Title:
Induktiv-kapazitives Koppelelement aus miteinander verflochtenen Leitern
Kind Code:
U1


Abstract:

Induktiv-kapazitives Koppelelement aus miteinander verflochtenen Leitern, bestehend aus mindestens zwei Leiterkategorien, die jeweils mindestens einen Leiter enthalten, wobei der/die Leiter einer Kategorie von dem/den Leitern der anderen Kategorie(-n) galvanisch getrennt sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiter aller Kategorien miteinander verflochten sind, ggf. zu einem stochastischen Muster, im besonderen aber zu einem Band, Rundgeflecht, Strang, einer Litze, oder ähnlichem.




Application Number:
DE202017002580U
Publication Date:
11/16/2017
Filing Date:
05/15/2017
Assignee:
Kaufmann, Eckhard P., Dr. rer. nat., 04931 (DE)
International Classes:



Claims:
1. Induktiv-kapazitives Koppelelement aus miteinander verflochtenen Leitern, bestehend aus mindestens zwei Leiterkategorien, die jeweils mindestens einen Leiter enthalten, wobei der/die Leiter einer Kategorie von dem/den Leitern der anderen Kategorie(-n) galvanisch getrennt sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiter aller Kategorien miteinander verflochten sind, ggf. zu einem stochastischen Muster, im besonderen aber zu einem Band, Rundgeflecht, Strang, einer Litze, oder ähnlichem.

2. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiter miteinander verdrillt, verseilt, verzopft und/oder verzwirnt sind.

3. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der/die Leiter einer oder mehrerer Kategorien, ggf. mehrfach, vom Ende des Geflechts zu dessen Anfang zurückgeführt werden.

4. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Leiter derselben Kategorie innerhalb des Geflechts galvanisch miteinander in Verbindung stehen.

5. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß nicht alle Leiterkategorien dieselbe Anzahl an Leitern enthalten.

6. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Induktion des Koppelelements durch ferromagnetisches Material verstärkt wird.

7. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verflechtung einzelner Leiter nach unterschiedlichen Mustern geschieht.

8. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Anfang oder Ende eines oder mehrerer Leiter offengelassen wird, d. h., diese nur einseitig mit anderen Bauelementen verbunden sind, so daß der/die jeweiligen Leiter wie eine eingeflochtene Kapazität wirken.

9. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Geflecht ganz oder teilweise aus Draht, und/oder aus Flachmaterial wie Cu-, Al-Bandleitern, und/oder aus Litze, im besonderen HF-Litze besteht.

10. Induktiv-kapazitives Koppelelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei oder mehr der genannten Ansprüche zusammen verwendet werden.

Description:
Stand der Technik

Bei elektronischen Anordnungen, die mit induktiver Kopplung zu tun haben, z. B. HF-Ein-/Auskopplung und Störungsunterdrückung, treten in vielen Fällen unvorteilhaft große Abstände der beteiligten Leiter auf. Ähnliches gilt für die Verbindung eines Kondensators z. B. mit der Schirmwicklung eines Koaxialkabels, wo nur eine eingeschränkte Rundumcharakteristik erreicht wird. Die Folgen sind ein schlechterer Wirkungsgrad bzw. eine geringere Dämpfung und/oder größere Abmessungen der letztendlich erforderlichen Bauteile, die bei einer besseren Kopplung der beteiligten Leiter vermieden werden könnten.

Die bifilare Wicklung, die an sich die enge Kopplung zweier Leiter bewirkt, ist nicht nur aufwendig in der Herstellung, besonders bei mehrlagigen Wicklungen, sondern weist auch eine für viele HF-Anwendungen störend hohe Kapazität auf. Zudem ist ein solches Bauelement für manche Zwecke, z. B. als Mantelwellensperre, praktisch nicht einsetzbar.

Es wäre daher wünschenswert, wenn eine Leiteranordnung zur Verfügung stünde, in der ein Leiter oder eine Leiterkategorie induktiv und kapazitiv auf kurze Entfernung mit einem oder mehreren weiteren Leitern verbunden ist, und dabei auch die obigen Forderungen hinsichtlich Abmessungen und Symmetrie des Aufbaus erfüllt würden.

Beschreibung

Das erfindungsgemäße Koppelelement besteht im einfachsten Fall aus mindestens zwei Leitern bzw. mindestens zwei Leiterkategorien, die, bzw. deren Elemente durch den physischen Aufbau in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander verlaufen. Dabei ist es notwendig, daß die einzelnen Leiterkategorien galvanisch voneinander getrennt sind. Bei mehreren Drähten können diese an Anfang und/oder Ende miteinander verbunden sein und so eine Leiterkategorie bilden, während die zweite Kategorie von den restlichen Leitern (mindestens ein Leiter) gebildet werden würde.

Eine praktisch relevante Ausführung wäre also eine Kupferlitze, die einen zusätzlichen Kupferlackdraht mit zufälligem Verlauf enthält. Wegen der mechanischen Stabilität, im besonderen bei Verzicht auf eine isolierende Umhüllung, sowie um definierte und reproduzierbare elektrische Eigenschaften zu erhalten, ist es sinnvoll, daß die Leiter in einem bestimmten Muster zueinander angeordnet sind, wofür im folgenden der Begriff 'verflochten' verwendet wird. Dabei dient 'verflochten' als Oberbegriff, der auch die Sachverhalte verdrillt, verseilt, verzopft, verzwirnt oder ähnliches beinhaltet. Als Leiter kann neben Draht auch Flach- oder Bandmaterial/-leiter sowie Litze (im besonderen HF-Litze) verwendet werden.

Selbstverständlich sind neben weitgehend linearen auch gewundene oder gewickelte Aufbauweisen möglich, z. B. analog zur Kreuzwickelspule.

Im einfachsten Fall kann eine Leiterkategorie aus nur einem Leiter bestehen, auch ist es nicht notwendig, daß jede Leiterkategorie dieselbe Anzahl an Leitern enthält.

Ggf. können Leiter während des Betriebs parallel/seriell geschaltet werden, z. B. zur Anpassung an Frequenzbereich oder Impedanz.

Ein Rundgeflecht kann also analog zu einem üblichen Abschirmgeflecht oder einer Entlötlitze aufgebaut sein, mit dem wesentlichen Unterschied, daß mehrere Leiterkategorien existieren, die galvanisch voneinander getrennt sind. Dabei können die Leiter einer Kategorie über die ganze Geflechtslänge miteinander in Verbindung stehen, um so eine Schirmwirkung zu erzielen.

Wenn Anfang oder Ende eines oder mehrerer Leiter offengelassen werden, d. h., der/die Leiter nur einseitig mit anderen Bauelementen verbunden sind, wird die Wirkung einer eingeflochtenen Kapazität erzielt, die ggf. gleichmäßig über Breite/Umfang und Länge verteilt ist.

Über Anzahl der Leiter und die jeweiligen Flechtmuster ist im besonderen die Gewichtung der kapazitiven und induktiven Anteile des Koppelelements, sowie eine Anpassung an Frequenzbereich und Impedanz möglich.

Ein Stranggeflecht aus 2 × 6 Leitern, 0,35 CuL, l = 20 cm, zeigte ab etwa 200 kHz die erwartete gute Übertragung von den Primär- auf die Sekundärleiter, sowie bei Kurzschluß der Sekundärleiter eine markante Dämpfung im Primärbereich. Die initiale Anordnung der Leiterkategorien war 'abab ab', die Verflechtung erfolgte paarweise gemäß der Reihenfolge 1 & 2, 3 & 4, 5 & 6, 5 & 4, 3 & 2, etc.. Allerdings war die Anordnung sehr empfindlich für kapazitive Einflüsse auf die Oberfläche, zumal dem Skineffekt nicht besonders Rechnung getragen wurde.

Mit dem erfindungsgemäßen induktiv-kapazitiven Koppelelement liegt ein Bauelement vor, bei dem zwei oder mehr galvanisch voneinander getrennte Leiterkategorien in einem variablen, ggf. engen induktiven und kapazitiven Kontakt miteinander stehen und welches sich im besonderen zur Ein-/Auskopplung oder Dämpfung höherer Frequenzen eignet. Die Ausführung als Rundgeflecht gestattet die Verwendung in Koaxialkabeln, z. B. als Mantelwellensperre.