Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen

Abstract

 Bei einer Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signa­len zwischen einer Wellen aussendenden Hochfrequenzleitung und einer mobilen Antenne, wobei die Hochfrequenzleitung einen Innenleiter (1), einen koaxialen Außenleiter (2) und ein Dielektrikum (3) aufweist, und wobei im Außenleiter der Hochfrequenzleitung Öffnungen zum Abstrahlen oder Empfangen von Wellen vorgesehen sind, ist vorgesehen, daß sich in Längsrichtung der Nochfrequenzleitung auf unterschiedlichen Mantellinien verschiedenartige Gruppen von Öffnungen (4, 5) befinden, und daß die Einzelöffnung in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung bei einer Gruppe von Öffnungen min­destens um den Faktor zwei länger ist als bei einer anderen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Zur Übertragung von hochfrequenten Signalen in Gebieten mit ungünstigen Ausbreitungsbedingungen sind strahlende Kabel in Gebrauch. Von diesen Kabeln werden Wellen abge­strahlt, beispielsweise dadurch daß eine Koaxialleitung mit Öffnungen versehen wird. Ein solches strahlendes ko­axiales Hochfrequenz-Kabel ist aus der DE-OS 28 12 523 be­kannt. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Verlaufs der Strahlungsintensität in Achsrichtung, ist in dem Außenlei­ter eine Anzahl von Löchern vorgesehen. Diese Löcher bilden ein Muster, welches sich periodisch wiederholt (Leckkabel).

[0003] Ein ähnliches Kabel geht aus der US-PS 3,795,915 hervor. Durch Anbringung vieler Schlitze unterschiedlicher Länge und Neigung zur Kabelachse, deren Anordnung sich perio­disch wiederholt, ist ein solches Kabel in einem größeren Frequenzbereich zu betreiben.

[0004] Bei den bisher bekannten Leckkabeln werden durch die Öff­nungen in erster Linie Leckwellen oberhalb einer konstruk­tionstypischen Grenzfrequenz abgestrahlt. Unterhalb der Grenzfrequenz des Kabels wird wegen der relativ kleinen Öffnungen nur eine schwache Oberflächenwelle angeregt.

[0005] Es sind auch Hochfrequenzleitungen mit einem durchgehenden Längsschlitz bekannt (Schlitzkabel). Durch den Längsschlitz werden Oberflächenwellen angeregt.

[0006] Eine konstruktionstypische Grenzfrequenz existiert nicht, jedoch wird durch den starken Anstieg der Kabeldämpfung bei steigender Frequenz der Einsatzbereich dieser Schlitz­kabel auf den Frequenzbereich unterhalb 200 - 300 Mhz ein­geschränkt. Hinzu kommt, daß die Kabeldämpfung und die Ab­strahleigenschaften der Schlitzkabel durch Umwelteinflüsse wie z. B. Ablagerungen auf dem Kabelmantel beeinträchtigt werden.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein strahlendes Kabel mit verbesserten Abstrahlungseigenschaften anzuge­ben. Eine solche Hochfrequenzleitung soll in ihren Abstrah­lungseigenschaften von Umwelteinflüssen weitgehend unab­hängig sein und ein breites Frequenzband abstrahlen. Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekenn­zeichneten Merkmale gelöst. Die Erfindung stellt eine Kom­bination der Konstruktionsmerkmale beider Prinzipien dar, so daß im unteren Frequenzbereich die guten Eigenschaften des Schlitzkabels und im oberen Frequenzbereich die Vortei­le des Leckkabels zum Tragen kommen. Die Kombination bei­der Prinzipien erlaubt es, den Längsschlitz im Vergleich zum reinen Schlitzkabel schmaler zu gestalten (30° Öff­nungswinkel gegenüber 80°).

[0008] Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­kennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt die Figur ein Hochfrequenzkabel, welches aus der Hochfrequenz­leitung 6 und dem Mantel 7 besteht. Die Hochfrequenzlei­tung ist aus einem Innenleiter 1, einem Außenmantel 2 und einem Dielektrikum 3 aufgebaut. Der Außenleiter ist mit Öffnungen versehen. Diese haben auf der einen Seite die Form von periodischen Konfigurationen von Löchern 4, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Hochfrequenz­leitung ist, und auf der anderen Seite die Form von Schlitzen 5, welche eine Länge besitzen, die größer ist als der Durchmesser der Hochfrequenzleitung 6. Die Längs­schlitze haben eine Breite, welche bei einem Schnitt senk­ recht zur Achse einem Öffnungswinkel von beispielsweise 30 Grad entspricht. Löcher und Schlitze sind beispielswei­se wendelförmig mit großem Schlag um die Achse herumlau­fend angeordnet, so daß im Abstand von wenigen Metern sich jeweils Löcher und Schlitze auf der der Fahrbahn zuge­wandten Seite der Hochfrequenzleitung befinden.

[0009] Um die Hochfrequenzleitung ist ein Schutzmantel 7 extru­diert, welcher aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten besteht. Ein solches Material ist beispielsweise Polyethylen.

[0010] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung be­steht darin, die Schlitze sehr lang gegenüber dem Durchmes­ser der Hochfrequenzleitung zu gestalten und beispielswei­se in großen Abständen lediglich kurze leitende Stege zwi­schen den Schlitzen vorzusehen. Im Grenzfall verschwindend schmaler Stege bzw. sehr langer Schlitze ist nur noch ein einziger Schlitz vorhanden. Dies kann aus fertigungstech­nologischen Gründen geboten sein. In einer weiteren Ausfüh­rungsform ist vorgesehen, den Längsschlitz ebenfalls wen­delförmig auszugestalten, so daß der Außenleiter das Di­elektrikum besser umfaßt. Außerdem wird durch die wendel­förmige Anordnung erreicht, daß der Schlitz einmal auf der fahrbahnabgewandten Seite, und das andere Mal auf der fahr­bahnzugewandten Seite abstrahlen kann.

[0011] Das erfindungsgemäße strahlende Kabel ist in der Lage, in einem weiten Frequenzbereich, beispielsweise in den viel benutzten Bändern (4m-, 2m-, 0,7m-Band) möglichst gute und gleichmäßige Abstrahlung zu erzeugen, bei verringerter Um­weltempfindlichkeit. Die Erfindung wird hauptsächlich zur Nachrichtenübermittlung in Tunneln eingesetzt sowie zur Übertragung von Signalen zur Verkehrsleitung bei Bahnen, in Zukunft auch auf Straßen und Autobahnen.

[0012] Es ist für den Datenaustausch vorgesehen, ein solches Kabel auch als Empfangsantenne einzusetzen. Wie aus der Antennentechnik bekannt, ist es günstig, die Hochfrequenz­leitung im Abstand von leitenden Flächen zu verlegen. Als leitende Flächen kommen Schienen, Leitplanken o. ä. in Betracht, welche als Reflektor oder Direktor bezüglich der Empfangs- oder Sendeantenne dienen.

[0013] Das in der Beschreibung beispielhaft behandelte strahlende Kabel kann selbstverständlich auch mehr als zwei Gruppen von längslaufenden Öffnungen aufweisen. Beispielsweise bei 3 Gruppen beträgt der Winkelabstand zweier Gruppen 120°.

Ansprüche

1. Anordnung zur Übertragung von Hochfrequenz-Signalen zwi­schen einer Wellen aussendenden Hochfrequenzleitung und einer mobilen Antenne, wobei die Hochfrequenzleitung einen Innenleiter (1), einen koaxialen Außenleiter (2) und ein Dielektrikum (3) aufweist, und wobei im Außenleiter der Hochfrequenzleitung Öffnungen zum Abstrahlen oder Empfan­gen von Wellen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung auf unter­schiedlichen Mantellinien verschiedenartige Gruppen von Öff­nungen (4, 5) befinden, und daß die Einzelöffnung in Längs­richtung der Hochfrequenzleitung bei einer Gruppe von Öff­nungen mindestens um den Faktor zwei länger ist als bei einer anderen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen einer Gruppe Löcher (4) sind, und daß die Öff­nungen einer anderen Gruppe Schlitze (5) sind, die sich im wesentlichen in Längsrichtung der Hochfrequenzleitung (6) erstrecken.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schlitze (5) größer ist als der Durchmesser der Hochfrequenzleitung (6) und daß der radiale Öffnungswin­kel der Schlitze 10 bis 40 Grad beträgt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Gruppe der öffnungen mit kleinerer Längenerstreckung aus kreisrunden Löchern besteht, welche im wesentlichen parallel zur Achse der Hochfrequenzleitung (6) angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Öffnungen jeder Gruppe ein sich wie­derholendes Muster bilden.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung von einem Mantel (7) aus einem Material mit möglichst geringen dielektrischen Verlusten umgeben ist.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleitung nur einen längslaufenden Schlitz aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß jede Gruppe von Öffnungen (4, 5) sich ab­wechselnd einmal auf der fahrbahnabgewandten Seite und in einem Nachbarabschnitt auf der fahrbahnzugewandten Seite der Hochfrequenzleitung (6) befindet.

Zeichnung