Koaxialer Überspannungsableiter

Abstract

 Ein koaxialer Überspannungsableiter umfasst eine Koaxialleitungsabschnitt, von dem eine λ/4-Kurzschlussleitung radial abzweigt. Zur Vermeidung einer galvanischen Verbindung des Innenleiters (21) des Koaxialleitungsabschnitts mit dessen Aussenleiter (26) bei gleichzeitiger Eignung des Überspannungsableiters auch für Frequenzen unterhalb von 1 GhZ ist der Innenleiter (30) der Kurzschlussleitung mit dem Innenleiter (21) des Koaxialleitungsabschnitts über eine Bandleitung (32, 22, 26.3) elektrisch kontaktiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen koaxialen Überspannungsableiter, bestehend aus einem Koaxialleitungsabschnitt, von dem eine λ/4-Kurzschlussleitung radial abzweigt.

[0002] Überspannungsableiter dieser Gattung sind bekannt. Bei der Mittenfrequenz des Nutzfrequenzbandes transformiert die λ/4-Leitung den Kurzschluss an ihrem Ende in einen Leerlauf an ihrem Anfang. Solche Überspannungsableiter haben den Vorteil, keine Intermodulationssignale zu erzeugen und den Nachteil, dass wegen der galvanischen Verbindung zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter des Überspannungsableiters durch die λ/4-Kurzschlussleitung keine Speisegleichspannung über die koaxiale Leitung, in deren Zug der Überspannungsableiter liegt, übertragen werden kann.

[0003] Aus der EP 0 938 166 B1 ist ein koaxialer Überspannungsableiter bekannt, bei dem das Ende des Innenleiters einer Kurzschlussleitung mit deren Außenleiter über eine konzentrierte Kapazität kontaktiert ist, die so bemessen ist, dass der Innenleiter und der Außenleiter der Kurzschlussleitung in dem Nutzfrequenzband als transformierende λ/4-Kurzschlussleitung wirken. Parallel zu der Kapazität ist eine Gasentladungspille angeordnet, die bei einem bestimmten Überspannungswert zündet. Weil somit im normalen Betrieb der Außenleiter und der Innenleiter des Koaxialleitungsabschnitts galvanisch voneinander getrennt sind, können über eine diesen Überspannungsableiter enthaltende Koaxialleitung zusätzlich Gleichspannungen oder niederfrequente Wechselspannungen übertragen werden. Die Gasentladungspille befindet sich jedoch im HF-Feld am Ende der Kurzschlussleitung, mit der Folge, dass die Entladungsstrecke zumindest bei Übertragung hoher HF-Leistungen vorionisiert wird. Dadurch kann es zur Entstehung von Intermodulationsprodukten sowie einer unerwünschten Absenkung des Zündspannungswertes kommen. Des weiteren beschränkt die Kontaktierung des Innenleiters der Kurzschlussleitung mit ihrem Außenleiter über einen Kondensator den Einsatz auf Frequenzbereiche oberhalb von etwa 1 GHz weil sich wegen des mit Rücksicht auf den einzuhaltenden Wellenwiderstand sehr beschränkten Raums eine für niedrigere Frequenzen ausreichende Kapazität nicht realisieren lässt.

[0004] Aus der DE 199 36 869 C1 ist ein Überspannungsableiter der einleitend angegebenen Gattung in einer schlanken Bauform bekannt. Der Innenleiter der λ/4-Kurzschlussleitung ist hierzu in einer im Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts ausgebildeten Kammer angeordnet und an seinem Ende mit diesem Außenleiter galvanisch kontaktiert.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, über den eine hohe HF-Leistung auch auf Frequenzbändern unterhalb von 1 GHz übertragen werden kann.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem dem Konstruktionsprinzip nach der DE 199 36 869 C1 folgenden Überspannungsableiter darin, dass die Kontaktierung zwischen dem Ende des Innenleiters der λ/4-Kurzschlussleitung und dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts aus einer Bandleitung besteht. Im Nutzfrequenzbereich wirkt die Bandleitung wie ein Rohrkondensator, dessen Kapazität sich z.B. durch Vergrößerung des Außendurchmessers und/oder durch Verlängerung des Außenleiters auf einen auch für Frequenzen unter 1 GHz ausreichenden Wert bringen lässt.

[0007] Die Bandleitung kann insbesondere aus einem den Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts koaxial umschließenden, dielektrischen Ring und einem letzteren umschliessenden Metallring bestehen, mit dem das Ende des Innenleiters der Kurzschlussleitung galvanisch verbunden ist (Anspruch 2).

[0008] Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist mit dem Metallring die eine Elektrode einer Gasentladungspille kontaktiert, deren andere Elektrode mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts kontaktiert ist (Anspruch 3). Auch in dieser Ausführung befindet sich die Gasentladungspille im feldfreien Raum.

[0009] Wenn die Gasentladungspille in eine Bohrung in dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts in Höhe des Metallrings eingesetzt und federbelastet und die Bohrung mittels einer Schraubkappe umschlossen ist, lässt sich die Gasentladungspille besonders einfach auswechseln (Anspruch 4).

[0010] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Überspannungsableiters nach der Erfindung schematisch vereinfacht im Längsschnitt dargestellt, und zwar
ein Ausführungsbeispiel mit kapazitiver Kontaktierung des Innenleiters der Kurzschlussleitung mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnitts im Längs- und im Querschnitt.

[0011] Der Überspannungsableiter besteht aus einem Koaxialeitungsabschnitt mit beidseitigen Steckverbindungen, z.B. zum Einfügen in die koaxiale Speiseleitung einer Antenne. Der Koaxialleitungsabschnitt umfasst einen Innenleiter 21, der auf einem Teil seiner Länge von einem Dielektrikum 25 umgeben ist und in einem Aussenleiter 26 sitzt. In dem Aussenleiter 26 ist eine Kammer 26.1 ausgebildet. Die Kammerwände bilden den Aussenleiter einer λ/4-Kurzschlussleitung, deren Innenleiter 30 an seinem Anfang um 90° abgewinkelt, isoliert durch die Aussenleiterwand 26.2 hindurchgeführt und mit dem Innenleiter 21 des Koaxialleitungsabschnitts galvanisch verbunden ist. Das Ende des Innenleiters 30 der λ/4-Kurzschlussleitung ist galvanisch mit einem metallischen Ring 32 verbunden, der einen Abschnitt 26.3 des Aussenleiters 26 des Koaxialleitungsabschnittes koaxial umgibt, von diesem jedoch durch eine dazwischen angeordnete, dielektrische Ringhülse 22 getrennt ist. Der Aussenleiterabschnitt 26.3, die dielektrische Ringhülse 22 und der Ring 32 bilden zusammen eine Bandleitung, die im Nutzfrequenzbereich wie ein Rohrkondensator wirkt. Der Aussenleiter 26 hat in seinem äußeren Mantel 26.4, in diesem Beispiel diametral gegenüber dem Ende des Innenleiters 30 der λ/4-Kurzschlussleitung, eine radiale Bohrung, in der eine Gasentladungspille 4 sitzt, deren eine Elektrode mit dem Ring 32 galvanisch konkaktiert ist. Die andere Elektrode der Gasentladungspille 4 ist über eine Kegelschraubenfeder 4.1 mit einem Schraubdeckel 26.5 kontaktiert, der die Bohrung in dem Abschnitt 26.4 des Aussenleiters 26 des Koaxialleitungsabschnitts verschließt.

Ansprüche

1. Koaxialer Überspannungsableiter, bestehend aus einem Koaxialleitungsabschnitt, von dessen Innenleiter (21) ein Innenleiter (30) einer λ/4-Kurzschlussleitung radial abzweigt, durch die Wand des Aussenleiters des Koaxialleitungsabschnittes isoliert hindurch geführt und im Weiteren mit zur Achse des Innenleiters (21) des Koaxialleitungsabschnitts paralleler Achse in einer Kammer (26.1) in dem Aussenleiter (26) des Koaxialleitungsabschnitt angeordnet sowie an seinem Ende mit dem Aussenleiter (26) elektrisch kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung aus einer Bandleitung (32, 22, 26.3) besteht.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandleitung aus einem den Aussenleiter (26.3) des Koaxialleitungsabschnitts koaxial umschliessenden, dielektrischen Ring (22) und einem letzteren umschliessenden Metallring (32) besteht, mit dem das Ende des Innenleiters (30) der Kurzschlussleitung galvanisch verbunden ist.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Metallring (32) die eine Elektrode einer Gasentladungspille (4) kontaktiert ist, deren andere Elektrode mit dem Aussenleiter (26.4, 26.5) des Koaxialleitungsabschnitts kontaktiert ist.

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladungspille (4) in eine Bohrung in dem Aussenleiter (26.4) des Koaxialleitungsabschnitts in Höhe des Metallrings (32) eingesetzt und federbelastet (4.1) ist und dass die Bohrung mittels einer Schraubkappe (26.5) verschlossen ist.

Zeichnung