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Koaxiales Hochfrequenzkabel mit geschlitztem Außenleiter Die Erfindung
befaßt sich mit der Ausbildung eines koaxialen Hochfrequenzkabels, das zur Abstrahlung
von Hochfrequenzenergie geeignet ist. Solche "strahlenden" Kabel werden insbesondere
bei der Ubertragung von Nachrichten auf sich längs einer Fahrbahn bewegende Fahrzeuge,
beispielsweise beim Verkehrsfunk für Bahnen, eingesetzt.
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Die Abstrahlung der Hochfrequenzenergie erfolgt bei einem bekannten
koaxialen Hochfrequenzkabel über einen oder mehrere in Längsrichtung des Kabels
verlaufende Schlitze im Außenleiter des Kabels. Im einfachsten Fall wird hierbei
ein einziger sich über die ganze Kabellänge erstreckender Schlitz von den Bandkanten
des aus einem längseinlaufenden Metallband zu einem Rohr geformten Außenleiters
gebildet. Die Breite des oder der Schlitze kann zur Anpassung der Abstrahlung an
unterschiedliche örtliche Verhältnisse über die Länge des Kabels unterschiedlich
sein (DT-PS 1 044 199). Ein speziell für den unterirdischen Verkehrsfunk eingesetztes
strahlendes Hochfrequenzkabel ist so aufgebaut, daß der Außenleiter die Isolierrung
des Innenleiters nur auf etwa 2/3 des Umfanges umschließt, d. h. der Schlitz des
Außenleiters umfaßt gleichbleibend über die Länge des Kabels -1/3 des Umfanges der
Isolierung des Innenleiters (Siemens-Zeitschrift 43 (1969), Heft 4, Seiten 346/347).
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Bei diesen bekannten koaxialen Hochfrequenzkabeln mit geschlitztem
Außenleiter ist die elektrische Kopplung des Kabels mit dem das Kabel umgebenden
Außenraum relativ stark. Daher können Verschmutzungen dieses Außenraumes mit beispielsweise
Metall- oder
Kohlestaub, insbesondere auch derartige Ablagerungen
auf dem Kabel, die Ubertragungseigenschaften des Kabels ungünstig beeinflussen.
Auch können regellose elektromagnetische Felder, wie sie beispielsweise vom Betrieb
elektrischer Bahnen herrühren, über die Schlitze im Außenleiter des koaxialen Hochfrequenzkabels
die Nachrichtenübermitl-tlng stören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ubertragungseigenschaften
eines koaxialen Hochfrequenzkabels, dessen Außenleiter in Längsrichtung geschlitzt
ist, zu verbessern. Gemäß der Erfindung ist der Außenleiter wenigstens im geschlitzten
Bereich mit einem elektrisch durchlässigen Schirm bedeckt; für die Erfindung ist
weiterhin wesentlich, daß dieser Schirm mit dem Außenleiter galvanisch verbunden
ist.
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Durch die Erfindung wird ein strahl endes koaxiales Hochfrequenzkabel
geschaffen, dessen elektrische Verkopplung mit dem Außenraum gegenüber den bekannten
koaxialen Hochfrequenzkabeln herabgesetzt ist. Die Größe dieser Verkopplungsminderung
kann durch einen entsprechenden Aufbau des elektrisch durchlässigen Schirmes unterschiedlich
gewählt werden. Dadurch ist es möglich, die Auskopplung des elektromagnetischen
Feldes aus dem koaxialen Hochfrequenzkabel nach Intensität und Richtung zu steuern
und damit den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Gleichzeitig wird durch den
elektrisch durchlässigen Schirm die Einwirkung elektromagnetischer Störfelder auf
das Kabel vermindert.
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Der gemäß der Erfindung vorgesehene elektrisch durchlässige Schirm
känn beispielsweise aus einer auf den Außenleiter extrudierten Schicht aus einem
schwachleitend gemachten thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff bestehen.
Die Schirmwirkung dieser Schicht kann durch unterschiedliche Bemessung des Zusatzes
an leitendem Material, beispielsweise an Ruß, zu dem extrudierten Kunststoff den
jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung besteht der elektrisch durchlässige
Schirm zweckmäßig aus metallenen Drähten oder Bändern, die den Außenleiter im geschlitzten
Bereich in Längsrichtung diskontinuierlich bedecken. Hierbei kann der Schirm aus
einem den Außenleiter umgebenden Geflecht aus metallenen Drähten oder aus auf den
Außenleiter aufgesponnenen Metalldrähten oder metallenen Bändern bestehen. Die Schirmwirkung
des Geflecht es oder der Bespinnung kann durch die Wahl unterschiedlicher Schlaglängen
und/oder unterschiedlicher Dichte der Bespinnung variiert werden.
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Eine unterschiedliche Schirmwirkung kann nicht nur von Kabel zu Kabel,
sondern auch längs einer einzigen Kabellänge erreicht werden, wenn man beim Aufbringen
des Geflechtes oder der Bespinnung auf den Außenleiter die Schlaglängen während
des Aufbringens änuert. Dadurch kann man bei größeren Kabellängen der Kabeldämpfung
Rechnung tragen, d. h. man kann am Einspeisepunkt des Kabels eine geringere Auskopplung
des elektromagnetischen Feldes als am Kabelende erreichen. Hierdurch ist es möglich,
die Feldstärke des aus dem strahlenden koaxialen Hochfrequenzkabel ausgekoppelten
elektromagnetischen Feldes über die ganze Kabellänge etwa konstant zu halten.
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Die Erfindung sei anhand von in den Figuren 1 bis 4 dargestellten
Ausführungsbeispielen von gemäß der Erfindung ausgebildeten koaxialen Hochfrequenzkabeln
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt ein strahlendes koaxiales Hochfrequenzkabel,
wie es sich beim Verkehrsfunk für Bahnen in Tunneln bewährt hat. Der Innenleiter
1 dieses Kabels ist aus einem längseinlaufenden Kupferband rohrförmig um den Kern
2 aus Polyäthylen geformt. Innerhalb dieses Kernes ist das Tragorgan 3 zur Aufnahme
von Zugkräften angeordnet. Die Bandkanten des rohrförmigen Innenleiters 1 bilden
den Schlitz 4. Mit Hilfe dieses Schlitzes wird beim Aufspritzen der speichenradförmigen
Isolierung 5 des Innenleiters die Fixierung des Innenleiters auf dem
Kern
2 erreicht, indem das Material der Isolierung 5 beim Extrudieren in den Schlitz
4 eindringt und gegebenenfalls mit dem Material des Kernes 2 verschweißt.
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Der Außenleiter 6 des koaxialen Hochfrequenzkabels ist in gleicher
Weise wie der Innenleiter 1 aus einem längseinlaufenden Kupferband zu einem rohrförmigen
Körper geformt. Hierbei bilden die Bandkanten des Außenleiters 6 ebenfalls einen
Schlitz.
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Dieser Schlitz erstreckt sich jedoch über etwa 1/3 des Umfanges der
Isolierung 5 des Innenleiters. Über diesen Schlitz ist das elektromagnetische Feld
des koaxialen Hochfrequenzkabels mit dem Außenraum verkoppelt.
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Auf den Außenleiter 6 ist der Außenmantel 7 extrudiert. Dieser Außenmantel
weist im Bereich der Bandkanten des Außenleiters 6 die Rastkanten 8 und 9 auf, um
die Lage der Bandkanten von außen feststellen zu können. Das Material des Außenmantels,
beispielsweise ein Polyäthylen, ist durch Zusatz von Ruß schwachleitend gemacht.
Dadurch wirkt der Außenmantel 6 im Bereich des Schlitzes des Außenleiters wie ein
elektrisch durchlässiger Schirm. Auf diese Weise wird die Verkopplung des elektromagnetischen
Feldes des koaxialen Hochfrequenzkabels mit dem Außenraum vermindert. Durch unterschiedliche
Bemessung der dem extrudierten Außenmantel 7 zugefügten leitenden Zusätze, im vorliegenden
Fall also Ruß, kann das Maß der Verkopplung des elektromagnetischen Feldes des koaxialen
Hochfrequenzkabels mit dem Außenraum beeinflußt und vorgegebenen Anforderungen angepaßt,werden.
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-Anstelle eines Außenmantels aus einem schwachleitenden Kunststoff
wird vorzugsweise ein Außenmantel aus nichtleitendem Kunststoff verwendet. In diesem
Fall wird die Abschirmung im Schlitz des Außenleiters gegenüber dem Außenraum durch
einen zusätzlichen Schirm erreicht, der den Schlitz im Außenleiter in Längsrichtung
des Kabels diskontinuierlich bedeckt. Ausführungsbeispiele hierfür zeigen die Figuren
2 bis 4.
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In den Figuren 2 bis 4 ist jeweils ein koaxiales Hochfrequenzkabel
dargestellt, bei dem auf den Außenleiter einschließlich des Schlitzes ein elektrischer
Schirm aufgeflochten oder aufgesponnen ist. Ein Außenmantel ist noch nicht aufgebracht.
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In Fig. 2 besteht der elektrische Schirm 10 aus einem Geflecht aus
metallenen Drähten. Dieses Geflecht 10 liegt auf dem Außenleiter 11 und im Schlitz
dieses Außenleiters auf der Isolierung 12 des Innenleiters auf.
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In Fig. 3 besteht der elektrische Schirm 15 aus einer einfachen Bespinnung
aus mehreren Drähten 16, während in Fig. 4 der elektrische Schirm aus zwei auf Lücke
gesponnenen Bändern 18 aufgebaut ist.
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Die elektrische Wirkung der dargestellten Schirme kann durch unterschiedliche
Dichte der jeweiligen Bespinnung und durch unterschiedliche Wahl der Schlaglängen
den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Es ist auch möglich, innerhalb einer
einzigen Kabellänge die Dichte der Bespinnung und ihre Schlaglänge zu ändern. Beispielsweise
kann auch nach dem Aufbringen der Bespinnung durch Entfernen einzelner Drähte über
einen bestimmten Längenabschnitt die Schirmwirkung an bestimmten Stellen des Kabels
korrigiert oder es kann ihr eine besondere Charakteristik gegeben werden.
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7 Ansprüche 4 Figuren