CH412025A - Relais für koaxiale Verbindungen - Google Patents

Description

  Relais     für        koaxiale        Verbindungen       Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais für  koaxiale Verbindungen, insbesondere zum Schalten  von Strömen hoher Frequenzen. Das Relais ist ge  kennzeichnet durch ein dicht verschlossenes Glas  gefäss, durch magnetisch     betätigbare        Schaltkontakte,     die im Glasgefäss untergebracht sind, wobei jeder  der Kontakte einen sich nach aussen erstreckenden       Anschlussleiter    aufweist, der mit dem Innenleiter eines       Koaxialkabelkopplungsstückes    verbunden ist,     durch     ein Metallrohr aus nichtmagnetischem     Material,

      das  koaxial um das Glasgefäss sich erstreckt, und durch  ein Verbindungsstück, das mit den Aussenleitern der       Koaxialkabelkopplungsstücke    in Verbindung steht,  und durch eine Erregerspule, welche das     Metallrohr     umgibt, um     wahlweise    die Schaltkontakte zu öffnen  und zu schliessen.  



  Anhand eines     Ausführungsbeipiels    wird nach  folgend das erfindungsgemässe Relais mit Hilfe der  Zeichnung beschrieben. In dieser     zeigt:     die     Fig.    1 eine Ansicht des     T-Typ-Relais,    wobei  die Fusspartie teilweise     geschnitten    ist,  die     Fig.    2 einen Längsschnitt durch das Relais  der     Fig.    1,  die     Fig.    3 einen Schnitt längs der Linie<B><I>A -A</I></B> des       Relaisteiles,    welcher die     Schaltkontaktenden        aufweist,

       die     Fig.4    eine andere Ausführungsform eines  Relais des     Y-Typs    im     Längsschnitt.     



       Allgemeines     Die     Ausführungsbeispiele    schaffen einen ein  fachen,     wirtschaftlichen    Aufbau einer     Relaiseinheit,     welche eine feste Verbindung zwischen koaxialen       Leitern    herstellt und kein Echo erzeugt,     wenn    sie in  einer     Hochfrequenzleitung    eingebaut ist. Die Energie  verluste sind bis zu Frequenzen von 500 MHz     ver-          nachlässigbar.    Die Betätigungsenergie des Relais be-         wegt    sich in der Grössenordnung von     wenigen    Watt.

    Eine typische Anwendung findet das Relais für die  Umschaltung von Radioantennen von einem Emp  fänger auf einen Sender und umgekehrt.  



  Für das beste Arbeiten des Relais     sollten    die       Merkmale    folgende sein:  a) Es soll einen sehr niedrigen Kontaktwider  stand zwischen den Kontaktpunkten auch bei höch  sten     Frequenzen    aufweisen.  



  b)     Die    Kontaktpunkte sollen keinen oder nur ge  ringen Verschleiss zeitigen ohne ohne Änderung der       Leitfähigkeit    der Oberfläche, wenn der Strom fliesst.  



       c)    Das: Relais soll eine ganz geringe     elektronische     Kapazität zwischen den     Bestandteilen    aufweisen,  welche Kontakte tagen, um     Energieverlust-Wirkun-          gen        im    Kabel zu     verhindern..     



       1d)    Die Isolation zwischen den Kontakten soll bei  offenem Stromkreis hoch sein.  



       In    einem     Ausführungsbeispiel    des Relais werden  die oben genannten Charakteristiken durch die Ver  wendung von Kontakten erreicht, welche aus     ferro-          magnetischen    Metallegierungen bestehen, welche .eine  hohe     elektrische        Leitfähigkeit    aufweisen und welche  in einem evakuierten Gefäss eingeschmolzen sind,  und     dabei    den inneren Leiter der     Relaisanordnung     bilden.

   Die elektrische Kapazität zwischen den offe  nen     Kontakten        beträgt    nicht mehr     als    ein     Picofarad,     während der     Gleichspannungs-Isolationswiderstand     an den     Schaltklemmen    den Wert von 1014 Ohm  erreichen kann. Die restliche Verlustenergie ist ab  hängig von der Qualität des     Dielektrikums    der Ver  bindungsglieder. Ein     nichtmagnetisches    Metallrohr       vervollständigt    den äusseren     konzentrischen    Leiter  für die koaxiale Verbindung.  



  Ein Merkmal des vorliegenden Relais     besteht     ferner darin,     dass    seine     Ansprechempfindlichkeit         durch die Verwendung zusätzlicher kleiner permanen  ter und bewegbarer Magnete in der Nähe der  Kontaktelemente erhöht und     einstellbar        wird.     



  Die     Fig.    1 zeigt ein koaxiales Vakuumrelais in  der Form eines umgekehrten T, dessen drei Enden  kopplungsstücke 1, 2 und 3 mit koaxialen Leitern  eines Standardtyps verbunden sind. Der zentrale Teil       b,-steht    aus     ein--m    äusseren konzentrisch angeordneten       kurz--n    Metallrohr,     welch s    eine innere verschmolzene  Schalteinheit der oben     erwähnten    Art trägt.

   Der       T-Typ    wird nur     als    Beispiel angeführt, und das  Relais kann ebenfalls als     Y-Typ    oder auf irgend  eine     andere        pass-;        nde    Weise angeführt sein.  



  Das Metallrohr 5 bildet den äusseren Leiter der  koaxialen Einheit und ist von der Erregerwicklung 4       umgeban.    Die     Fig.    2     zeigt    den inneren Aufbau des  neuartigen Vakuumrelais, in welchem ein Gefäss 6,  das die Kontakte an den Enden der länglichen,  zungenartigen,     ferromagnetischen    Elemente aufweist,  längs der Achse der Metallröhre 5 aus nichtmagne  tischem Material angeordnet ist. Die Ausgangskon  takte können wahlweise mit dem zentralen     Leiter     eines koaxialen Kabels verbunden werden, das mit 1  bezeichnet ist.

   Der innere Durchmesser des Metall  rohres 5 ist bezüglich des äusseren Durchmessers d  des geschlossenen Glasrohres mit den Kontakten der  art, dass dar Wellenwiderstand  
EMI0002.0020     
    beträgt.  Bei der Verwendung von Tragscheiben 16 ange  messenen     dielektrischen    Materials kann der Wert der       dielektrischen    Konstanten     E    geändert werden, um  den gewünschten Wellenwiderstand zu erreichen.  



  Diese Tragmittel dienen ebenfalls zum Zentrieren  des Glasrohres, welches die inneren Leiter im Glas  rohr in der richtigen ,axialen Lage     bezüglich    des  Metallrohres 5 halten. Das Glasrohr 6 besteht vor  zugsweise aus einem auf beiden Seiten     zugeschmol-          zenen        Glasgefäss,    dessen eines Ende nur eine An  schlussklemme 7 aufweist. Eine solche     Einheit    ist in  einem Störungsfalle leicht zu ersetzen und wird     an     ihrer Stelle nur durch zwei Lötverbindungen fest  gehalten, welche durch die Öffnung 10 ausgeführt  werden.

   Sie kann aus dem Rohr 5 durch deren       Oberteil    entfernt werden, nachdem .das Kopplungs  stück 1 durch Lösen der Schrauben 11 vom Kopf  des Relais     entfernt    wurde.  



  Die     Fig.3        zeigt    einen Schnitt längs der  Fläche<B><I>A -A</I></B> durch die Basis     eines    koaxialen Relais.  Die Ausgänge der Schaltkontakte, welche im Glas  gefäss 6 enthalten sind, enden in zwei Leitern 8  bzw. 9, welche     durch    das Gefäss nach aussen treten  und welche     elektrisch    mit den zentralen Anschlüssen  der Kopplungsstücke 2, 3 verbunden sind und die  Verbindungen mit den Leitern der Kabel     herstellen.     Beispielsweise kann das Kopplungsstück 2 mittelbar  mit einem Radioempfänger verbunden sein, wenn    das Relais nicht erregt ist, und das Kopplungsstück 3  kann zu einem Sender führen, wann das Relais erregt  ist.

   Die beiden Kopplungsstücke 2 und 3 sind     mittels     Schrauben am     nichtmagnetischen    Metallblock 12       befeatigt,    welcher zum Rohr 5 gehört. Eine     öff-          nung    10 im Block, welche um die Achse des Roh  res 5 liegt, erleichtert .das Verlöten der zentralen  Leiter der Kopplungsstücke 2 und 3 mit den An  schlussleitern 8 und 9 der Kontakte im Gefäss 6.  Die     Öffnung    10 wird durch einen nichtmagnetischen  Pfropfen geschlossen.  



  Das koaxiale Vakuumrelais wird mittels der  Spule 4 erregt, die um das Metallrohr 5 liegt. An  den entgegengesetzten Enden dieser Spule können zwei  Platten aus magnetischem Material (13 und 13')  angebracht sein, um den magnetischen Fluss zu ver  dichten, welcher durch die Erregerspule 4 an den  entgegengesetzten Enden des     verschmolzenen    Gefässes  mit den Kontakten hervorgerufen wird. Eine äussere  magnetische Umhüllung 15 schliesst den magnetischen  Stromkreis der Platten 13 und 13' und schafft eine  Abschirmung für die Spule 4.  



  Um die Arbeitsempfindlichkeit des Relais zu  vergrössern, damit     garingere    Spannungen an der Spule  verwendet werden können, um die Arbeitskontakte  der Relais zu ,schliessen, ist ein kleiner     permanenter     Magnet 17     (Fig.    1) :an einem Pfropfen 18     derart     angebracht, dass einer seiner Pole benachbart zu den  Leitern 8 und 9 liegt. Die magnetische Polarität wird  so gewählt, dass sie die Wirkung der Spule 4 unter  stützt. Der Magnet 17 kann gegen die Leiter 8  und 9 oder von diesen weg bewegt werden, indem  der Zapfen 18 in die Öffnung 10 ein- oder ausge  schraubt wird.

   Durch dieses Mittel kann die erforder  liche Spannung über den Enden der     Spule    4 bei  spielsweise von 8 Volt auf 2 Volt erniedrigt werden,  ohne die Spule für     die    Betätigung des     Relais    zu  ändern. Die     Ampere-Windungen    des Relais können  daher durch Verwendung dieses Polarisationsmagne  ten auf :ein Minimum gebracht werden.  



  Die     Fig.4    zeigt die     Ausführung    des Relais in  Form     eines:    Y durch     Änderung    des Winkels der  Kopplungsstücke 2 und 3 in bezug auf die Achse  des Rohres 5. Mit dieser Ausführungsform wird eine  verbesserte     Hochfrequenzentkopplung    erreicht. Die  Leiter 8-9, welche aus dem Gefäss 6 hervorschauen,  werden, wie die     Fig.    4 zeigt, voneinander weggebogen  und mit den Mittelleitern der Kopplungsstücke 2-3  verlötet. Seitliche Öffnungen können zur Erleich  terung des Zusammenbaues vorgesehen werden.  



  An einigen hergestellten Einheiten wurden Prü  fungen vorgenommen, indem das Relais in einem  Stromkreis von 50 Ohm Impedanz und einer Hoch  frequenz von 50-500 MHz eingeführt wurde. Es  wurden keine, Energieverluste und eine Verbesserung  des     Stehwellenverhältnisses    gegenüber bekannten  Ausführungsformen festgestellt. Der mittlere Ver  bindungsverlust war geringer als 0,5     @db    und das       Spannungsstehwellenverhältnis    geringer als 1,2 bis      zu 500 MHz. Die     Lebenserwartung    beträgt mehr als  107     Schaltungen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Relais für koaxiale Verbindungen, insbesondere für hohe Frequenzen, gekennzeichnet durch ein dicht verschlossenes Glasgefäss (6), durch magnetisch b;e- tätigbarSchaltkontakte, die im Glasgefäss unterge bracht sind, wobei jeder der Kontakte einen sich nach aussen erstreckenden Anschlussleiter (7, 8, 9) aufweist, .der mit dem Innenleiter eines Koaxial kabelkopplungsstückes (1, 2, 3) verbunden ist, durch ein Metallrohr (5) aus nichtmagnetischem Material, das koaxial um das Glasgefäss sich erstreckt und durch ein Verbindungsstück (12),

   das mit den Aussen leitern der Koaxialkabelkopplungsstücke in Verbin dung steht, und durch eine Erregerspule (4), welche das Metallrohr umgibt, um wahlweise die Schalt kontakte zu öffnen und zu schliessen. UNTERANSPRÜCHE 1. Relais nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die genannten Schaltkontakte einen Umschaltkontakt bilden, zum Zwecke, einen von zwei Innenleitern (8, 9) des Koaxialkabelkopplungsstückes (2, 3) mit dem dritten solchen Innenleiter (7) zu ver binden. 2.

   Relais nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Stirnseiten ider Erregerspule durch Flansche aus ferromagnetischem Material (13) be deckt sind und die Spule durch eine Hülse aus ferro- magnetischem Material (15) ummantelt ist, zum Zwecke der Bildung einfies teilweise geschlossenen magnetischen Kreises. 3.

   Relais nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen in seiner Lage verstellbaren, benach bart zu einem Ende des Gefässes angebrachten Dauermagneten zur Einstellung der Empfindlichkeit des Relais. 4. Relais nach Piatentanspruch und Iden Unter- ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koaxialkabelkopplungsstücke mit dem sie verbinden den Spulenkörper einen T-förmigen Aufbau auf weisen. 5.

   Relais nach Patentanspruch und den Unter ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koaxialkabelkopplungsstücke mit dem sie verbinden den Spulenkörper einten Y-förmigen Aufbau auf weisen.