Abschirmungsvorrichtung für Hoehfrequenz führende Leiter. Die Erfindung betrifft eine Abschir- mungsvorrichtung für Hochfrequenz füh rende Leiter, wie gestreckte Leiter, Spulen <B>USW.</B>
Es ist bekannt, solche Leiter zwecks gegenseitiger Entkopplung, sowie zur Fern haltung von unerwünschten. hochfrequenten Einwirkungen mittels eines Abscbirmungs- körpers, zum Beispiel eines metallischen Behälters oder Käfigs, abzuschirmen. Jeder Hochfrequenz führende Leiter induziert seinerseits ein elektromagnetisches Feld, welches je nach der Art des Leiters ganz bedeutende räumliche Ausdehnung anneh men kann. Trifft nun ein solches elektro magnetisches Feld auf den durch einen Metallspiegel oder Leiter gebildeten Ab schirmungskörper, so wird es von dem selben fast in seiner vollen Totalität reflek tiert.
Die zeitlich etwas verschobene, von dem Leiter ausgestrahlte Ilochfrequenz- strahlung gelangt durch die Reflexion des Metallspiegels auf die Strahlungsquelle zu rück und wirkt der Steuerenergie, die durch den Leiter fliesst, entsprechend der resultie renden Phasenverschiebung entgegen. Die durch Reflexion auf den Leiter zurück strahlende Energie bewirkt eine starke Dämpfung bezw. Abschwächung der indu zierten elektromotorischen Kraft in dem Leiter.
Zum Beispiel treten beim Transport von Hochfrequenzenergie, die eine Hoch antenne im Feld eines Rundfunksenders auffängt, oft Störungen dadurch auf, dass das Ableitkabel auf dem Weg zum Empfangsgerät im elektrischen Feld eines Störfrequenzen ausstrahlenden Gerätes, zum Beispiel eines Violettstrahlers oder eines Motors, verläuft. Auch wenn der Abschirm- mantel eines solchen Kabels geerdet ist, werden trotzdem im Ableitkabel Spannun gen induziert, welche sich der Hochfrequenz aus der Antenne überlagern und dadurch einen störfreien Empfang verunmöglichen.
Das Durchdringen von hochfrequenten Spannungen durch die Kabelabschirmung kommt dadurch zustande, dass durch die Selbstinduktion des Abschirmmantels bei nicht-quasi-stationären Verhältnissen der Hpchfrequenzwiderstand dieses Mantels Werte annimmt, bei welchen Spannungen längs dieser Abschirmung auftreten können. Diese längs des Kabelmantels verteilten Spannungen gelangen durch den kapazitiven Nebenschluss zwischen Abschirmung und Leiterdraht ebenfalls zum Empfänger.
Gemäss der Erfindung besteht die Ab schirmungsvorrichtung wenigstens teilweise aus Halbleitermaterial. Beispielsweise kann die Abschirmungsvorrichtung eine Hoch frequenz absorbierende, jedoch elektromagne tisch für die in Frage kommenden Frequen zen nicht reflektierende, einen Halbleiter enthaltende Schicht aufweisen. Dabei kann diese Hochfrequenz absorbierende, nicht reflektierende Schicht auf der dem Hoch frequenz führenden Leiter zugekehrten Seite eines reflektierenden, das heisst me tallenen Abschirmungskörpers angeordnet sein. Hierdurch ist es möglich, die Lösch- wirkungen durch Reflexionen auf den Lei ter zu beheben.
Dieser Hochfrequenz ab sorbierenden Schicht fällt die Aufgabe zu, die auf dem Abschirmmantel auftreffende Hochfrequenz zu absorbieren und dieselbe in Wärme umzuwandeln. Nachstehend sei der Aufbau und die Wirkungsweise einer solchen Schicht beschrieben.
Als Halbleiter haben solche Stoffe ünd Gebilde zu gelten, die eine Mittelstellung zwischen den Isolatoren und den Leitern einnehmen. Dabei gelten im Sinne der Er findung solche Stoffe als Leiter, bei denen nur Leitströme auftreten, und als Isolatoren solche Stoffe, bei welchen nur Verschiebe ströme auftreten. Demnach hat ein Halb leiter die beiden vorerwähnten Eigenschaf ten gemeinsam, das heisst es treten in ihm sowohl Leit-, als auch Verschiebeströme auf.
Die vorteilhaften Wirkungen der Ab schirmung gemäss der Erfindung wurden durch Versuche nachgewiesen.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung durch zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 sind die Hochfrequenz führenden Leiter die Wicklungen 1, 2 eines Hochfrequenztrans- formators 3, welcher auf einer metallenen Grundplatte 4 ruht und sich in einem me tallenen Abschirmbecher 5 befindet, der in kannter Weise z. B. aus Kupfer, Eisen oder Aluminium hergestellt sein kann. Die An schlüsse an die Wicklungen 1, 2 sind durch Isolierungen 6 in der Grundplatte 4 nach aussen geführt.
Die Innenseite des Ab schirmbechers 5, sowie die obere Fläche der Grundplatte 4 innerhalb des Abschirm- bechers sind mit einer .Schicht 7 aus einem Halbleiter belegt, welche Hochfrequenz ab sorbiert, jedoch für die in Frage kommen den Frequenzen nicht reflektierend ist. Durch,die Anordnung der Schicht 7 wird in zweifacher Hinsicht eine günstige Wirkung erzielt; nämlich erstens wird die von den Spulen 1, 2 nach aussen gehende Feldstörung geschwächt, bevor sie den metallischen Ab schirmbecher 5 erreicht, und zweitens wird die von dem Abschirmbecher 5 reflektierte Störung absorbiert.
Auf diese Weise sind durch .die Anordnung der Schicht 7 die sonst bei Abschirmungsvorrichtungen durch Re flexion auf die Spulen auftretenden Lösch- erscheinungen behoben.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ist der Hochfrequenz führende. Leiter eine gestreckte Leitung 8, zum Beispiel eine An tennenableitung oder Gitterzuführung. 9 ist der hohlzylindrische Form aufweisende Ab. schirmungskörper aus Metall, der auf seiner Innenseite mit einer Schicht 10 belegt ist, welche die gleichen Eigenschaften besitzt, wie die Schicht 7 bei dem vorher beschriebe nen Ausführungsbeispiel.
Für die Herstellung der Schichten 7 bezw. 10 kommen beispielsweise AJ Selen, Cu20, Graphit usw. in Betracht.
Zur Abschirmung eines Kabels gemäss Fig. 2 kann beispielsweise eine aus einer Mischung von 100 Teilen Wachs, 12 Teilen pulverisiertem Graphit und 1 Teil metalli schem Jod bestehende Schicht 10 von bei spielsweise 11/2 mm Dicke verwendet wer- den. Eine solche Halbleiterschicht hat eine Absorptionseigenschaft für Frequenzen von zirka 1500 kHz bis 500 kHz. Durch Ändern der Dicke dieser Schicht lässt sich die Ab sorptionswirkung entsprechend ändern.
.Diese Schicht lässt sich auch ohne weite res zum Abschirmen einer Spule gemäss Fig. 1 verwenden, wobei die Dicke der Schicht 7 für den oben angegebenen Fre quenzbereich allerdings mindestens 2 mm aufweisen soll.
Durch Ändern des Graphitzusatzes kann die Wirkung der Schicht so beeinflusst wer den, dass .dadurch die gleiche Wirkung auch bei dünneren Schichten eintritt.
Gegenüber den dargestellten und be schriebenen Ausführungsformen sind ver schiedene Abweichungen möglich. Der Ab schirmkörper kann jede geeignete Gestalt aufweisen, beispielsweise als Käfig ausge bildet sein. Anstatt dass der Abschirmkörper mit der Hochfrequenz absorbierenden, nicht reflektierenden .Schicht überzogen ist, kann diese Schicht in einem Abstand von dem Abschirmkörper auf der dem Hochfrequenz führenden Leiter zugekehrten Seite des selben angebracht sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung einen Becher aus der Hoch frequenz absorbierenden, nicht reflektieren den Schicht und einen über diesen gestülpten Becher aus Metall aufweisen.
Gegebenen falls kann die Abschirmungsvorrichtung nur aus einer Hochfrequenz absorbierenden, nicht reflektierenden Schicht bestehen, das heisst also, es kann der Abschirmkörper aus Metall ganz fortfallen.
Shielding device for high frequency conductors. The invention relates to a shielding device for high-frequency conductors, such as straight conductors, coils, etc.
It is known that such conductors for the purpose of mutual decoupling, as well as to keep away from unwanted. Shielding against high-frequency effects by means of a shielding body, for example a metal container or cage. Each conductor leading to high frequencies induces an electromagnetic field which, depending on the type of conductor, can assume a very significant spatial expansion. If such an electro-magnetic field hits the shielding body formed by a metal mirror or conductor, it is reflected by the same almost in its full totality.
The pigeonhole frequency radiation, which is slightly shifted in time and emitted by the conductor, returns to the radiation source through the reflection of the metal mirror and counteracts the control energy flowing through the conductor in accordance with the resulting phase shift. The energy radiating back through reflection on the conductor causes strong attenuation respectively. Attenuation of the induced electromotive force in the conductor.
For example, when high-frequency energy is transported that is picked up by a high antenna in the field of a radio transmitter, interference often occurs because the discharge cable runs on its way to the receiving device in the electrical field of a device that emits interference frequencies, for example a violet radiator or a motor. Even if the shielding jacket of such a cable is grounded, voltages are still induced in the discharge cable, which superimpose the high frequency from the antenna and thus make interference-free reception impossible.
The penetration of high-frequency voltages through the cable shielding is due to the fact that, due to the self-induction of the shielding jacket in non-quasi-stationary conditions, the high-frequency resistance of this jacket assumes values at which voltages can occur along this shielding. These voltages distributed along the cable sheath also reach the receiver through the capacitive shunt between the shield and the conductor wire.
According to the invention, the shielding device consists at least partially of semiconductor material. For example, the shielding device can have a high frequency absorbing, but electromagnetic table for the frequencies in question non-reflective, containing a semiconductor layer. In this case, this high-frequency absorbing, non-reflective layer can be arranged on the side of a reflective, that is to say me tallenen, shielding body facing the high-frequency conductor. This makes it possible to eliminate the extinguishing effects through reflections on the conductor.
This high-frequency absorbing layer has the task of absorbing the high-frequency incident on the shielding jacket and converting it into heat. The structure and mode of operation of such a layer will be described below.
Semiconductors are those substances and structures that occupy a middle position between the insulators and the conductors. In the sense of the invention, those substances apply as conductors in which only conducting currents occur, and as insulators those substances in which only displacement currents occur. Accordingly, a semi-conductor has the two aforementioned properties in common, that is, both guide and displacement currents occur in it.
The beneficial effects of the shielding according to the invention have been demonstrated by experiments.
The subject of the invention is illustrated in the drawing by two exemplary embodiments. In the embodiment according to FIG. 1, the high-frequency conductors are the windings 1, 2 of a high-frequency transformer 3, which rests on a metal base plate 4 and is located in a me-tallenen shielding can 5, which is z. B. can be made of copper, iron or aluminum. The connections to the windings 1, 2 are passed through insulation 6 in the base plate 4 to the outside.
The inside of the shielding cup 5 and the upper surface of the base plate 4 within the shielding cup are covered with a layer 7 of a semiconductor which absorbs high frequencies but is not reflective for the frequencies in question. The arrangement of the layer 7 has a beneficial effect in two respects; namely, first of all, the field disturbance going outward from the coils 1, 2 is weakened before it reaches the metallic shielding cup 5, and secondly, the disturbance reflected by the shielding cup 5 is absorbed.
In this way, the arrangement of the layer 7 eliminates the erasure phenomena that otherwise occur in shielding devices due to reflection on the coils.
In the embodiment according to FIG. 2, the high frequency is leading. Head an elongated line 8, for example an antenna lead or grid feed. 9 is the shielding body made of metal, which has a hollow cylindrical shape and is covered on its inside with a layer 10 which has the same properties as the layer 7 in the previously described embodiment.
For the production of the layers 7 respectively. AJ selenium, Cu20, graphite, etc. come into consideration, for example.
To shield a cable according to FIG. 2, a layer 10 consisting of a mixture of 100 parts of wax, 12 parts of powdered graphite and 1 part of metallic iodine, for example 11/2 mm thick, can be used. Such a semiconductor layer has an absorption property for frequencies of approximately 1500 kHz to 500 kHz. By changing the thickness of this layer, the absorption effect can be changed accordingly.
This layer can also be used for shielding a coil according to FIG. 1 without any further requirements, the thickness of the layer 7, however, should be at least 2 mm for the frequency range specified above.
By changing the amount of graphite added, the effect of the layer can be influenced in such a way that the same effect also occurs with thinner layers.
Different deviations are possible compared to the illustrated and described embodiments. From the shield body can have any suitable shape, for example, be formed as a cage. Instead of the shielding body being coated with the high-frequency absorbing, non-reflective layer, this layer can be applied at a distance from the shielding body on the side of the same facing the high-frequency conductor. For example, the device can have a cup made of the high-frequency absorbing, non-reflecting layer and a metal cup placed over this.
If necessary, the shielding device can only consist of a high-frequency absorbing, non-reflective layer, that is to say that the metal shielding body can be omitted entirely.