DE893818C

DE893818C - Waveguide for high frequency cables

Info

Publication number: DE893818C
Application number: DES7531D
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Doerfel; Hans Wassmansdorff
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1941-12-03
Filing date: 1941-12-03
Publication date: 1953-10-19
Also published as: FR52616E

Description

Hohlleiter für Hochfrequenzkabel Die Erfindung betrifft Hohlleiter für Hocbfrequenzkabel, die entweder aus einem einzigen rohrförmig gebogenen Metallband oder aus mehreren (vorzugsweise nicht mehr als vier, aber zweckmäßig nur zwei) Metallbändern mit ringstückförmigem Querschnitt bestehen, wobei das Band bzw. die Bänder innen und/oder außen durch eine oder mehrere formfeste Schichten verstärkt sind. Dabei werden das Band bzw. die Bänder einschließlich ihrer zusätzlichen Schichten mit großer, vorzugsweise unendlich großer Schlaglänge angeordnet und zur Erzielung der erforderlichen Biegsamkeit mit in Abständen angeordnetenoder in wehoffenen Schraubenwindungen verlaufenden Rillen bzw. Einkerbungen versehen. Die in dieser Weise hergestellten Hohl-Leiter haben den Vorteil, daß sie mit äußerst dünner Wandung ausgeführt werden können, aber dennoch ein selbsttragendes Gebilde darstellen und gegen mechanische Beanspruchungen widerstandsfähig sind. Durch die Anordnung des Bandes bzw. der Bänder mit vorzugsweise unendlich großer Schlaglänge erreicht man, daß der Längswiderstand des Hohlleiters trotz der verminderten Wandstärke klein ist. Ferner gelingt es ohne Schwierigkeiten, einen gleichbleibenden Durchmesser über die gesamte Länge hin, zu gewährleisten, was von besonderer Bedeutung bei Verwendung der Hohlleiter als Außenleiter von konzentrischen Hochfrequenzleitungen ist.Waveguides for high-frequency cables The invention relates to waveguides for high-frequency cables, which either consist of a single, tubular metal strip or from several (preferably not more than four, but expediently only two) metal strips with a ring-shaped cross-section, with the band or bands inside and / or are reinforced on the outside by one or more dimensionally stable layers. Included the tape or tapes including their additional layers with large, preferably infinitely large lay length and to achieve the required flexibility with spaced or open screw turns provided running grooves or notches. Those made in this way Hollow conductors have the advantage that they are made with extremely thin walls can, but still represent a self-supporting structure and against mechanical Stresses are resistant. By the arrangement of the band or bands with preferably an infinitely long lay length, the longitudinal resistance is achieved of the waveguide is small despite the reduced wall thickness. Furthermore, it works without Difficulty finding a constant diameter over the entire length, to ensure what is of particular importance when using the waveguide as a The outer conductor of concentric high-frequency lines is.

Die Erfindung bezweckt in Ergänzung dieser Vorteile die Biegsamkeit des Hohlleiters weiterhin wesentlich zu vergrößern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Verstärkungsschichten mit dem Band bzw. den Bändern ausschließlich durch verhältnismäßig tief eingedrückte Rillen bzw. Einkerbungen verbunden werden. Vorteilhaft werden dabei die Verstärkungsschichten aus Metall hergestellt und ebenso wie das Band bzw. die Bänder möglichst dünn ausgeführt. Eine weitere Erhöhung der Biegsamkeit kann noch dadurch erreicht werden, daß die Rillen in verhältnismäßig kurzen Abständen angeordnet werden derart, daß der Rillenabstand kleiner als der mittlere Hohlleiterdurchmesser ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise gleichzeitig die Druckfestigkeit des Hohlleiters erhöht.The invention aims for flexibility in addition to these advantages of the waveguide continues to enlarge significantly. This is according to the invention achieved in that the reinforcement layers with the tape or the tapes exclusively be connected by relatively deeply indented grooves or notches. The reinforcement layers are advantageously made of metal and likewise how the tape or tapes are made as thin as possible. Another increase in Flexibility can still be achieved by making the grooves in proportion short distances are arranged such that the groove spacing is smaller than that is the mean waveguide diameter. This advantageously simultaneously increases the compressive strength of the waveguide.

Dadurch, daß die leitenden Hohlleiterbänder und die Verstärkungsbänder nur durch die eingedrückten Rillen bzw. Einkerbungen zusammengehalten werden, wird erreicht, daß die Bänder sich bei Biegebeanspruchungen um einen kleinen Betrag gegenseitig bewegenbzw.verschiebenkönnen. Fernerwird der Vorteil ausgenutzt, daß das Widerstandsmoment von Bändern mit abnehmender Dicke quadratisch fällt, so daß sich beispielsweise bei Unterteilung der Hohlleiterbänder in zwei Bänder halber Stärke eine etwa vierfache Biegefähigkeit ergibt. Durch die Erfindung wird also eine ganz wesentliche Erhöhung der Biegsamkeit des Hohlleiters erreicht. Dementsprechend sind die gemäß der Erfindung ausgebilde. ten Hohlleiter mit besonderem Vorteil für flexible und häufig auf- und abzuwickelnde Hochfrequenzkabel, z. B. Antennenkabel, geeignet.In that the conductive waveguide tapes and the reinforcing tapes are only held together by the indented grooves or notches achieves that the bands mutually mutually by a small amount when there is bending stress move or move. Furthermore, the advantage is used that the section modulus of tapes with decreasing thickness falls squarely, so that for example if the waveguide bands are divided into two half-thickness bands, about four times as much Flexibility results. The invention therefore results in a very substantial increase the flexibility of the waveguide is achieved. Accordingly, those are in accordance with the invention trained. ten waveguides with particular advantage for flexible and often up and high-frequency cables to be unwound, e.g. B. antenna cable, suitable.

Die Rillen im Hohlleiter werden so@ tief eingedrückt, daß deren Tiefe 5 bis i 5 °/o, vorzugsweise etwa 8 bis i2°la des Innendurchmessers des Hohlleiters beträgt. In den Fig. i und 2 der Zeichnung sind zwei zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Bei beiden Ausführungsformen ist der Innenleiter mit io bezeichnet, der mit den Abstandhaltern i i und 12 und den geschlossenen Isolierstoffbandwicklungen 13 und 14 umgeben, ist. Der Außenleiter besteht aus den beiden innenliegenden halbschalenförmigen Bändern 15 und 16 und den außenliegenden halbschalenförmigen Bändern 17 und 18, wobei jeweils die übereinanderliegenden Bänder 15 und 17 sowie 16 und i8 ausschließlich durch die verhältnismäßig tief ausgeführten Rillen i9 zusammengehalten werden.The grooves in the waveguide are pressed so deep that their depth 5 to 15%, preferably about 8 to 12 ° la, of the inside diameter of the waveguide amounts to. In Figs. I and 2 of the drawings are two useful embodiments of the invention shown. In both embodiments, the inner conductor is with io denotes the one with the spacers i i and 12 and the closed insulating tape windings 13 and 14 is surrounded. The outer conductor consists of the two inner half-shell-shaped ones Bands 15 and 16 and the outer half-shell-shaped bands 17 and 18, where the bands 15 and 17 as well as 16 and i8, which are located one above the other, are exclusive are held together by the relatively deep grooves i9.

Sämtliche Bänder werden möglichst dünn ausgeführt, und zwar bei den praktisch in erster Linie in Frage kommenden Hohlleiterdurchmessern von etwa 8 bis 2o mm vorzugsweise etwa o,a mm und dünner. Der gegenseitige Abstand der Rillen,ig je Band wird vorzugsweise kleiner als der mittlere Hohlleiterdurchmesser gemacht. Nach der Fig. i werden die längs verlaufenden Hohlleiterbänder, die mit ihren Seitenrändern stumpf aneinanderstoßen und mit ihren Rillen in Längsrichtung gegeneinander verschoben sind, durch die Bandwicklung 2o zusammengehalten. Hierüber befindet sich die offene Metallbandwicklung 21, die den Hohlleiter gegen etwaige stärkere äußere Druckbeanspruchungen schützt. Zum Unterschied von der Ausführung gemäß der Fig. i fallen nach der Fig.2 die in die Hohlleiterbänder eingedrückten Rillen i9 örtlich zusammen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß über den Hohlleiterbändern 15, 17 und 16, 18 die weiteren halbschalenförmigen Bänder 22 und 23 als zusätzliche Druckschutzorgane angeordnet sind. Während die Hohlleiterbänder z5 bis i8 vorteilhaft aus gutleitenden Stoffen, wie Kupfer oder Aluminium, hergestellt werden, kommen für die Druckschutzbänder 21, 22 und a3 Materialien höherer Festigkeit, z. B. Eisen, Messing und Aluminiumlegierungen, in Frage. Sollte bei stärkeren Biegebeanspruchungen ein Bruch der Druckschutzbänder 22 und 23 im Rillenbereich eintreten, so ist dies weiter nicht störend, da hierdurch die Druckschutzwirkung der Bänder nicht beeinträchtigt wird. Sollte wider Erwarten eines der dünnen Hohlleiterbänder brechen, so sorgt das dicht anliegende andere Band für die weitere Stromübertragung. Über den Druckschutzbändern 22 und 23 nach der Fig. 2 befindet sich die Bandwicklung 24. Bei beiden Ausführungsformen besteht die äußere Schutzhülle des. Kabels aus der aus Isolierstoffen bestehenden Polsterschicht 25, dem wasserdichten Kabelmantel 26 und der äußeren Sehutzbeflechtung 27. Der wasserdichte Kabelmantel 26 besteht zur weiteren Erhöhung der Biegsamkeit vorteilhaft aus einem unhygroskopischen Isolierstoff bzw. einer Isolierstoffmischung.All ribbons are made as thin as possible, namely with the practically primarily eligible waveguide diameters of about 8 to 20 mm, preferably about 0.1 mm and thinner. The mutual spacing of the grooves, ig each band is preferably made smaller than the mean waveguide diameter. According to FIG. I, the longitudinal waveguide strips with their side edges butt against each other and displaced with their grooves in the longitudinal direction against each other are held together by the tape winding 2o. Above this is the open one Metal tape winding 21, which protects the waveguide against any stronger external pressure loads protects. In contrast to the embodiment according to FIG the grooves imprinted in the waveguide strips together locally. Another The difference is that over the waveguide strips 15, 17 and 16, 18 the further half-shell-shaped bands 22 and 23 as additional pressure protection organs are arranged. While the waveguide strips z5 to i8 are advantageously made of highly conductive Substances, such as copper or aluminum, are used for the pressure protection tapes 21, 22 and a3 materials of higher strength, e.g. B. iron, brass and aluminum alloys, in question. Should there be a break in the pressure protection straps in the event of greater bending stress 22 and 23 occur in the groove area, then this is not troublesome, as it does the pressure protection effect of the tapes is not impaired. Should contrary to expectations If one of the thin waveguide strips breaks, the other, which is tightly attached, takes care of it Tape for further power transmission. Over the pressure protection tapes 22 and 23 after 2 is the tape winding 24. In both embodiments there is the outer protective sheath of the cable from the cushion layer consisting of insulating materials 25, the waterproof cable jacket 26 and the outer protective braid 27. The waterproof Cable sheath 26 is advantageously made of a further increase in flexibility unhygroscopic insulating material or an insulating material mixture.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann der Hohlleiter aus mehr als zwei übereinanderliegenden dünnen Bändern bestehen. Andererseits ist es beispielsweise bei der in der Fig. 2, dargestellten Ausführung infolge des Vorhandenseins der dem, Hohlleiterprofil angepaßten Druckschutzbänder 22 und 23 möglich, die inneren Bänder 15 und 16 wegzulassen-. Obwohl die übereinanderliegenden dünnen Hohlleiterbänder sämtlich vorzugsweise aus gutleitenden Stoffen hergestellt werden, ist es auch möglich, diese hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit abzustufen derart, daS die Bänder höchster Leitfähigkeit innen liegen, indem beispielsweise die innenliegenden Bänder r5 und 16 aus Kupfer und die außenliegenden Bänder 17 und 18 aus Aluminium, Messing oder Eisen hergestellt werden. Eine diesbezügliche günstige Ausführung besteht darin, die innenliegenden Bänder aus Reinstaluminium mit einem Reinheitsgrad größer als 99,99°/a und -die äußeren Bänder aus einem mechanisch festerem Aluminium geringeren Reinheitsgrades bzw. einer Aluminiumlegierung herzustellen. Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar zur Herstellung von hohlen Innenleitern, ferner zur Herstellung von Schirmen für abgeschirmte verdrillte Doppel- oder Sternviererleitungen und schließlich für den Metallmantel von dielektrischen Ultrakurzwellenkabeln.The invention is not restricted to the embodiments shown. For example, the waveguide can consist of more than two superimposed thin ones Ligaments exist. On the other hand, it is for example the one shown in FIG Execution due to the presence of the pressure protection strips adapted to the waveguide profile 22 and 23 possible to omit the inner bands 15 and 16. Although the superimposed thin waveguide strips are all preferably made of highly conductive materials it is also possible to graduate these in terms of their conductivity in such a way that that the bands of highest conductivity are on the inside, for example by the inside Bands r5 and 16 made of copper and the outer bands 17 and 18 made of aluminum, Brass or iron can be made. There is a favorable design in this regard inside, the inner strips made of pure aluminum with a degree of purity greater than 99.99 ° / a and the outer bands made of mechanically stronger aluminum are lower Degree of purity or an aluminum alloy. The invention is analogous can also be used for the production of hollow inner conductors, furthermore for the production of Shields for shielded twisted pair or star quad cables and finally for the metal jacket of dielectric ultra-short wave cables.

Man kann auch, wie aus der Fig.2 hervorgeht, die äußeren Bänder 17, 18 gegenüber den inneren Bändern 15, 16 im Umfangsrichtung um einen Winkel, der vorzugsweise 9o° beträgt, versetzen, so daß die äußeren Bänder die Längsfugen zwischen- den inneren Bändern überdecken, wobei die Querrillen bzw. Sicken aller Bänder gegenseitig ineinandergreifen. Auf diese Weise erzielt man zugleich eine Abdeckung der in elektrischer Hinsicht störenden Fugen und eine Vergleichmäßigung des Widerstandsmomentes gegen Biegungen über den ganzen Umfang. Hierbei werden vorteilhaft die' inneren und äußeren Bänder gemeinsam in ein und derselben Vorrichtung geformt und anschließend gegeneinander verdreht.One can also, as can be seen from FIG. 2, the outer bands 17, 18 relative to the inner bands 15, 16 in the circumferential direction at an angle which is preferably 9o °, so that the outer strips of the longitudinal joints between- cover the inner bands, whereby the transverse grooves or beads of all bands are mutually exclusive interlock. In this way a cover is achieved at the same time the joints, which are disruptive from an electrical point of view, and an equalization of the moment of resistance against bends over the entire circumference. The 'inner and outer bands formed together in one and the same device and subsequently twisted against each other.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Waveguides for high-frequency cables made from a single, tubularly bent metal band or from several (preferably not more than four, but expediently only two) metal bands with an annular cross-section, the band or bands being reinforced inside and / or outside by one or more dimensionally stable layers, characterized in that, in order to increase the flexibility of the waveguide, the reinforcing layers are connected to the band or bands exclusively by means of relatively deeply indented grooves or notches.

2. Waveguide according to claim i, characterized in that the reinforcing layers made of metal and, like the band or bands, as thin as possible, namely about 0.2 mm or thinner.

3. Waveguide according to claim i, characterized in that the grooves are arranged at such short intervals that that the groove spacing is smaller than the mean waveguide diameter. q ..

Waveguide according to claim i, characterized in that not only the band or bands, but also the reinforcement layers made of highly conductive metals such as copper or Aluminum.

5. Waveguide according to claim i, characterized in that the ribbons forming the reinforcing layers are opposite to the inner ribbons in the circumferential direction are offset by an angle, preferably 90 °, with the grooves of all bands interlock with each other.

6. Waveguide according to claim i, characterized in that that the outer reinforcement layer by making it thicker and by manufacturing it made of pressure-resistant, but still sufficiently flexible metals, e.g. B. made of iron, brass or an aluminum alloy, is designed as a pressure protection element.