DE2222171A1

DE2222171A1 - Slotted coaxial cable

Info

Publication number: DE2222171A1
Application number: DE19722222171
Authority: DE
Inventors: Yoshio Miyamoto; Kenichi Yoshida
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1971-05-06
Filing date: 1972-05-05
Publication date: 1972-11-16
Also published as: DE2265101A1; GB1387001A; DE2265101B2; FR2135358B1; DE2222171B2; DE2265101C3; FR2135358A1; IT960076B

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, 2222171Patent attorneys Dipl.-Ing. R Weickmann, 2222171

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

LAZB 8 MÜNCHEN 86, DENLAZB 8 MUNICH 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22POST BOX 860 820 MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 98 3921/22

Sumitomo Electric Industries, Ltd., 15, 5-chome, Kitahama,Sumitomo Electric Industries, Ltd., 15, 5-chome, Kitahama,

Higashi-ku, Osaka / JapanHigashi-ku, Osaka / Japan

Geschlitztes KoaxialkabelSlotted coaxial cable

Die Erfindung betrifft ein geschlitztes Koaxialkabel.The invention relates to a slotted coaxial cable.

Fig. 1 zeigt die typische Ausführung eines herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabels, mit einem Innenleiter 1, einem Außenleiter 3, der in Richtung einer Achse des Außenleiters 3 eine Gruppe von periodisch angeordneten Schlitzen 5^, 5£s ··· aufweist, einen zwischen den Innenleiter 1 und den Außenleiter 3 angeordneten Isolator 2 und einer den Außenleiter 3 bedeckenden Isolationsschicht 4. Die elektrischen Haupteigenschaften des Koaxialkabels, wie gleichförmige Verteilung und Stabilität einer Streuwelle, sowie einer für die Abstrahlung der stabilen Streuwelle geeigneten Frequenzbandbreite_s usw. sind in erster Linie durch die Struktur der im Außenleiter 3 vorgesehenen Schlitze 5, dJfei. z.B. durch die Form und die Periode, in der die Schlitze 5 angeordnet sind, festgelegt. Die in Fig. 1 gezeigten Hauptrichtungen A und B der auf dem Innenleiter 1 und entsprechend auf einer inneren Wand des Außenleiters 3 fließenden Ströme sind nahezu parallel zur AchseFig. 1 shows the typical embodiment of a conventional slotted coaxial cable, with an inner conductor 1, an outer conductor 3, which in the direction of an axis of the outer conductor 3 has a group of periodically arranged slots 5 ^, 5 £ s ···, one between the inner conductor 1 and the outer conductor 3 arranged insulator 2 and an insulating layer 4 covering the outer conductor 3. The main electrical properties of the coaxial cable, such as uniform distribution and stability of a scattered wave, as well as a frequency bandwidth _s etc. suitable for the emission of the stable scattered wave, are primarily determined by the Structure of the slots 5, dJfei provided in the outer conductor 3. for example, determined by the shape and the period in which the slots 5 are arranged. The main directions A and B, shown in FIG. 1, of the currents flowing on the inner conductor 1 and correspondingly on an inner wall of the outer conductor 3 are almost parallel to the axis

209847/084 6.209847/084 6.

des Koaxialkabels und kehren mit einer Periode von etwa 1/2 Wellenlänge ihre Richtung um. Bei Beachtung der oben erwähnten Verteilung der Ströme und geeigneter Form der Schlitze 5 ist die Periode, in der die Schlitze 5 angeordnet sind, unter dem Gesichtspunkt stabiler Ausbreitung der Streuwelle zu bestimmen.of the coaxial cable and reverse their direction with a period of about 1/2 wavelength. If the above-mentioned are observed Distribution of the currents and suitable shape of the slots 5 is the period in which the slots 5 are arranged, below the To determine the point of view of stable propagation of the scattered wave.

In dem in Fig. 1 dargestellten geschlitzten Koaxialkabel wird eine Fortpflanzungsphasenkonstante Γη in radialer Richtung des Koaxialkabels durch die bekannte folgende Formel wiedergegeben: In the slotted coaxial cable shown in Fig. 1, a propagation phase constant Γη becomes in the radial direction of the coaxial cable is represented by the well-known following formula:

Hierbei ist ρ die Periode der Schlitze 5, A ist eine zur verwendeten Frequenz gehörende Wellenlänge im freien Raum, ^g ist die Ausbreitungswellenlänge im Koaxialkabel und η ist eine ganze Zahl. Stabile Ausbreitungsbedingungen sind durch (/n) >0 in Gleichung (1) bestimmt und die Anzahl der ganzen Zahlen, die die oben genannten Bedingungen erfüllen, sollte, um eine Streuwelle mit einem einzigen Strahl zu erzeugen, auf 1 beschränkt sein. Bei Beachtung dieser Tatsache beschränkt die folgende bekannte Formel die Periode ρ der Schlitze 5:Here, ρ is the period of the slots 5, A is the one used Frequency belonging wavelength in free space, ^ g is the propagation wavelength in the coaxial cable and η is a integer. Stable propagation conditions are given by (/ n)> 0 is determined in equation (1) and the number of integers that meet the above conditions should be a To generate scattered wave with a single beam, be limited to 1. With this fact in mind, the the following known formula the period ρ of the slots 5:

Hierbei bedeutet ν ein Verkürzungsverhältnis der Wellenlänge, das durch das Verhältnis der Wellenlänge im Koaxialkabel zur Wellenlänge des freien Raumes bestimmt ist.Here, ν means a shortening ratio of the wavelength, which is determined by the ratio of the wavelength in the coaxial cable to the wavelength of the free space.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung des durch die Formel (2) wiedergegebenen Zusammenhangs. Auf der Abszisse ist V und aufFig. 2 is a graph showing the relationship represented by the formula (2). On the abscissa is V and on

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der Ordinate ist Λ/ρ aufgetragen. Die schraffierte Fläche zeigt einen Bereich, in dem die Bedingungen einer stabilen Ausbreitung der Streuwelle mit einem einzelnen Strahl erfüllt sind. Wenn das Verkürzungsverhältnis V der Wellenlänge des Koaxialkabels gegeben ist, ist ein Bereich der λ/p-Werte festgelegt.the ordinate is plotted Λ / ρ. The hatched area shows an area in which the conditions of stable propagation of the scattered wave with a single beam are satisfied. Given the shortening ratio V of the wavelength of the coaxial cable, a range of λ / p values is determined.

Eine der wichtigsten elektrischen Eigenschaften des geschlitzten Koaxialkabels ist die G-leichförmigkeit eines Koppelpegels zwischen"dem Koaxialkabel und einer Antenne eines entlang fahrenden Fahrzeugs. Die Gleichförmigkeit des Koppelpegels entlang der Achse des Koaxialkabels nimmt entsprechend der Dichte der auf dem Koaxialkabel angeordneten Schlitze 5 zu. Dementsprechend muß die Periode ρ der Schlitze 5 bei der Entwicklung des geschlitzten Koaxialkabels so gewählt werden, daß sowohl die oben angeführte Bedingung der Gleichförmigkeit des Koppelpegels als auch die durch die Gleichung (2) aufgestellte Bedingung erfüllt ist.One of the most important electrical properties of the slotted Coaxial cable is the uniformity of a coupling level between "the coaxial cable and an antenna of a traveling along Vehicle. The uniformity of the coupling level along the axis of the coaxial cable increases according to the density of the on the coaxial cable arranged slots 5 to. Accordingly, the period ρ of the slits 5 in the development of the slotted coaxial cable can be selected so that both the above condition of the uniformity of the Coupling level as well as the condition established by equation (2) is met.

Bei bekannten Konstruktionen eines in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabels beträgt der Wert von ^ etwa 0,9. Selbst wenn der Raum zwischen dem Innenleiter 1 und dem Außenleiter 3 vollständig mit einem Isolator 2, wie z.B. Polyäthylen, ausgefüllt ist, erreicht das Verkürzungsverhältnis der Wellenlänge des Koaxialkabels höchstens einen Wert von etwa 0,67. Die diesen V -Werten 0,67 und 0,9 entsprechenden Bereiche von Ä/p sind in Fig. 2 durch die Bezugszeichen D bzw. E dargestellt. Das bevorzugte Frequenzband einer in Fig. i dargestellten Konstruktion eines herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabels liegt deshalb um etwa 400 MHz und ist unter den Gesichtspunkten stabiler Ausbreitung einer einzigen Streuwelle und der Gleichförmigkeit des Koppelpegels auf höchstens I50 MHz beschränkt. Wenn aus Gründen der durch die Formel (2) beschränkten stabilen Ausbreitung ein ^/p-Wert von etwa 2In known constructions of a conventional slotted coaxial cable shown in Fig. 1, the value of is about 0.9. Even if the space between the inner conductor 1 and the outer conductor 3 is completely filled with an insulator 2 such as polyethylene, the shortening ratio of the wavelength of the coaxial cable reaches a value of about 0.67 at most. The ranges of λ / p corresponding to these V values 0.67 and 0.9 are represented in FIG. 2 by the reference symbols D and E, respectively. Therefore, the preferred frequency band of a conventional split coaxial cable construction shown in Fig. 1 is around 400 MHz and is limited to 150 MHz or less from the viewpoints of stable propagation of a single stray wave and uniformity of the coupling level. If, for reasons of the stable spreading restricted by the formula (2), a ^ / p value of about 2

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im Bereich von D oder E und eine einer Wellenlänge λ von 2 m entsprechende Betriebsfrequenz bei 150 MHz gewählt ist, ist die Periode ρ der Schlitze 5 mit etwa 1 m festgelegt.in the range of D or E and a wavelength λ of 2 m corresponding operating frequency is selected at 150 MHz, the period ρ of the slots 5 is set to about 1 m.

Ein solcher p-Wert ist etwa die Grenze, in der die Gleichförmigkeit des Koppelpegels eingehalten werden kann. Im Falle tieferer Frequenzen, wie z.B. 30 MHz, die einer Wellenlänge von 10 m entsprechen, beträgt, bei Verwendung von Strukturen herkömmlicher geschlitzter Koaxialkabel mit einem λ/p-Wert von 2, die Schlitzperiode, allein unter dem Gesichtspunkt stabiler Ausbreitung, etwa 5 m.Such a p-value is roughly the limit within which the uniformity of the coupling level can be maintained. In the case of lower frequencies, such as 30 MHz, which correspond to a wavelength of 10 m, when using structures of conventional slotted coaxial cables with a λ / p value of 2, the slot period, solely from the point of view of stable propagation, is about 5 m .

Derartig lange Perioden ρ der Schlitze 5 verursachen starke Schwankungen des Koppelpegels entlang des Koaxialkabels, die sich auf eine Verbindung mit dem Fahrzeug sehr nachteilig auswirken.Such long periods ρ of the slots 5 cause strong fluctuations in the coupling level along the coaxial cable, which have a very detrimental effect on a connection with the vehicle.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß, falls der Wert des Verkürzungsverhältnisses U selbst in einem niedrigen Frequenzband durch Verbesserung der Struktur des geschlitzten Koaxialkabels klein genug wählbar ist, der λ/p-Wert sehr groß und in einem großen Bereich wählbar sein kann.It can be seen from Fig. 2 that if the value of the shortening ratio U can be selected small enough even in a low frequency band by improving the structure of the split coaxial cable, the λ / p value can be selected very large and in a wide range.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein verbessertes geschlitztes Koaxialkabel mit einer Kabelstruktur aufzuzeigen, die die oben beschriebenen Nachteile eines herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabels vermeidet.It is an object of the invention to provide an improved slotted coaxial cable having a cable structure similar to that described above avoids described disadvantages of a conventional slotted coaxial cable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Innenleiter mit einer eine elektromagnetische Welle verzögernden Struktur und einem Außenleiter mit einer Schlitzanordnung in Richtung einer Achse des Koaxialkabels gelöst.The object is achieved according to the invention by an inner conductor with a structure that retards an electromagnetic wave and an outer conductor with a slot arrangement in the direction of a Axis of the coaxial cable released.

Durch die Verwendung eines Innenleiters mit einer die Ausbreitung der elektromagnetischen Welle verzögernden Struktur wirdBy using an inner conductor with a structure that retards the propagation of the electromagnetic wave,

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ein kleiner Wert des Verkürzungsverhältnisses der Wellenlänge des Koaxialkabels erreicht. Auf den Innenleiter des erfindungsgemäßen Koaxialkabels kann jeder Typ einer herkömmlichen Verzögerungsleitung angewandt werden. Wird ein derartiges geschlitztes Koaxialkabel entlang der Fahrspur des Fahrzeugs verlegt und mit einem Nachrichtensignal in einem sehr niedri- , gen Frequenzband um etwa 30 MHz gespeist, so werden die Schwankungen des Koppelpegels zwischen dem geschlitzten Koaxialkabel und einer Antenne des Fahrzeugs, die der Bewegung des Fahrzeugs entsprechen, selbst in einem derartig niedrigen Frequenzband außerordentlich verringert und das verwendbare Frequenzband ist außerdem viel breiter. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine erfolgreiche Verbindung mit Fahrzeugen bei sehr guter Qualität.a small value of the shortening ratio of the wavelength of the coaxial cable is achieved. On the inner conductor of the invention Any type of conventional delay line can be used with coaxial cable. Becomes such a slotted Coaxial cable laid along the vehicle's lane and with a message signal in a very low, In the frequency band around 30 MHz fed, the fluctuations in the coupling level between the slotted coaxial cable and an antenna of the vehicle corresponding to the movement of the vehicle even in such a low one The frequency band is greatly reduced, and the usable frequency band is also much wider. The present invention enables a successful connection with vehicles with very good quality.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Fig. 1 ist eine Schrägansicht eines herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabels, das, zum besseren Verständnis, teilweise aufgeschnitten ist. Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Bereichs stabiler Ausbreitung einer einzigen Streuwelle. Fig. 3 ist eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen teilweise aufgeschnittenen geschlitzten Koaxialkabels. Fig. 4· zeigt einen Innenleiter des erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels. Fig. 5 ist eine Schrägansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform. Fig. 6 zeigt einen aus einer Vielzahl isolierter Drähte bestehenden Innenleiter der Ausführungsform nach Fig. 5. Fig. 7 zeigt eine die Anregung der Schlitze erklärende Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 8 und 9 zeigen Seitenansichten erfindungsgemäßer Ausführungsformen.The invention is to be described in more detail below with reference to drawings explained. Fig. 1 is an oblique view of a conventional slotted coaxial cable which, for a better understanding, is partially cut open. Fig. 2 shows a graph of the area of stable propagation of a single Scattering wave. Fig. 3 is an oblique view of a partially cut slotted coaxial cable according to the invention. 4 shows an inner conductor of the invention slotted coaxial cable. Fig. 5 is an oblique view of a further embodiment according to the invention. Fig. 6 shows an inner conductor consisting of a plurality of insulated wires of the embodiment according to FIG. 5. FIG. 7 shows a view explaining the excitation of the slots of an embodiment of the invention. Figures 8 and 9 show side views embodiments of the invention.

Ein geschlitztes Koaxialkabel hat die Aufgabe, einen Teil einer elektromagnetischen Welle, die sich in dem Koaxialkabel entlang einer Achse des Koaxialkabels ausbreitet, über in seinem Außenleiter mit geeigneter Periode angebrachte Schlitze abzustrahlen,A slotted coaxial cable has the task of carrying part of an electromagnetic wave that travels along the coaxial cable one axis of the coaxial cable to radiate through slots made in its outer conductor with a suitable period,

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Geschlitzte Koaxialkabel werden in jüngster Zeit für verbindende Steuersysteme von Fahrzeugen verwendet.Slotted coaxial cables are recently used for interconnecting control systems of vehicles.

Fig. 3 zeigt ein typisches Beispiel einer Konstruktion des erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels. Ein Innenleiterdraht 7 ist spiralförmig um eine Isolierröhre 6 gewunden. Ein Isolator 8 trägt die Isolierröhre 6 und den Innenleiterdraht In einem Außenleiter 9 sind Schlitze 1O₁, 1O₂,... vorgesehen. Eine um den Außenleiter 9 herum angebrachte Isolierschicht 4 ist als Schutz vorgesehen. Der Raum zwischen dem Innenleiterdraht 7 und dem Außenleiter 9 kann mit einem dielektrischen Material erfüllt oder leer sein. Der spiralförmige Innenleiterdraht 7 ist nicht auf die in der Fig. 3 gezeigte Form beschränkt,Fig. 3 shows a typical example of a construction of the slotted coaxial cable of the present invention. An inner conductor wire 7 is wound spirally around an insulating tube 6. An insulator 8 carries the insulating tube 6 and the inner conductor wire. Slots 1O ₁ , 1O ₂ , ... are provided in an outer conductor 9. An insulating layer 4 attached around the outer conductor 9 is provided as protection. The space between the inner conductor wire 7 and the outer conductor 9 can be filled with a dielectric material or it can be empty. The spiral-shaped inner conductor wire 7 is not limited to the shape shown in FIG. 3,

Die Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes im erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabel wird mit Hilfe der bekannten Maxwell'sehen Wellengleichung für Randbedingungen berechnet, die in Richtung des spiralförmigen Innenleiterdrahtes 7 eine unendliche Leitfähigkeit und in einer dazu senkrechten Richtung die Leitfähigkeit 0 aufweisen. Im folgenden soll jedoch die Berechnung durch eine Näherungsmethode kurz erläutert werden.The propagation of the electromagnetic field in the invention slotted coaxial cable is calculated using the well-known Maxwell's wave equation for boundary conditions, that in the direction of the spiral-shaped inner conductor wire 7 has an infinite conductivity and in a direction perpendicular thereto have a conductivity of 0. In the following, however, the calculation using an approximation method will be briefly explained.

Die Induktivität L eines erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels mit einem Innenleiter aus einem spiralförmigen Leiter und dem Außenleiter ist näherungsweise die Summe einer Selbstinduktivität einer Zylinderspule unendlicher Länge und einer Induktivität eines Koaxialkabels mit einem den gleichen Radius des spiralförmigen Leiters aufweisenden Innenleiter und dem Außenleiter. Die Induktivität L wird durch folgende Gleichung mathematisch beschrieben:The inductance L of a slotted coaxial cable according to the invention with an inner conductor consisting of a spiral conductor and the outer conductor is approximately the sum of a self-inductance a solenoid of infinite length and an inductance of a coaxial cable with the same radius the inner conductor having the spiral conductor and the outer conductor. The inductance L is given by the following equation described mathematically:

~ ο _o /Ό -κ L =/o A- YTqT + log -|- (3) ~ ο _o / Ό -κ L = / o A- YTqT + log - | - (3)

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Hierbei ist a der Radius des spiralförmigen Leiters, b ist der Radius des Außenleiters, /⁴O ist die Permeabilität und N ist die Windungszahl des spiralförmigen Leiters pro Längeneinheit. Eine Kapazität zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter wird näherungsweise durch die folgende Gleichung definiert:Here a is the radius of the spiral conductor, b is the radius of the outer conductor, / ⁴ O is the permeability and N is the number of turns of the spiral conductor per unit length. A capacitance between the inner conductor and the outer conductor is approximately defined by the following equation:

0 = 2/6 ίο S_xZlQg -§- (4)0 = 2/6 ίο S _x ZlQg -§- (4)

Hierbei ist £o die Dielektrizitätskonstante des freien Raumes und £r eine relative Dielektrizitätskonstante.Here £ o is the dielectric constant of the free space and £ r is a relative dielectric constant.

Aus den Formeln (3) und (4) erhält man die folgenden Gleichungen für den Wellenwiderstand Z des Koaxialkabels und das Verkürzungsverhältnis v^x der Wellenlänge:The following equations are obtained from formulas (3) and (4) for the characteristic impedance Z of the coaxial cable and the shortening ratio v ^{x of} the wavelength:

■_ _60 ,.. f 1) Ό ■ _ _60, .. f 1) Ό

Z, = —22 log {-|- \l\ + 2 7Ta²IrVlOg -f-J (5)Z, = -22 log {- | - \ l \ + 2 7Ta ² IrVlOg -fJ (5)

VCvVCv

\f~_e 1 + log { 1 + 2T²a²W²/log -|-J/2 log -|- \ f ~ _e 1 + log {1 + 2T ² a ² W ² / log - | -J / 2 log - | -

Da das Verkürzungsverhältnis der Wellenlänge bei gewöhnlichen Koaxialkabeln sich wie V ο = 1/ I^ £_r verhält, kann das Yerkürzungsverhältnis V^% der Wellenlänge des erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels durch Auswahl geeigneter Querschnitts" abmessungen a und b des Koaxialkabels und der Windungszahl pro Längeneinheit N des spiralförmigen Leiters kleiner als v_Q ( V* <C^₀) gemacht werden. Die beiden oben genannten Gleichungen stellen deshalb die Grundgleichungen bei der Auswahl der Querschnittsabmessungen und der Windungszahl des spiralförmigen Leiters für ein erfindungsgemäßes geschlitztes Koaxialkabel dar.Since the shortening ratio of the wavelength in ordinary coaxial cables behaves like V o = 1 / I ^ £ _r , the Y shortening ratio V ^{% of} the wavelength of the slotted coaxial cable according to the invention can be determined by selecting suitable cross-sectional dimensions a and b of the coaxial cable and the number of turns per unit length N des spiral-shaped conductor can be made smaller than v _Q ( V * <C ^ ₀ ). The two equations mentioned above therefore represent the basic equations for the selection of the cross-sectional dimensions and the number of turns of the spiral-shaped conductor for a slotted coaxial cable according to the invention.

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Fig. 4 zeigt einen durch ein spiralförmiges Leiterband 11 gebildeten Innenleiter. Das Leiterband 11 ersetzt den Innenleiterdraht 7 des vorstehend beschriebenen Innenleiters.4 shows one formed by a spiral conductor strip 11 Inner conductor. The conductor strip 11 replaces the inner conductor wire 7 of the inner conductor described above.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels. In Fig. 5 bilden ein Isolierstrang 6 mit kreisförmigem Querschnitt und ein Satz einer Vielzahl von Leiterdrähten 12, die mit einem Isoliermaterial überzogen sind und dicht um den Isolierstrang 6 herumgewickelt sind, den Innenleiter. Der Innenleiter ist durch einen Isolator 13 koaxial entlang der Achse eines Außenleiters 14 befestigt. Der Außenleiter 14 weist in Richtung der Achse des Koaxialkabels periodisch angeordnete Schlitze 15 auf und ist auf seiner äußeren Oberfläche mit einer Isolierschicht 16 bedeckt .Fig. 5 shows another embodiment of a slotted coaxial cable according to the invention. In Fig. 5 form an insulating strand 6 of circular cross-section and a set of a plurality of conductor wires 12 covered with an insulating material are coated and tightly wrapped around the insulating strand 6, the inner conductor. The inner conductor is through an insulator 13 fastened coaxially along the axis of an outer conductor 14. The outer conductor 14 points in the direction of the axis of the Coaxial cable has periodically arranged slots 15 and is covered on its outer surface with an insulating layer 16 .

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt der Konstruktion des Innenleiters in einem Koaxialkabel nach Fig. 5. Drei jeweils voneinander isolierte Leiterdrähte 12,., 12p und 12, sind dicht und parallel zueinander spiralförmig mit einer Steigung d oder mit N = 1/d Windungen pro Längeneinheit um den Isolierstrang 6 herumgewunden. FIG. 6 shows a detail of the construction of the inner conductor in a coaxial cable according to FIG. 5. Three from each other insulated conductor wires 12,., 12p and 12, are dense and parallel Wound around the insulating strand 6 in a spiral to one another with a pitch d or with N = 1 / d turns per unit length.

Neben der oben beschriebenen Ausführungsform mit drei isolierten Leiterdrähten 12^, 12p und 12, kann ein isolierter Draht oder eine andere geeignete Anzahl verwendet werden. Da ein aus dicht gewickelten Leiterdrähten 12 bestehender Innenleiter verwendet wird, ist die Verteilung eines Stromflusses auf dem Außenleiter 14 entsprechend einem Stromfluß auf dem Innenleiter gleichmäßig. Die Schlitze 15 werden damit gleichmäßig angeregt, wodurch ein gleichförmiges elektrisches Streufeld entlang des erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels erzeugt wird.In addition to the embodiment described above with three insulated conductor wires 12 ^, 12p and 12, an insulated wire or any other suitable number can be used. Since an inner conductor consisting of tightly wound conductor wires 12 is used is the distribution of a current flow on the outer conductor 14 corresponding to a current flow on the inner conductor evenly. The slots 15 are thus excited uniformly, creating a uniform stray electrical field is generated along the slotted coaxial cable according to the invention.

209847/0840209847/0840

Da in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Vielzahl isolierter Leiterdrähte 12 verwendet wird, ist die Leitfähigkeit in einer in Fig. 6 dargestellten Wicklungsrichtung X der Leiterdrähte 12 unendlich und in einer senkrechten Richtung Ί 0.Since a plurality of insulated conductor wires 12 are used in the embodiment described above, the conductivity in a winding direction X of the conductor wires 12 shown in FIG. 6 is infinite and in a perpendicular direction Ί 0.

Eine Form und eine Anordnung der Schlitze 15 auf dem Außenleiter 14 des geschlitzten Koaxialkabels mit einem den spiralförmigen Leiter oder einen anderen oben beschriebenen Leiter aufweisenden Innenleiter muß so bestimmt werden, daß diese Schlitze 15 den Stromfluß auf dem Außenleiter 14 wirksam schneiden.A shape and an arrangement of the slots 15 on the outer conductor 14 of the slotted coaxial cable with a spiral-shaped one Conductor or another conductor described above having inner conductor must be determined so that this Slots 15 effectively cut the current flow on the outer conductor 14.

Fig. 7 ist eine Zeichnung, die den Zusammenhang zwischen der Form und der Anordnung der Schlitze des geschlitzten Koaxialkabels und dem Stromfluß erläutert. In Fig. 7 fließt der Strom auf einer inneren Oberfläche des Außenleiters in Richtung gestrichelter Pfeile 18 angenähert einem Umfang entlang. Er fließt entsprechend dem Stromfluß in einer Pfeilrichtung 17 längs der spiralförmigen Leiter des Innenleiters. Die Schlitze 10 müssen deshalb im Falle der Fig. 7 parallel zur Achse des Koaxialkabels angeordnet sein und müssen eine kleine Schlitzperiode aufweisen, um den Stromfluß in einer Umfangsrichtung des Außenleiters wirksam zu schneiden. Die Pfeile 19-,, 19₂» ... in Fig. 7 zeigen das in den den Strom in Umfangsrichtung schneidenden Schlitzen 1CL, 10p, ... entstehende elektrische Feld. Entsprechend der Anordnung der Schlitze 10 wird grundsätzlich nur eine in Umfangsrichtung des Koaxialkabels zeigende Komponente des elektrischen Feldes in den Außenraum abgestrahlt. Eine derartige Streuwelle des elektrischen Feldes stellt eine vertikal polarisierte Welle dar, was bei üblichen Funkverbindungssystemen mit vertikal polarisierten Wellen von Yorteil ist.Fig. 7 is a drawing explaining the relationship between the shape and arrangement of the slots of the slotted coaxial cable and the flow of current. In FIG. 7, the current flows on an inner surface of the outer conductor in the direction of dashed arrows 18 approximately along a circumference. It flows according to the current flow in an arrow direction 17 along the spiral conductor of the inner conductor. The slots 10 must therefore, in the case of FIG. 7, be arranged parallel to the axis of the coaxial cable and must have a small slot period in order to effectively cut the current flow in a circumferential direction of the outer conductor. The arrows 19- ,, 19 ₂ »... in FIG. 7 show the electric field which is generated in the slots 1CL, 10p, ... which intersect the current in the circumferential direction. In accordance with the arrangement of the slots 10, only one component of the electrical field pointing in the circumferential direction of the coaxial cable is radiated into the outside space. Such a scattered wave of the electric field represents a vertically polarized wave, which is advantageous in conventional radio communication systems with vertically polarized waves.

Weiterhin werden die Beziehung zwischen dem Winkel des spiralförmig aufgewickelten Leiterdrahtes auf dem Innenleiter und dem Winkel, den die Schlitze bezüglich der Achse Z des Koaxial-Furthermore, the relationship between the angle of the spiral wound conductor wire on the inner conductor and the angle that the slots make with respect to the axis Z of the coaxial

209847/08*6 1209847/08 * 6 1

- ίο -- ίο -

kabeis aufweisen, in der Weise genau bestimmt, daß, wenn der Innenleiter aus einer Vielzahl, wie in Fig. 6 dargestellt, mit einem Steigungswinkel & spiralförmig aufgewickelter leiter drähte besteht" und der Strom entlang der isolierten Leiterdrähte fließt, während die entsprechenden Ströme auf dem Außenleiter in Richtung eines Pfeiles P (in Pig. 8) fließen, die im Außenleiter mit einem Winkel #' schräg verlaufenden Schlitze 2CL, 20p, ... so angeordnet sind, daß sie den in Richtung des Teiles F fließenden Strom senkrecht schneiden. Die Schlitze 20 werden damit mit maximaler Stärke angeregt und sollten mit einer geeigneten konstanten nachfolgend erläuterten Periode ρ sich wiederholend angeordnet sein. Die Größe der gestreuten elektromagnetischen Welle kann durch die Neigung des Winkels &' der Schlitze 20 gesteuert werden. Die Schlitze 20' des erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels können deshalb parallel zur Z-Achse des Koaxialkabels angeordnet sein, was ^¹ = 0 entspricht. Oder aber sie können mitKabeis have, precisely determined in such a way that when the inner conductor consists of a plurality, as shown in Fig. 6, with a pitch angle & spirally wound conductor wires "and the current flows along the insulated conductor wires, while the corresponding currents on the Outer conductors flow in the direction of an arrow P (in Pig. 8), the slots 2CL, 20p, ... are arranged in the outer conductor with an angle # 'inclined slots 2CL, 20p, ... so that they intersect the current flowing in the direction of part F perpendicularly Slits 20 are thus excited with maximum strength and should be arranged repetitively with a suitable constant period ρ explained below. The size of the scattered electromagnetic wave can be controlled by the inclination of the angle &'of the slits 20. The slits 20' of the slotted according to the invention Coaxial cables can therefore be arranged parallel to the Z-axis of the coaxial cable, which corresponds to ^ ¹ = 0. Or ab he you can with

^¹ )0 oder in einigen Fällen rait (X-¹^O schräg angeordnet sein, um einen gewünschten Betrag der Streuung für die Welle in Längsrichtung des Koaxialkabels zu erreichen.^ ¹ ) 0 or, in some cases, rait (X- ¹ ^ O) to provide a desired amount of spread for the wave along the length of the coaxial cable.

Die Periode ρ der Schlitze muß unter Berücksichtigung des Betriebsfrequenzbandes der ausbreitungsfähigen Welle im geschlitzten Koaxialkabel bestimmt werden.The period ρ of the slots must take into account the operating frequency band the propagable wave in the slotted coaxial cable can be determined.

Entsprechend dem bei herkömmlichen geschlitzten Koaxialkabeln erwähnten Zusammenhang, wird der Λ/p-Wert durch die folgende Formel bestimmt:According to the relationship mentioned in the conventional split coaxial cable, the Λ / p value is given by the following Formula determines:

Die Formel (7) gibt das in Zusammenhang mit der wiederholenden Periode ρ der Schlitze sicher verwendbare Frequenzband an. Sie entspricht der oben angeführten Gleichung (2) alsThe formula (7) gives the frequency band that can be safely used in connection with the repeating period ρ of the slots at. It corresponds to the above equation (2) as

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Bedingung für ein herkömmliches Koaxialkabel. Der Verkürzungsfaktor ^v ' der Wellenlänge unterscheidet sich im PaTLe der Erfindung sehr vom f-Wert des herkömmlichen Koaxialkabels. Im Falle des herkömmlichen Koaxialkabels ist bestenfalls ^υ~ 0,67 bei Wellenabstrahlung mit einem Strahl zu erreichen^ Im Gegensatz hierzu kann im FaIl der Erfindung der Wert für v^x bei so kleinen Werten wie 2> ' =0,2 liegen. Durch Einsetzen dieses Wertes (7) ergibt sich die folgende Beziehung:Condition for a conventional coaxial cable. The shortening ^{factor v} 'of the wavelength differs in the PaTLe of the invention very much from the f-value of the conventional coaxial cable. In the case of the conventional coaxial cable, at best ^υ ~ 0.67 can be achieved with wave radiation with one beam ^ In contrast to this, in the case of the invention the value for v ^{x can be} as small as 2> = 0.2. Substituting this value (7) results in the following relationship:

6> λ/ν > 3 (8)6> λ / ν > 3 (8)

Hieraus ergibt sich, daß, bei gegebenerer Wellenlänge Λ der gestreuten elektromagnetischen Welle, die Wiederholungsperiode ρ der Schlitze des erfindungsgemäßen geschlitzten koaxialen Kabels, verglichen mit der eines herkömmlichen koaxialen Kabels, sehr klein gemacht werden kann. Dies wirkt sich besonders bei sehr niedrigen Frequenzbändern wirkungsvolloaus, für die die Periode ρ der Schlitze eines herkömmlichen Koaxialkabels nicht kleine Werte ergibt. Die Periode ρ der Schlitze ■ kann erfindungsgemäß auf einen Bruchteil derjenigen einer herkömmlichen Periode verringert werden. Unter dem Gesichtspunkt der Gleichförmigkeit dee Koppelpegels entlang des geschlitzten Koaxialkabels mit der Antenne eines Fahrzeuges ist eine verringerte Periode sehr vorteilhaft.It follows from this that, for a given wavelength Λ of the scattered electromagnetic wave, the repetition period ρ of the slots of the slotted coaxial cable according to the invention compared with that of a conventional coaxial cable Cable, can be made very small. This is particularly effective at very low frequency bands, for which the period ρ of the slots of a conventional coaxial cable does not give small values. The period ρ of the slots ■ can be reduced to a fraction of that of a conventional period according to the present invention. From the point of view the uniformity of the coupling level along the slotted Coaxial cable with the antenna of a vehicle, a reduced period is very advantageous.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht eines verbesserten erfindungsgemäßen geschlitzten Koaxialkabels. Die Schlitze sind in Schlitzgruppen angeordnet, deren Einzelschlitze sich mit einer kleineren konstanten Periode q wiederholen und einen konstanten Neigungswinkel ^Λ' zur Z-Achse des Koaxialkabels aufweisen. Die Schlitzgruppen wiederholen sich auf dem Außenleiter mit einer größeren konstanten Periode ρ und ergeben so einen großen Bandbreitenbereich verwendbarer Frequenzen sowie eine ausreichend gleichförmige Verteilung abgestrahlten elektrischen Feldes bei niedrigen Frequenzbändern. Die Be-Figure 9 shows a side view of an improved slotted coaxial cable according to the invention. The slots are arranged in slot groups, the individual slots of which repeat with a smaller constant period q and have a constant angle of inclination ^Λ 'to the Z axis of the coaxial cable. The slot groups are repeated on the outer conductor with a larger constant period ρ and thus result in a large bandwidth range of usable frequencies as well as a sufficiently uniform distribution of the radiated electric field at low frequency bands. Thieves-

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dingungen der Formeln (1) und (7) können ebenfalls auf ein in Fig. 9 gezeigtes geschlitztes Koaxialkabel angewandt werden. Es ist damit möglich, das verwendbare Frequenzband nochmals breiter und die Verteilung der Abstrahlung des elektrischen Feldes bei niedrigen Frequenzbändern entlang des geschlitzten Koaxialkabels nochmals gleichförmiger zu machen.Conditions of formulas (1) and (7) can also be applied to a The slotted coaxial cable shown in Fig. 9 can be employed. It is thus possible to use the usable frequency band again wider and the distribution of the radiation of the electric field at low frequency bands along the slotted To make coaxial cable even more uniform.

In allen obenstehend beschriebenen Ausfiihrungsformen waren die Schlitze auf dem Außenleiter schmal und gerade. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur hierauf, sondern ist auf alle Schlitzformen anwendbar, die eine auf die Richtung F des Stromflusses auf der Innenwand des Außenleiters des Koaxialkabels bezogene senkrechte Komponente aufweisen.In all of the embodiments described above, the Slits on the outer conductor are narrow and straight. However, the present invention is not limited to this, but rather is applicable to all slot shapes, the one to the direction F of the current flow on the inner wall of the outer conductor of the coaxial cable related vertical component.

Es ist leicht einzusehen, daß der Schlitz beliebiger Form mit einer senkrechten Komponente einem engen und geraden Schlitz mit einem äquivalenten Neigungswinkel bezüglich der Achse des Koaxialkabels entspricht.It is easy to see that the slot of any shape with a vertical component is a narrow and straight slot with an equivalent inclination angle with respect to the axis of the coaxial cable.

Das erfindungsgemäße geschlitzte Koaxialkabel ist sehr allgemein in Nachrichtensystemen verwendbar.The slotted coaxial cable according to the invention is of very general use in communications systems.

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Claims

Λ. J Slotted coaxial cable, characterized by an inner conductor (6, 7; 6, 12) with a structure (7; 11; 12) which retards an electromagnetic wave and an outer conductor (9; 14-) with a slot arrangement (10; 15; 20) in the direction of an axis (Z) of the coaxial cable.

2. Slotted coaxial cable according to claim 1, characterized in that the slot arrangement (10; 15; 20) has a constant period (p) repeating slot with an angle of inclination ( & ') or an equivalent angle of inclination with respect to the axis (Z) of the Has coaxial cable.

3. Slotted coaxial cable according to claim 1, characterized in that the slot arrangement (10; 15; 20) has a constant period (p) repeating slot group (Fig. 9) and each slot group (Pig. 9) one with a Period (q) smaller than the period (p) of the slot group (I ¹ Ig. 9) repeating slot having an inclination angle (# - 'or an equivalent inclination angle with respect to the axis (Z) of the coaxial cable.

4. Slotted coaxial cable according to one of the preceding claims, characterized in that the inner conductor (6, 7; 6, 12) is a cylindrical insulator (6) around which a conductor (7; 11; 12) is spirally wound.

5. Slotted coaxial cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner conductor (6, 7;

6. 12) is a cylindrical insulator (6) around which a number thread-like conductor (12) is spirally wound.

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6. Slotted coaxial cable according to claim 4, characterized in that that the conductor (7; 11; 12) of the inner conductor (6, 7;

6. 12) is a conductor wire (7) or a conductor strip (11).

7. Slotted coaxial cable according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the conductor (7; 11; 12) of the inner conductor (6, 7; 6, 12) consists of a plurality of mutually insulated conductors (12) consists.

8. Slotted coaxial cable according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of inclination (<X *) or the equivalent angle of inclination of the slots or the slot groups (Fig. 9) on the outer conductor (9> 14) with respect to the axis (Z) of the coaxial cable in accordance with a Pitch angle (&) of the spiral-shaped inner conductor (6, 7; 6, 12) determines the emission of a suitable electromagnetic scattered wave.

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