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Leitung für Hochfrequenzströme Zur Fortleitung elektrischer Energie
sehr hoher Frequenzen werden :häufig konzentrische Kabel benutzt, deren Mittelleiter
durch Isolierstoffe in zentrischer Lage zum Außenleiter gehalten wird. Es ist bekannt,
zu diesem Zweck das gesamte Kabel mit einer isolierenden Masse auszufüllen, die
dann sehr verlustarm sein muß. Zur Vermeidung der Verluste in diesem Dielektrikum,
zur Materialersparni3 und zur Gewichtsverringerung verzichtet man jedoch häufig
auf die vollständige Ausfüllung des Zwischenraumes zwischen dem Außen- und dem Innenleiter
und hält .den: letzteren. durch in gewissen Abständen voneinander angeordnete Isolierscheiben
in, seiner Lage. Dann: ist das Dielektrikum der Leitung natürlich inhomogen insofern,
als die. für @die Scheiben verwendeten Iscolierstoffe andere d@ielektrische Werte
aufweisen. als die zwischen, den Scheiben als D Ielektrikum wirkende Luft. An den
Übergangssbelfen von Luft zur Isolierscheibe und von. ,der Isolierscheibe zur Luft
treten infolgedessen Refflexionen@ auf, die die ungestörte. Fortleitung der Hochfrequenzströme
auf dem Kabel -empfindlich stören. Es ist bekannt, daß man. diese Reflexionen durch
Verwendung von Scheiben verhindern oder wenigstens stark verringern kann, deren
Abmessungen. n einem bestimmten: Verhältnis zur Wellenlänge der auf der ,Leitung
liegenden Hochfrequenz stehen. Es ergibt sich ohne weiteres, da.ß -ein, solcher
Abgleich natürlich nur für eine einzige Wellenlänge wirksam ist, für Frequenzbänder
oder für mehrere verschieden,-, Frequenzen auf einer Leitung aber nicht ausreicht.
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In manchen Fällen, werden statt konzentrischer Leitungen auch zwei
im Abstand voneinander und
parallel nebeneinanderher geführte Leiter
als Hochfrequenzleitungen verwendet. Für sie ergeben. sich ähnliche Schwierigkeiten,,
weil sie ja sowohl untereinander in einem gewissen Abstand gehalten als auch gegen
eine Unterlage abgestützt werden müssen. Die Bauelemente, die zur Aufrechterhaltung
der Abstände voneifiander -und von der Unterlage, auf der die Leitung verlegt ist,
dienen, besitzen ebenfalls andere dielektrische Werte als die sonst in der Riegel
als Hauptdielektrikum wirksame Luft. Es treten also auch hier an 'den HalterungsstelleuReflexionen.
der durch dieLeitung fließenden Hochfrequen.zströme auf, die zu den bereits obengenannten
Schwierigkeiten auch hier führen.
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Es .ist bekannt, daß Isoliierstoffe, deren Dielektrizitätskonstante
gleich ihrer Permeabilität ist, sich hinsichtlich des Wellenwiderstandes -wie der
leere Raum verhalten. Solche Stoffe; sind daher bereits verwendet worden, um das-
Anpeilen von Gegenständen im Raum mit Hochfrequeuzstrahlen zu erschweren oder unmöglich
zu machen, und es ist auch schon bekannt, in Leitungen der obengenannten Art Ab.standshalter
zu verwenden, die aus v-erschie,dienen Stoffen derart geschichtet sind, daß sie
in einer von .der in der Leitung herrschenden Feldrverteilung bzw. Feldrichtung
abhängigen Richtung als Ganzes gesehen: einen Körper ergeben., der für diese Art
der Wellenfortpflanzung eine seiner Dielektrizitätskonstante gleiche Permeabilität
aufweist. Solche Körper sind naturgemäß nur dann verwendbar, wenn auf einer Leitung
stets nur die gleiche Wellentype vorliegt, .da ja z. B. beim Vertauschen einer H-Wellentype
mit einer E-Wellentype die Schichtungsrichtung der Isolierkörper geändert werden
müßte. Es war bisher auch noch nicht möglich, diese Schichtung der Körper zu vermeiden,
da die üblichen magnetischen Stoffe außer der durch sie, erzielten Erhöhung der
Permeabili:tät eine nicht im gleichen Verhältnis vergrößerte Dielektrizitätskonstante
ergaben:, so .daß durch Zwischenschichten von Stoffen lediglich erhöhter Di= elektrizitätskonstante,
'aber ohne Einschluß von die Permeabilität erhähenden Teilchen; für eine Vergrößerung
des Wertes der Dielektrizitätskonstante gegenüber dem Wert der Permeabilität gesorgt
werden mußte.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Leitung für-Hochfrequenz.ströme
miit im wesentlichen, in. Luft als Die@l@ektrnkum verlaufenden, durch in Abständen
voneinander angeordnete Baueleznente gegeneinander und/oder gegen ihre Auflage abgestützten
Leitern .das abstützende Bauelement aus einem Ferrit hergestellt, dessen Permeabilität
gleich seiner Di.elektrizitätskonstanten ist. Ferrite sind bekanntlich Mischungen
von. Eisenoxyden mit Oxyden anderer Metalle, deren Permeabilitäts-Dielektri'zitätskonstanten-Verhältn:is
sich durch die Zusammensetzung in, weiten Grenzen verändern läßt. Sie bieten auch
hinsichtlich ihrer technischen Festigkeit ausreichend Gewähr dafür, daß die aus
ihnen hergestellten Abstandishalter, Isolierscheiben od. dgl. :den auftretenden'
Belastungen gewachsen sind; und schließlich ist ihre elektrische Leitfähigkeit genügend
klein; um sie noch als Isolatoren verwenden. zu können. Die Zusammensetzung des
Ferritsi wird zweckmäßig durch das ganze Bauelement hindurch gleichmäßig gehalten.
Im Gegensatz zu den bisherigen geschichteten Medien. hat der für den gleichen Zweck
eingesetzte Ferrit den Vorteil, .daß er richtungsunabhängig den Wellenwiderstand
2 = r zu erreichen gestattet, daß also bei! seiner erfindiungsgemäßen Verwendung
in Abstandshafern in Hochfrequenzleritungen ;die Leitung nicht nur mit den verschiedensten
Frequenzen., sondern auch mit Wellentypen der verschiedensten Art betrieben werden
kann, ohne daß die Eigenschaften der Abistandshalter oder Isolierscheiben störend
in Erscheinung treten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gibt man dien Bauelementen
zweckmäßig Begrenzungen, ,die im wesentlichen dem Verlauf der Feldlinien um die,
bzw. zwischen den Leitern .der Leitung falben. In konzentrischen! Leitungen füllt
das aus Ferrit bestehende- Bauelement gemäß der Erfindung im Bereich seiner Erstreckung
längs der Leitung am besten den gesamten Querschnitt zwischen den Leitern gleichmäßig
und homogen aus.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Bauelementen
gemäß der Erfindung schematisch ,dargestellt, und zwar zeigen .die, Fig. z und 2
den Querschnitt durch eine aus zwei parallelen. Leitern bestehende Leitung, deren
Leiter gegeneinander und gegen Erde durch Abstandshaltergemäß der Erfindung abgestützt
sind., F'ig. 3 einen Längsschnitt .durch. ein, konzentrisches Kabel reit gemäß der
Erfindung ausgeführten Abstandshaltern.
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In Fig. r sind mit z und. 2 die beiden Leiter der Doppelleitung bezeichnet.
Sie werden durch ein Bauelement 3 aus Ferrit sowohl gegeneinander als auch gegen,
den Boden abgestützt. Dabei folgen die Begrenzungen des Bauelements 3 ungefähr dem
Verlauf von zwischen den Leitern, oder zwischen einem Leiter und Erde verlaufenden
Kraftlinien des elektrischen Feldes.
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Im Eig. 2 bedeuten z und 2 abermals die beiden Leiter einer Doppelleitung,
die durch Abstandshalter q. im Abstand voneinander und vom Erdboden gehalten werden.
Hier sind dieBegrenzungen des Abstandshalters ¢ so gewählt, daß sie- auf einem großen
Teil ihres Weges den um die Leiter z und 2 sich ausbildenden magnetischen Feldlilrien
folgen.
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In Fi;g. 3 stellt 5 .den Außenleiter, 6 den Innenleiter einer konzentrischen
Leitung dar, die durch im Abstand? voneinander angeordnete dünne Scheiben &
und 9 aus Ferrit in konzentrischer Lage zueinander gehalten. werdlen.