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Dicke Wandstärke bei HF-Gehäusen
Gast
#7919847
Bei älteren oder auch neuen (Satelliten, Spezialmesstechnik, Labor etc.) HF-Gehäusen sieht man oft gefräste Gehäuse mit relative dicken Wänden. Hat das einen elektrischen Grund? Schirmen 10mm Aluminium (signifikant) besser als 1mm? Oder ist das nur aus mechanischen Gründen wegen Stabilität oder weil es so einfacher zu fertigen ist und Deckel einfacher verschraubt werden können?
was denkst du, wie viel 1nm schirmt? Was passiert mit den Wirbelströmen? Dann sollte die Antwort schon fast klar sein.
Direkt nicht mehr viel. Aber: HF-Dichtungen brauchen mechanische Steifigkeit, sonsten dichten sie nicht. Ansonsten geht es bei den größeren Wandstärken oft auch eher um Wärmeverteilung.
Noch etwas mehr Info: Der Teil der Welle, der nicht reflektiert wird, läuft sich im Material nach einer e-Funktion "tot". Er wird nie zu Null! Ob das signifikant ist oder nicht, entscheidet sich nach dem gefordertem Schirmmaß, den Materialeigenschaften und natürlich der Frequenz. DC oder 50Hz kriegst du noch nicht mal mit Stahlblech geschirmt. Stichwort Mumetall.
Gast
#7919865
Verstehe ich das richtig: Diese EMV/HF-Dichtungen dichten nicht im wörtlichen Sinne, sondern sollen den Deckel umfassend an allen Stellen mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbinden? Und dafür braucht es eben mechanische Steifigkeit um das Zeug fest genug an die Auflageflächen zu pressen? Denn eigentlich würde ja nur ein ausreichend geringer Abstand zwischen Deckel und Gehäuse reichen, aber dann wäre der Deckel eben nicht rundum elektrisch mit dem Gehäuse verbunden. Daher kommt der "Dichteffekt" nicht davon, dass da was "im Weg" ist, sondern überall miteinander elektrisch verbunden ist? Sieht man deshalb auch oft diese Absätze an diesen Gehäusekonstruktionen? Der Absatz sorgt für einen kleinen Spalt zwischen Deckel und Gehäuse und die HF-Dichtung kann dann auch etwas dicker sein? Jeder Schlitz wirkt auch als Antenne (Schlitzstrahler). Deswegen wird das mit dämpfendem Material ausgefüllt. Teilweise werden auch Nuten gefräßt, die als Viertelwellendrossel wirken (natürlich nur bei bestimmten Frequenzen).
Nein. Niemand versteht HF in nicht-leeren Gehäusen richtig :-) Es gibt nur nützlichere und weniger nützliche Betrachtungsweisen.
Das ist eine brauchbare Betrachtungsweise.
Dann sind die beiden Gehäusehälften immer noch kapazitiv gekoppelt. Das ist schlechter als galvanisch gekoppelt, aber besser als nichts.
Jein. Der Absatz hat mehrere mechanische Vorteile. Das Ganze wird steifer, das Ganze läßt sich leichter präzise montieren, mehr Fläche ist mehr kapazitive Kopplung, der Absatz ist manchmal nötig je nach Dichtelement, manchmal müssen Sachen ja nicht HF-Dicht sondern aus wasser- und staubdicht sein usw. Das Thema ist nicht einfach. Moin, Wenn es interessiert: Die Verwendung breiter Wandstärken hat u.a. den Vorteil, dass sich HF-gerechte Übergänge zwischen gängigen HF-Verbindern (häufig SMA) und 50Ω-Microstrip-Leitungen besonders gut realisieren lassen. Meist werden diese SMA-Verbinder von außen mit 2.5mm- oder 2-56-Schrauben befestigt. Der springende Punkt dabei: Solche Verbinder besitzen einen PTFE-Einsatz, der bei passendem Wanddurchmesser dafür sorgt, dass die 50Ω-Impedanz auch auf der Verbinderseite erhalten bleibt. Die Länge dieses PTFE-Einsatzes entspricht genau der Wandstärke. Durch geschickte Gestaltung der Geometrie zwischen Innenwand und Microstrip lassen sich stoßstellenarme Übergänge vom Innenleiter auf die Leiterplatte realisieren, auch im höheren Mikrowellenbereich. Da SMA-Verbinder relativ kleine Innenleiterdurchmesser aufweisen, arbeitet man bevorzugt mit dünnen Substraten. Diese erlauben bei 50Ω-Impedanz ebenfalls schmale Leiterbahnen. Mikrowellengeeignete SMA-Buchsen verfügen im Lötbereich häufig über abgeflachte, gefräste Innenleiter, was den Anschluss zusätzlich vereinfacht. Bei dünnwandigen Gehäusen hingegen lassen sich solche Verbinder nur schwer stoßstellenarm mit Microstrip-Zügen verbinden. Ein weiteres wichtiges Thema bei geschirmten Gehäusen: HF-Ströme fließen immer an den Oberflächen – der Skineffekt ist hierbei entscheidend. Ziel der Abschirmung ist es, diesen Strömen keinen Weg nach außen zu ermöglichen. Das verdient eine genauere Erklärung. Ein häufiger Fehler ist es, einfach Drähte durch die Gehäusewand zu führen. Damit öffnet man HF-Strömen einen direkten Weg entlang der Durchbruchkante von innen nach außen. Um das zu vermeiden, nutzt man sogenannte Durchführungsfilter oder Durchführungskondensatoren. Diese ermöglichen eine galvanische Durchleitung bei gleichzeitiger HF-Blockierung. Sie bestehen meist aus Kombinationen von Durchführungs-Cs und Ferrithülsen, die abhängig von der Frequenz eine hohe Dämpfung bewirken. Wenn besonders hohe Dämpfungswerte benötigt werden (z. B. bei Messsendern), kann man diese Filter in einem eigenen, abgeschirmten Abteil unterbringen und zusätzlich durch geeignete Drosseln und zusätzlichen Filtersektionen verschiedener Werte erweitern. So lässt sich eine möglichst breitbandige Dämpfung bis über 100dB erzielen. Ein weiteres Problemfeld bei geschirmten Gehäusen sind Hohlraumresonanzen, die sich, je nach Frequenz, unangenehm bemerkbar machen können. Dem begegnet man z. B. durch diagonal gespannte Drähte, dämpfende Materialien über der Microstrip-Elektronik oder durch geschickte Wahl der Abstände zwischen Leiterplatte und Gehäusedeckel. Kurzum: Das physikalische Design gut funktionierender Mikrowellenbaugruppen erfordert viel Fachwissen, Erfahrung – und gelegentlich auch Lehrgeld. Häufig sind im Nachgang noch Optimierungen nötig, die man nur durch experimentelles Vorgehen herausfindet. Jedenfalls, mußte auch ich mich früher ausgiebig damit befassen und durch Erfahrungen lernen. Grüße Gerhard
Angehängte Dateien:
In LNBs für Satellitenempfang sind meist dielektrische Oszillatoren als LO verbaut, die mechanisch empfindlich gegen Verstimmen sind. Auch deswegen ist ein verwindungssteifes Gehäuse gar nicht dumm. https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1983/page162/index.html https://de.wikipedia.org/wiki/Dielektrischer_Resonator Wegen Durchdringungs- Eindringungstiefe: Welches Metall (Material) nimmt man bevorzugt für welchen Frequenzbereich? Mumetall, Stahlblech (Weißblech), Alu, Kupfer, ... Auch auf Hinsicht der Verfügbarkeit, Preis und Verarbeitung. Fräsen, Bohren, ... Oberflächenbehandlung Verzinnt, versilbert, eloxiert, ...
Abschirmmaterialien für NF- und HF-Anwendungen Für die Abschirmung niederfrequenter Magnetfelder (Wechselstrom, NF) eignet sich insbesondere Mumetall. Es wird z. B. bei NF-Transformatoren oder Gitarren-Tonabnehmern eingesetzt, um Brummstörungen zu unterdrücken – auch wenn bei E-Gitarren der sogenannte Humbucker entwickelt wurde, um solche Störungen konstruktiv zu kompensieren. Für Hochfrequenzanwendungen (HF, UKW) kommt hingegen Stahlblech, besser noch Weißblech, zum Einsatz. Allerdings sollte man auf ausreichenden Abstand zu offenen Abstimmkreisen achten, um unnötige Wirbelstromverluste zu vermeiden. Aluminium und Kupfer sind bei HF bis in den hohen Mikrowellenbereich gut geeignet. Gefräste Aluminiumgehäuse bieten dabei nicht nur eine hohe mechanische Stabilität, sondern ermöglichen auch stoßstellenarme Koaxialverbindungen – ein wesentlicher Vorteil, gerade bei dielektrisch abgestimmten Oszillatoren, wo mechanische Stabilität entscheidend ist. Eine Versilberung lohnt sich meist nur bei hochwertigen Bandfiltern mit hoher Güte, insbesondere wenn die Abstimmelemente strommäßig mit der Gehäuseoberfläche interagieren (z. B. bei Helical-Filtern). Auch bei Viertelwellenresonatoren (Cavities) ist eine versilberte, möglichst kratzerfreie Oberfläche vorteilhaft. Gefräste Gehäuse lassen sich heute vergleichsweise günstig fertigen – entweder über externe Dienstleister oder, mit Zugang zu einer kleinen vertikalen Tischfräsmaschine, auch in Eigenregie. Theoretisch ließen sich auch maßgefertigte Gehäuse per 3D-Druck herstellen, sofern die Innenflächen anschließend leitfähig beschichtet werden (z. B. Kupfer, Silber). Der Skineffekt macht solche Lösungen grundsätzlich möglich, ob sie sich in der Praxis lohnen, ist im Einzelfall zu prüfen. Die Firma Teko bietet eine breite Auswahl abgeschirmter Gehäuse aus Weißblech an – durchaus eine brauchbare Lösung für viele Anwendungen. Gefräste Gehäuse mit dicken Wänden für Hochfrequenz Leider gibt es anscheinend keine Gesamtübersicht: https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-EH.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-AG-AGO.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-RG.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-UC.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-ZG.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-G.pdf https://mts-systemtechnik.de/wp-content/uploads/2024/02/DE-SPEC-FK.pdf Mein bevorzugter Lieferant für Weißblechgehäuse: http://www.schubert-gehaeuse.de/weissblechgehaeuse.html Ja klar, für den Hobbybedarf sind die Fräsgehäuse zu teuer. Da verwende ich auch Schubert-Weißblechgehäuse. Aber in der Firma haben wir oft die MTS-Fräsgehäuse eingesetzt. Die gibt es mit dauerhaft leitfähiger Oberfläche. Moin, Ähnliche Gehäuse wie die von MTS habe ich gelegentlich selbst aus rechteckigen Aluminiumprofilen (3/16″ Wandstärke) gefertigt. Dazu habe ich die Profile entsprechend der gewünschten Höhe zugeschnitten, die Schnittflächen gefräst und passende Deckel angefertigt. Durch die rund 4 mm Wandstärke lassen sich problemlos M2- oder 2-56-Gewinde bohren und schneiden. Meist verwendete ich Profile mit 2×4″ oder 2×2″ Querschnitt. Hier sind ein paar Bilder mit Beispielen dieser Baugruppen und solcher Konstruktion: Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Beitrag "Re: Zeigt her Eure Kunstwerke !" Weißblechgehäuse fertige ich mir aus dünnem Blech selbst an – das lässt sich auch von Hand gut zuschneiden und mit einfachen Mitteln abkanten. Mit etwas Fantasie findet man oft auch im Alltag Objekte, die sich zweckentfremden und für solche Anwendungen nutzen lassen. Gerhard
Fuchsjagdsender in der Kaffeedose gehörte bei uns im Ortsverband damals zum Standard :-)
War der noch mit Röhren bestückt oder schon transistorisiert? Ich las in alter AFU Literatur, daß man damals teils noch auf 80-m mit Batterie-Röhrentypen arbeitete. Leider hatte ich nie Gelegenheit bei einer Solchen mich als Fuchsjäger zu betätigen. Kann mir vorstellen, daß so ein Unternehmen recht spannend und voller unerwarteten Überraschungen sein könnte. Ich habe das Weißblech von unbeschrifteten Keksdosen teils auch zum Abschirmgehäuse-Bau zweckentfremdet. Mein erster Fuchsjagdempfänger auf 80m vor 40 Jahren hatte ein Gehäuse aus Leiterplattenmaterial und sowohl einen Ferritstab als auch eine zuschaltbare Stabantenne. Wichtig war, die Kupferschicht der Platine an der richtigen Stelle zu unterbrechen, damit es keine Kurzschlusswindung für den Ferritstab gab.
Ich war ab 1976 bei dem Verein und da hatten wir schon alles transistorisiert. Wir sendeten auf der 'SuperSechs' (144,66 Mhz) und der Rufzeichengeber war eine Diodenmatrix, die mit CMOS Logik durchgeklappert wurde und eifrig 'DL0SP/P' morste. Das hat der alle 60 Sekunden gemacht und dann war der Träger wieder aus.
Klingt sehr vertraut – in dieser Zeit habe ich auch einiges gebaut, u. a. einen CMOS-Diodenmatrix-IDer. Um 1979 entstand dann bei mir eine 5-W-Funkbake auf 144,5 MHz, rund 100 km nordwestlich von Edmonton, die 15 Jahre zuverlässig lief. Verbaut war ein 48 MHz-Quarz, alles freiluftverdrahtet auf kupferkaschierter Platte, mit Weißblech-Abschirmungen für ein sauberes Signal. Das waren schöne Amateurfunkjahre. Auf 432 MHz in SSB/CW konnte ich mit 40 W (2C39-Endstufe) und 13-Element-Yagi regelmäßig Verbindungen Edmonton–Calgary fahren.
Es sei denn, man fräst selber. Manche giessen sogar den Aluminium-Rohklotz. Nachdem ich erleben muss, dass ein Altersheimplatz für Demenzkranke, die also alles noch selber machen und nur hin&wieder angestupst werden müssen, im gierigsten Seniorenversorgungssystem aller Zeiten 8000€/Monat kostet, weiss ich, dass eine gute Werkstatt nur Peanuts im Leben ausmacht. Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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