten werden, so daß sie nicht nur am Innenleiter und Außenleiter anliegen, sondern sich auch unter Verformung gegenseitig abstützen (französische Patentschriften 1 222 180 und 1 152 272).There are already known RF lines in which a compact cylindrical inner conductor of individual flexible insulating material is surrounded, which are held together by the outer conductor, so that they not only rest on the inner conductor and outer conductor, but also support each other under deformation (French patents 1,222,180 and 1,152,272).

Der Nachteil von HF-Leitungen dieser Art besteht darin, daß sich die Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen Innen- und Außenleiter nicht dem Wert von 1 annähern läßt, da sich Luft allein nicht als Abstandhalter eignet und die Werkstoffe der Abstandhalter eine größere Dielektrizitätskonstante als 1 aufweisen.The disadvantage of HF cables of this type is that the dielectric constant of the The medium between the inner and outer conductors cannot approach the value of 1, since air alone not suitable as a spacer and the materials of the spacer have a greater dielectric constant as 1.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine koaxiale Hochfrequenzleitung zu schaffen, bei der die Abstandhalter dafür sorgen, daß sich die DK dem anzustrebenden Wert von 1 in möglichst hohem Maße nähert.The invention is therefore based on the object of creating a coaxial high-frequency line the spacers ensure that the DK is as high as possible in line with the aspired value of 1 Dimensions approaching.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Isolierstoffrohre, die als Abstandhalter dienen, dem Innenleiter zugekehrte keilförmige, quer zu ihrer Längsachse angeordnete Aussparungen aufweisen.This object is achieved in that the insulating tubes, which serve as spacers, the Inner conductors have facing wedge-shaped recesses arranged transversely to their longitudinal axis.

Es hat sich gezeigt, daß die Materialansammlung in dem dem Innenleiter benachbarten Bereich erheblich vermindert werden kann, indem dort das Ab-Standhaltermaterial durch zusätzliche Lufträume ersetzt wird. Es wurde gefunden, daß es in erster Linie darauf ankommt, die DK in denjenigen Bereichen zu vermindern, die dem Innenleiter am nächsten liegen, d. h. in den. Bereichen, in denen nach der Erfindung die Isolierstoffrohre durch querstehende Einschnitte teilweise durchbrochen werden.It has been shown that the accumulation of material in the area adjacent to the inner conductor is considerable can be reduced by replacing the spacer material there with additional air spaces will. It was found that it primarily depends on the DK in those areas decrease that are closest to the inner conductor, d. H. in the. Areas in which according to the invention the insulating pipes are partially broken through by transverse cuts.

Sind beispielsweise Isolierstoffrohre einer Material-DK von 2,3 verwendet, dann kann durch die Erfindung die DK von 1,45 bei aussparungefreien Isolierstoff rohren auf 1,3 bei mit Aussparung versehenen und in der erfindungsgemäßen Weise angeordneten Isolierstoffrohren vermindert werden.If, for example, insulating pipes with a material DK of 2.3 are used, the invention the DK from 1.45 for insulating pipes without recess to 1.3 for those with recess and insulating pipes arranged in the manner according to the invention are reduced.

Unter Isolierstoffrohren werden hier auch solche Elemente verstanden, die als »gefüllte« Rohre anzusehen sind. So können beispielsweise Stäbe aus zellenbildendem Material wie Schaumstoff verwendet werden. Als Material für die Isolierstoffrohre eignen sich in an sich bekannter Weise insbesondere Kunststoffe wie Polyäthylen, z.B. Tetrafluoräthylen-Polymer (Teflon), Acrylnitril, Polyisobutylen, Isopren, Polystyrol und Vinylverbindungen, wie Polymere und Kopolymere des Vinylchlorids, Vinylacetats und Vinyliden-Verbindungen. Es ist auch bekannt, Naturoder synthetischen Kautschuk, Neopren und Kopolymere des Butadiens und Styren zu verwenden. Falls verstärkte Isolierstoffrohre verwendet werden sollen, bieten sich in an sich bekannter Weise glasfaserverstärkte an, die insbesondere eine zusätzliche Verstärkung aus Silikon oder Silikonkautschuk aufweisen. Insulating pipes are also understood here to mean those elements that are to be regarded as "filled" pipes are. For example, rods made of cell-forming material such as foam can be used will. In a manner known per se, plastics in particular are suitable as the material for the insulating pipes such as polyethylene, e.g. tetrafluoroethylene polymer (Teflon), acrylonitrile, polyisobutylene, isoprene, polystyrene and vinyl compounds such as polymers and Copolymers of vinyl chloride, vinyl acetate and vinylidene compounds. It is also known to be natural or to use synthetic rubber, neoprene and copolymers of butadiene and styrene. If Reinforced insulating pipes are to be used, glass fiber reinforced ones are available in a manner known per se which in particular have an additional reinforcement made of silicone or silicone rubber.

Die keilförmigen Aussparungen können im Querschnitt auch halbkreisförmig, rechteckförmig oder dreieckig ausgebildet sein.The wedge-shaped recesses can also have a semicircular, rectangular or cross-section be triangular.

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen koaxialen HF-Leitung besteht darin, daß die Isolierstoff rohre im radialen Abstand vom Innenleiter an einer Schneidvorrichtung, die die Aussparungen in die Isolierstoff rohre einschneidet, vorbeigeführt und anschließend mit dem Innenleiter in ein Rohr aus bleibend verformbarem Material mit anfänglich größerem Innendurchmesser als dem Durchmesser der die Isolierstoffrohre und den Innenleiter Umschreibenden eingeführt werden und daß das Rohr schließlich bleibend auf einen verminderten Innendurchmesser verformt wird, durch den auch die Isolierstoffrohre verformt werden.A particularly advantageous method for producing the coaxial RF line according to the invention is that the insulating tubes at a radial distance from the inner conductor on a cutting device that cuts the recesses in the insulating material pipes, passes them and then with the inner conductor into a tube made of permanently deformable material with an initially larger inner diameter than that Diameter of the insulating tubes and the inner conductor circumscribing are introduced and that the pipe is finally permanently deformed to a reduced inner diameter by the the insulating tubes are also deformed.

Dieses Verfahren ist einfach zu bewerkstelligen und eignet sich gut für die Massenproduktion.This process is easy to accomplish and is well suited for mass production.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Darin istExemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. In it is

F i g. 1 eine perspektivische aufgebrochene Ansicht einer koaxialen HF-Leitung nach der Erfindung,F i g. 1 is a perspective broken away view of a coaxial RF line according to the invention;

F i g. 2 ein Querschnitt derselben,F i g. 2 a cross section of the same,

F i g. 3 ein weiterer Querschnitt während einer Herstellungsstufe,F i g. 3 a further cross-section during a manufacturing stage,

F i g. 4 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht,F i g. 4 is a partially broken away side view;

F i g. 5 ein teilweise schematischer Schnitt durch die Vorrichtung zum Zusammenfügen der Bestandteile der HF-Leitung nach Fig. 1 bis 4 undF i g. 5 shows a partially schematic section through the device for joining the components together the RF line according to FIGS. 1 to 4 and

F i g. 6 ein Schnitt entlang der Linie 6-6 in F i g. 5.F i g. 6 is a section along line 6-6 in FIG. 5.

Gemäß Fig. 1 besteht die koaxiale HF-Ceitung 11 aus einem Außenleiter, der als Rohr 12 aus leitfähigem Material, z. B. Aluminium- oder Kupferlegierungen, vorzugsweise aus elektrisch hochleitfähigem, halbsteifem Material ausgebildet ist, d. h. aus einem Material, das in der Technik häufig als »halbflexibel« bezeichnet wird und das ohne Verformung und ohne Verlust an elektrischen und mechanischen Vorzügen verbogen und wieder geradegebogen werden kann. Das Rohr 12 kann auch eine andere Form haben. Es kann z. B. als gewickelte, gepanzerte Verkleidung ausgebildet sein oder aus einer Beflechtung aus Runddraht oder Flachdraht bestehen. Der Innenleiter 13 kann aus Kupfer oder einem beliebigen anderen geeigneten leitfähigen Material bestehen. Er ist als massiver Leiter dargestellt, kann jedoch auch ein Hohlleiter sein und ist innerhalb des Rohres 12 durch die Isolierstoffrohre 14 relativ starr gehalten. Gemäß F i g. 1 weisen die Isolierstoff rohre 14 verhältnismäßig dünne Wände auf. Alle Zwischenräume sind mit Luft oder einem sonstigen Gas gefüllt.According to FIG. 1, there is a coaxial RF line 11 from an outer conductor, which as a tube 12 made of conductive material, for. B. aluminum or copper alloys, is preferably formed from electrically highly conductive, semi-rigid material, d. H. from a Material that is often referred to as "semi-flexible" in technology and without any deformation and can be bent and straightened again without loss of electrical and mechanical advantages can. The tube 12 can also have a different shape. It can e.g. B. as wrapped, armored cladding be designed or consist of a braiding of round wire or flat wire. The inner conductor 13 can be made of copper or any other suitable conductive material. He is shown as a solid conductor, but can also be a waveguide and is inside the tube 12 held relatively rigidly by the insulating tubes 14. According to FIG. 1 have the insulating tubes 14 relatively thin walls on. All spaces are filled with air or some other gas.

Die Isolierstoffrohre 14 innerhalb des Rohres 12 sind nicht kreisförmig, obwohl sie ursprünglich gemäß F i g. 2 kreisförmig ausgebildet sein können.The insulating material pipes 14 within the pipe 12 are not circular, although they were originally according to FIG F i g. 2 can be circular.

Wie in F i g. 1 und 4 gezeigt, sind die Isolierstoffrohre 14 mit dreieckig dargestellten keilförmigen Aussparungen IS ausgestattet. Dadurch ist etwa die Hälfte des Materials der Isolierstoff rohre 14, das sich unmittelbar am Innenleiter 13 befinden würde, beseitigt und durch gasförmiges Dielektrikum ersetzt.As in Fig. 1 and 4 shown, the insulating tubes 14 are triangularly shown wedge-shaped Recesses IS fitted. As a result, about half of the material of the insulating material is tubes 14, which is would be located directly on the inner conductor 13, eliminated and replaced by gaseous dielectric.

Für einen Wellenwiderstand von z.B. 50 Ohm ist die HF-Leitung 11 mit einem Nenn-Außendurchmesser von z.B. 9,5 mm versehen, so daß sich eine Grenzfrequenz von 15 000 MHz ergibt. Die Grenzfrequenz von Kabeln mit Nenndurchmessern von 12,7, 22,2, 41,2 mm beträgt dementsprechend 10 000, 5000 bzw. 2800 MHz.For a wave impedance of 50 ohms, for example, the HF line 11 has a nominal outer diameter of e.g. 9.5 mm, so that there is a cut-off frequency of 15,000 MHz. The cutoff frequency of cables with nominal diameters of 12.7, 22.2, 41.2 mm is accordingly 10,000, 5000 or 2800 MHz.

Falls die Isolierstoffrohre 14 nicht vollständig hohl, sondern massiv hergestellt sind, müssen die Aussparungen 15 nicht notwendigerweise auf die eine Seite beschränkt sein.If the insulating tubes 14 are not completely hollow, but made solid, the recesses must 15 does not necessarily have to be restricted to one side.

Es ist zweckmäßig, den Abstand der Aussparungen 15 gegeneinander geringer zu machen als den wirksamen Abstand zwischen den Flächen des Innenleiters 13 und des Rohres 12. Die Aussparungen 15It is useful to make the distance between the recesses 15 smaller than the effective one Distance between the surfaces of the inner conductor 13 and the tube 12. The recesses 15

können ganz nahe beieinander, beispielsweise im Abstand von der Größenordnung von 1 mm oder darunter, angeordnet werden.can be very close to each other, for example at a distance of the order of 1 mm or less, to be ordered.

F i g. 5 und 6 zeigen schematisch Teile einer Vorrichtung zum Zusammenfügen der Elemente der HF-Leitung. In F i g. 5 sind Spulen 21 zum Zuliefern von Isolierstoff rohren 14 schematisch dargestellt, die in das Kabel eingebaut werden sollen. In der Vorrichtung nach F i g. 5 und 6 ist das auf den Spulen 21 aufgewickelte Rohr- bzw. Schlauchmaterial noch nicht mit den Einschnitten versehen. Die Spule 22 dient zum Zuliefern des Innenleiters 13 für die HF-Leitung.F i g. 5 and 6 show schematically parts of a device for joining the elements of FIG RF line. In Fig. 5 coils 21 for supplying insulating material pipes 14 are shown schematically, the are to be built into the cable. In the device according to FIG. 5 and 6 is that on reels 21 The wound pipe or hose material has not yet been provided with the incisions. The coil 22 serves to supply the inner conductor 13 for the HF line.

Die Führungseinrichtung 23 weist im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen 24 zum Führen der Isolierstoffrohre 14 und eine mittige Öffnung 25 zum Führen des Innenleiters 13 auf. Die Öffnungen 24 liegen in dem Führungsring 23 in einem wesentlich größeren Abstand voneinander, als die Isolierstoffrohre 14 nach Einziehen in das Rohr 12 voneinander entfernt sind. Auf diese Weise wird Raum für eine Schneideinrichtung geschaffen, die aus einer Nabe 26 besteht, an welcher drehbar eine frei ausladende Schneidklinge 28 angeordnet ist, die aus einem Stück mit einer Riemenscheibe 27 besteht bzw. mit dieser fest verbunden ist.The guide device 23 has spaced apart openings 24 for guiding the Insulating tubes 14 and a central opening 25 for guiding the inner conductor 13. The openings 24 lie in the guide ring 23 at a much greater distance from one another than the insulating tubes 14 are spaced apart from one another after being drawn into the tube 12. In this way there is room for one Created cutting device, which consists of a hub 26, on which rotatable a freely projecting Cutting blade 28 is arranged, which consists of one piece with a pulley 27 or with this is firmly connected.

Wie aus F i g. 6 ersichtlich, läuft ein Riemen 31 in einer Nut 29 der Riemenscheibe 27 und einer weiteren Riemenscheibe 30, die mit einer nicht dargestellten Antriebsmaschine verbunden ist, die zum Antreiben der Schneidklinge 28 dient.As shown in FIG. 6, a belt 31 runs in a groove 29 of the pulley 27 and one further pulley 30, which is connected to a drive machine, not shown, which is used for Driving the cutting blade 28 is used.

Die Teilung bzw. der Abstand der in die Isolierstoffrohre 14 eingeschnittenen Aussparungen 15 wird durch gegenseitiges Abstimmen der Drehgeschwindigkeit der Schneidklinge 28 auf den Vorschub der Isolierstoffrohre 14 geregelt. Dadurch werden die Aussparungen 15 in den benachbarten Isolierstoffrohren 14 gegeneinander versetzt und mögliche Reflexionsstellen vermindert.The division or the spacing of the recesses 15 cut into the insulating tubes 14 is by mutually coordinating the rotational speed of the cutting blade 28 to the advance of the Insulating tubes 14 regulated. As a result, the recesses 15 in the adjacent insulating pipes 14 offset from each other and possible reflection points reduced.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 5 wandern die Isolierstoffrohre 14 und der Innenleiter 13 durch die Vorrichtung zu einem zweiten Führungsring 32, der die Isolierstoff rohre 14 und den Innenleiter 13 sanft in ein Rohr 12 einführt, das um ein geringfügiges Maß, z.B. 10 bis 15 %, größer ist als die Summe der Abmessungen der Isolierstoff rohre 14 und des Innenleiters 13, wodurch sich die Isolierstoffrohre 14 und der Innenleiter 13 leicht und unter Aufwand von nur wenig Kraft in eine große Rohrlänge einziehen lassen. Die Kraft zum Einziehen kann von einer Winde geliefert werden, die z. B. mit einem Drahtseil 35 verbunden ist, das mittels einer Klemme 34 und eines Ziehstrumpfes 33 an den Enden der Isolierstoffrohre und des Innenleiters 13 befestigt sein kann.In the device according to FIG. 5 migrate the insulating tubes 14 and the inner conductor 13 through the Device for a second guide ring 32, which the insulating tubes 14 and the inner conductor 13 gently into a pipe 12 which is a slight amount, e.g. 10 to 15%, greater than the sum of the Dimensions of the insulating tubes 14 and the inner conductor 13, whereby the insulating tubes 14 and the inner conductor 13 can be drawn into a large pipe length easily and with little effort. The force to pull in can be supplied by a winch that z. B. connected to a wire rope 35 is, by means of a clamp 34 and a pulling stocking 33 at the ends of the insulating material pipes and the inner conductor 13 can be attached.

Nachdem die Innenteile eingangs in das Rohr 12 eingezogen sind, erscheint der Querschnitt des Kabels in der in F i g. 3 gezeigten Form. Wenn einmal die Innenteile innerhalb des Rohres 12 liegen, wird der Durchmesser desselben durch Ziehen oder Kaltwalzen in an sich bekannter Weise auf den gewünschten Durchmesser vermindert.After the inner parts have been drawn into the tube 12, the cross section of the cable appears in the in F i g. 3 shape shown. Once the internal parts are within the tube 12, the Diameter of the same by drawing or cold rolling in a known manner to the desired Decreased in diameter.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nur ein Ring von Isolierstoffrohren 14 gezeigt, die den Innenleiter 13 umgeben, es können aber auch zwei oder mehr solcher Kränze von Isolierstoffrohren 14 verwendet werden.In the illustrated embodiment of the invention, only one ring of insulating tubes 14 is shown, which surround the inner conductor 13, but two or more such rings of insulating tubes can also be used 14 can be used.

Claims

Patent claims:

1. Coaxial high-frequency line with at least three adjacent insulating tubes as a spacer, characterized that the insulating material tubes (14) facing the inner conductor (13) wedge-shaped, transversely to have their longitudinal axis arranged recesses (15).

2. RF line according to claim 1, characterized in that the recesses (15) in the Insulating pipes (14) are offset from one another.

3. A method for producing a coaxial high frequency line according to claim 1 or 2, at which the insulating material tubes with the inner conductor in a tube made of permanently deformable material initially larger inside diameter than the diameter of the insulating tubes (14) and the inner conductor (13) circumscribing the inner conductor (13), characterized in that the insulating tubes (14) before insertion into the tube (12) at a radial distance from the inner conductor (13) on a cutting device that cuts the recesses (15) into the insulating tubes (14), passed and that after the insertion, the tube (12) remains at a reduced Inside diameter is deformed, through which the insulating tubes (14) are deformed.

1 sheet of drawings