DE1175755B

DE1175755B - Electrical shielding arrangement

Info

Publication number: DE1175755B
Application number: DER30626A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Alexande Kraus
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1961-06-28
Filing date: 1961-06-28
Publication date: 1964-08-13

Description

Elektrische Abschirmanordnung Abschirmanordnungen für HF-führende Teile werden in der Regel aus mehreren Einzelstücken zusammengesetzt. Wenn die Betriebsfrequenz nicht zu hoch liegt, bestehen die Einzelstücke meist aus Blech. Die Verbindung der Blechteile erfolgt mit Querschrauben. Oft müssen die Abschirmteile lösbar sein, um ins Innere der Abschirmung gelangen zu können.Electrical shielding arrangement Shielding arrangements for HF-conducting Parts are usually put together from several individual pieces. When the operating frequency is not too high, the individual pieces are usually made of sheet metal. The connection of the Sheet metal parts are made with cross bolts. Often the shielding parts have to be detachable, to get inside the shield.

Die Schirmwirkung mehrteiliger Abschirmungen ist unvollkommen. Die Stellen der Undichtigkeit liegen an den Trennfugen der Verschraubungen. Für gute Schirmwirkung sollten die Teile entlang der Fuge eine innige Verbindung erhalten, was aber nur in der unmittelbaren Nähe der Druckstelle erreichbar ist. Denn erfahrungsgemäß bäumt sich das Blech zwischen den Schrauben auf und gibt einen klaffenden Spalt frei. Diese Verbindungen sind also nur an den Schrauben wirklich dicht, wo die Bleche mit großem Druck aneinandergepreßt werden, während aus den Spalten, und mögen sie noch so eng sein, HF-Energie entweicht.The shielding effect of multi-part shields is imperfect. the Points of leakage are at the joints between the screw connections. For good ones Shielding effect, the parts should have an intimate connection along the joint, but this can only be achieved in the immediate vicinity of the pressure point. Because experience shows The sheet rears up between the screws and leaves a gaping gap free. These connections are only really tight at the screws where the metal sheets are be pressed together with great pressure while out of the crevices, and like them no matter how tight it is, HF energy escapes.

Besonders schwierig herzustellen sind Abschirmungen für sehr hohe Frequenzen. Hier verwendet man an Stelle von Blechen stärkere Platten, deren Oberflächen an den Verbindungsstellen zur Beseitigung von Unebenheiten überschliffen wird. Um die gewünschte Schirmwirkung zu erreichen, maß man diese Platten mit großem Druck aneinanderpressen, was in der Regel mit Querschrauben erfolgt. Dabei maß man die Schrauben aber außerordentlich stark anziehen, damit das Material in Schraubennähe ausweicht, und umliegende Flächen, die sonst hohl liegen würden, miteinander in Berührung kommen.Shields for very high ones are particularly difficult to manufacture Frequencies. Here, instead of sheet metal, thicker plates and their surfaces are used is sanded at the connection points to remove unevenness. Around To achieve the desired shielding effect, these panels were measured with great pressure press together, which is usually done with cross bolts. You measured the Tighten the screws extremely hard so that the material is close to the screws evades, and surrounding areas, which would otherwise be hollow, with each other Come into contact.

In anderen bekannten Ausführungen werden Abschirmanordnungen in Kaskadenschaltung aus mehreren ineinanderliegenden Umhüllungen hergestellt. Dieses Verfahren ist aufwendig und bei oft lösbaren Verschraubungen umständlich.In other known designs, shielding arrangements are cascaded made of several casings lying one inside the other. This procedure is complex and cumbersome with screw connections that are often detachable.

Es ist zwar bereits bekannt, eine HF-dichte Abdichtung von Fugen zwischen jeweils zwei Teilen einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Abschirmanordnung dadurch zu erzielen, daß Maschen oder andersartig durchbrochene dünne Zwischenlagen aus leitendem Material vor der Verschraubung der Abschirmteile in die Fugen eingelegt werden. Diese Zwischenlagen sind so ausgebildet, daß sie scharfkantige Vorsprünge aufweisen, die sich in das Material der Abschirmteile an vielen eng benachbarten Teilen eindrücken und auf diese Weise eine gute Kontaktgabe sicherstellen.It is already known to use an HF-tight seal for joints between two parts each of a shielding arrangement composed of several parts to achieve that mesh or otherwise openwork thin intermediate layers Made of conductive material, placed in the joints before the shielding parts are screwed together will. These intermediate layers are designed so that they have sharp-edged projections have, which are in the material of the shielding on many closely adjacent Press parts and in this way ensure good contact.

Die Verwendung solcher Dichtungen ist aber mit dem großen Nachteil verbunden, daß die Dichtung kein Bauelement bestimmter reproduzierbarer Dicke bildet. Denn je nach Art und Beschaffenheit des Materials gibt die Dichtung unter dem Druck der Verschraubung mehr oder weniger nach, und die zu verschraubenden Abschirrnteile verlieren ihre Maßhaltigkeit. Wollte man zum Beispiel bei Hohlleiterflanschen derartige Dichtungen verwenden, dann käme zu diesem Nachteil noch hinzu, daß man die Dich= tung nicht genau bündig mit dem inneren Rand des Hol111eiters machen kann. Als elastisches Teil weicht diese entweder ins Innere der Hohlleitung aus und steht also ein Stück vor oder sie steht zurück. Für die elektrische Welle ergeben sich so Sprungstellen und als Folge davon schädliche Reflexionen.The use of such seals, however, has the major disadvantage connected that the seal does not form a component of a certain reproducible thickness. Because depending on the type and nature of the material, the seal gives under the pressure the screwing more or less according to, and the cutting parts to be screwed lose their dimensional accuracy. If you wanted such a thing for waveguide flanges, for example Using seals would add to this disadvantage that you = not exactly flush with the inner edge of the wooden ladder. As elastic Part of this either deviates into the interior of the hollow pipe and thus stands a bit in front of or behind. This results in jump points for the electric wave and as a result, harmful reflections.

In der Abwandlung dieses Prinzips, daß sich scharfe Teile in die Unterlage eingraben, ist eine weitere Ausführung bekannt geworden, bei der ein Teil der zu verschraubenden Teile plan und das Gegenstück dazu mit einer scharfen Schneide ausgeführt ist. Wollte man diese Ausführung bei Hohlleiterverschraubungenanwenden, dann müßte die Schneide unmittelbar am inneren Rand des Hohlleiters angebracht sein. Das ist aber aus mechanischen Gründen nicht tragbar, weil die Schneide beim Zusammenschrauben ins Innere des Hohlleiters einbrechen würde. Läßt man jedoch irr der Auflage beiderseits der Schneide Material stehen, dann entsteht im Hohlleiter eine inhomogene Stelle, die wiederum Reflexionen verursacht. Außerdem können die Schneiden sehr leicht beschädigt und .damit unwirksam werden. Abschirmungen, die nach diesem bekannten Prinzip des Eindringens scharfer Schneiden oder Spitzen in eine ebene Unterlage aufgebaut sind, können im übrigen wegen der Zerstörung der ebenen Fläche und dem damit verbundenen Nachlassen der Schirmwirkung für oft lösbare Verbindungen nicht angewendet werden. Nach einer anderen bekannten Anordnung sollen die zu verbindenden Teile einander durchdringen. Praktisch erzeugt man damit eine große Auflagefläche mit entsprechend vielen Berührungskontakten. Für die Praxis kann man hierfür gewindeähnliche Anordnungen treffen, wobei Sägezahnvorsprünge des einen Teils in entsprechende Vertiefungen des Gegenstücks eingreifen. Die zu verbindenden Teile sind sich also einander nicht gleich sondern komplementär. Auf Hohlleiter- oder Kabelflansche angewendet, würde es beim Experimentieren immer wieder vorkommen, daß gleiche Teile aufeinanderstoßen, die miteinander nicht kuppelbar wären. Außerdem ist es praktisch nicht möglich, die Anordnung bei rechteckigen Formen auszuführen. Aus diesem Grund hat sich diese bekannte Anordnung z. B. bei Hohlleiter-oder Kabelflanschen nicht durchsetzen können.In the modification of this principle that there are sharp parts in the base dig in, another design has become known, in which part of the to The parts to be screwed are flat and the counterpart is designed with a sharp edge is. If you wanted to use this design for waveguide screw connections, then you would have to the cutting edge must be attached directly to the inner edge of the waveguide. That is but not portable for mechanical reasons, because the cutting edge is screwed together would break into the interior of the waveguide. However, if one leaves the condition on both sides wrong the cutting edge material, then an inhomogeneous point is created in the waveguide, which in turn causes reflections. In addition, the cutting edges can be damaged very easily and .to become ineffective. Shields based on this well-known principle of Sharp cutting edges or points are built into a flat surface, can otherwise because of the destruction of the flat surface and the associated Decrease in the shielding effect for connections that are often detachable cannot be used. To Another known arrangement should penetrate the parts to be connected. In practice, this creates a large contact surface with a correspondingly large number of touch contacts. In practice, thread-like arrangements can be made for this, with sawtooth projections of one part engage in corresponding recesses of the counterpart. The too connecting parts are therefore not equal to each other but complementary. on Waveguide or cable flanges would be used again and again when experimenting it can happen that the same parts collide that cannot be coupled to one another would be. In addition, it is practically impossible to use the arrangement for rectangular shapes to execute. For this reason, this known arrangement has z. B. with waveguide or Cable flanges cannot penetrate.

Es ist außerdem bereits bekannt, zwischen ebene Flansche als Dichtung eine Folie aus weichem Metall zu legen. Die in Frage kommenden Metalle sind jedoch nicht weich genug, so daß auch damit kein befriedigender Erfolg erzielbar ist.It is also already known to use between flat flanges as a seal to lay a sheet of soft metal. However, the metals in question are not soft enough so that even with it no satisfactory result can be achieved.

Die oben genannten Mängel werden bei Abschirmanordnungen für sehr hohe Frequenzen, bei denen Platten mit großem Druck aufeinandergeschraubt werden, erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die aufeinanderliegenden Flächen der Platten jeweils in abwechselnd vorspringende und einspringende Teilflächen aufgelöst sind, und daß die vorspringenden Flächenteile der einen Platte auf den vorspringenden Flächenteilen der anderen Platte flächig aufliegen. wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten vorspringenden Flächen im Vergleich zur Betriebswellenlänge sehr klein ist.The above-mentioned shortcomings are very evident in shielding arrangements high frequencies at which plates are screwed together with great pressure, remedied according to the invention in that the superposed surfaces of the plates are each divided into alternately protruding and re-entrant partial areas, and that the projecting surface parts of the one plate on the projecting Surface parts of the other plate lie flat. where the distance between two adjacent projecting surfaces very small compared to the operating wavelength is.

Die Oberfläche der verschraubten Teile ist also nach der Erfindung durch flächige Vertiefungen unterbrochen, so daß die Berührung nur an den vorstehenden Flächen stattfinden kann. Wenn nun eine von diesen Teilflächen wegen bedingter mechanischer Genauigkeit gegenüber dem allgemeinen Niveau hervorsteht, dann gibt sie unter .dem Druck der Verschraubung verhältnismäßig leicht nach, weil das Material in die umliegenden freien Räume der flächenhaften Vertiefungen ausweichen kann. Die nach der Erfindung ausgeführte Oberfläche ist also viel nachgiebiger als eine gewöhnliche glatte Fläche. Damit erreicht man, daß die Verschraubungsfläche an vielen, räumlich auseinandergezogenen Stellen Kontakt macht, was die Voraussetzung für eine gute Schirmwirkung bildet. Dazu kommt noch der Umstand, daß die zurückliegenden Flächen gegenüber dem nach außen dringenden Strom einen induktiven Widerstand bilden. Hier wird der hochfrequente Strom erheblich geschwächt. Die Platten, die nach der Erfindung ausgeführt wurden, brauchen nicht überschliffen zu werden. Die erforderlichen Anpreßdrücke sind geringer als bei Verwendung ebener Flächen.The surface of the screwed parts is therefore according to the invention interrupted by flat depressions, so that the contact is only on the above Surfaces can take place. If now one of these partial areas due to conditional mechanical Accuracy stands out above the general level, then gives it under .dem Pressure of the screw connection relatively easy, because the material in the surrounding area can evade free spaces of the planar depressions. According to the invention The finished surface is therefore much more flexible than an ordinary smooth surface. This achieves that the screwing surface on many, spatially drawn apart Make contact, which is the prerequisite for a good shielding effect. In addition, there is the fact that the back surfaces compared to the after outside urgent current form an inductive resistance. This is where the high frequency Electricity weakened considerably. The panels made according to the invention do not need to be sanded. The required contact pressures are lower than when using flat surfaces.

Auf der anderen Seite ist die Verformung der vorspringenden Flächen weitgehend elastisch, so daß man den Kuppelvorgang ohne Beeinträchtigung der Schirmwirkung beliebig oft wiederholen kann, was z. B. bei Hohlleiter- oder Kabelflanschen, die im Laboratorium zum Experimentieren verwendet werden, unerläßlich ist: Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man keine losen Teile hat, und daß die nach der Erfindung ausgeführten Flansche ohne weiteres mit den üblichen verbunden werden können. Da die vorspringenden Teile flächig sind, ist die Beschädigungsmöglichkeit durch Abstoßen gering. Die Maßhaltigkeit einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Anordnung ist ebenso groß wie bei bisher verwendeten planen Flächen.On the other hand is the deformation of the projecting faces largely elastic, so that the coupling process can be carried out without impairing the shielding effect can repeat any number of times what z. B. with waveguide or cable flanges that To be used in the laboratory for experimentation, one more thing is essential The advantage of the invention is that there are no loose parts, and that the Flanges designed according to the invention are readily connected to the usual ones can be. Since the protruding parts are flat, there is a possibility of damage low by repelling. The dimensional accuracy of a composite made up of several parts The arrangement is just as large as with the planar surfaces previously used.

Für die praktische Anwendung sieht die Erfindung jeweils eine ebene Platte vor, in die parallele Nuten eingearbeitet sind. Das kann man z. B. mit einer Fräs-oder Hobelbank ausführen. Macht man die Nuten in einer Richtung, dann haben die vorspringenden Flächen die Form von sehr schmalen Streifen. Man kann aber auch quer dazu Nuten vorsehen, dann entstehen Raster aus vorspringenden Inseln.For practical use, the invention provides a plane in each case Plate in front of which parallel grooves are incorporated. You can z. B. with a Execute a milling or workbench. If you make the grooves in one direction, then you have the protruding surfaces take the form of very narrow strips. But you can too Provide grooves at right angles to it, this creates a grid of protruding islands.

In der Praxis kommen häufig Teile vor, die im Rotationsvorgang hergestellt wurden. Nach der Erfindung kommen hierfür konzentrische Eindrehungen in Frage, die auf der Drehbank leicht herstellbar sind. Die vorstehenden Flächen haben dann die Form von Kreisringen. Werden die Abschirmteile gegossen, dann braucht man nur die vorspringende Fläche zu bearbeiten. Die einspringenden Flächen können dagegen roh bleiben, weil sie keine mechanische Funktion ausüben.In practice there are often parts that are produced in a rotary process became. According to the invention, this concentric indentations come into question, the are easy to manufacture on the lathe. The protruding surfaces then have the Shape of circular rings. If the shielding parts are cast, then you only need that to edit protruding surface. The re-entrant surfaces, on the other hand, can be raw stay because they have no mechanical function.

Für ausreichende Schirmwirkung genügt es in der Praxis, eine Folge von fünf bis zehn Eindrehungen oder Fräsungen vorzusehen. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Eindrehungen oder Einfräsungen soll gegenüber der Betriebsfrequenz sehr klein sein. Bei sehr hohen Frequenzen können dann z. B. zehn Nuten auf 5 mm notwendig werden. Für die Anwendung der Erfindung benötigt man also nur einen geringen Raum. Dabei ist es unerheblich, wenn infolge der Herstellungsungenauigkeiten die vorspringenden Flächen nicht genau aufeinander zu liegen kommen. Die Schirmwirkung wird auch dann erreicht, wenn sich die Flächen nur halb überdecken. In dem genannten Beispiel würde also eine Herstellungsgenauigkeit von 0,1 mm noch vollkommen ausreichen. Sie läßt sich mit den herkömmlichen Maschinen leicht erreichen.In practice, it is sufficient for a sufficient shielding effect to have one result to provide from five to ten indentations or millings. The distance between two successive grooves or millings should be compared to the operating frequency be very small. At very high frequencies z. B. ten grooves on 5 mm become necessary. Only a small amount is therefore required for the application of the invention Space. It is irrelevant if the manufacturing inaccuracies protruding surfaces do not come exactly on top of each other. The shielding effect is also achieved if the surfaces only half overlap. In the said For example, a manufacturing accuracy of 0.1 mm would still be completely sufficient. It can be easily reached with conventional machines.

Bei koaxialen Kabelverbindungen, die oft gelöst werden sollen, verwendet man als Verbindungselemente für den Außenleiter häufig Flansche, die mit dem Kabelaußenleiter verbunden sind. Beim Koppeln werden die ebenen Flansch-Flächen gegeneinandergepreßt. Es ist ein besonderer Vorteil dieser Verbindungsart, daß beide Hälften geometrisch gleich ausgeführt werden können, im Gegensatz zu den komplementären Verbindungen, bei denen man Stecker und Buchse unterscheidet. Bringt man, um die Schirmwirkung zu erhöhen, gemäß der Erfindung auf jeder der ebenen Kupplungsflächen mehrere konzentrische Eindrehungen an, dann bleiben beide Kupplungsteile immer noch gleich, da die vorspringenden Ringflächen flächig aufeinanderliegen sollen.Used for coaxial cable connections that often need to be loosened the connecting elements for the outer conductor are often flanges that connect to the outer cable conductor are connected. When coupling, the flat flange surfaces are pressed against each other. It is a particular advantage of this type of connection that both halves are geometrical can be carried out the same, in contrast to the complementary connections, where a distinction is made between plug and socket. Bringing to the screen effect to increase, according to the invention on each of the flat coupling surfaces several concentric Screwing in, then both coupling parts still remain the same because the protruding ones Ring surfaces should lie flat on top of one another.

Claims

Claims: 1. Electrical shielding arrangement consisting of several parts for very high frequencies, where two plates are screwed together with great pressure be, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the superimposed Surfaces of the plates in each case in alternating projecting and re-entrant partial surfaces are resolved, and that the projecting faces the one The plate rest flat on the protruding partial surfaces of the other plate, where the distance between two adjacent projecting surfaces in comparison is very small to the operating wavelength.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the re-entrant surfaces as mutually parallel grooves from the flat plate are worked out.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the re-entrant surfaces are worked out as circular grooves from the flat plate. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1000 469; U.S. Patent Nos. 2,604,507, 2,778,868, 2796457.