DE69804330T2

DE69804330T2 - Strahlendes kabel

Info

Publication number: DE69804330T2
Application number: DE69804330T
Authority: DE
Inventors: Thierry Linossier
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Silec Cable SAS
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: WO1999028992A1; EP1016165A1; ES2171047T3; KR20010032560A; AU1162299A; DE69804330D1; EP1016165B1; FR2771859A1; BR9815417A; JP2001525625A; FR2771859B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlendes Kabel, das insbesondere im Bereich der zellularen Telefonie oder lokalen Netze zur drahtlosen Datenübertragung im Band von ungefähr 1 MHz bis 3 GHz verwendet wird.
Das Funkempfangsgebiet großer Gebäude macht häufig die Installation dedizierter Einrichtungen erforderlich. Dieser Erfassungsbereich wird mittels Antennen realisiert, die im Inneren der Gebäude angeordnet sind.
Die Verwendung von in den Fluren angeordneten strahlenden Kabeln wäre technisch interessant, aber sie verursacht häufig hinderliche Kosten. Die in Tunneln tatsächlich installierten strahlenden Kabel sind nämlich Koaxialkabel mit periodischen Schlitzmustern. Sie sind teuer, voluminös, starr und schwierig anzuordnen.
Im übrigen offenbart die japanische Patentanmeldung JP- 60038902 ein strahlendes Kabel, das zwei erste isolierte Leitungsdrähte, die mit einem der Anschlüsse eines Oszillators verbundene erste Enden aufweisen, und zwei zweite isolierte Leitungsdrähte umfaßt, die mit dem anderen Anschluß des Oszillators verbundene erste Enden aufweisen.
Die ersten Drähte und die zweiten Drähte bilden jeweils zwei Paare von unabhängig verdrillten Drähten in einer Halteummantelung. Um eine Frequenz mit ausreichend geringer Strahlung zu erhalten, haben die Paare zueinander unterschiedliche Schraubenliniensteigungen. Diese Steigungsdifferenz wird erhalten, indem die beiden Drähtepaare getrennt verdrillt werden.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein strahlendes Kabel für die Erfassung von Gebäuden zur Verfügung zu stellen, das geeignet ist, in einem hohen Frequenzband bis ungefähr 3 GHz zu funktionieren, weicher, kleiner und weniger teuer als für Tunnelanwendungen bekannte Kabel ist. Im Vergleich zum strahlenden Koaxialkabel mit Schlitzen sind die Leistungen des strahlenden Kabels der Erfindung deutlich herabgesetzt, insbesondere was die längenbezogene Abschwächung, Ausbreitungsgeschwindigkeit und Reflexionsabschwächung anbelangt.
Zu diesem Zweck ist ein mit hoher Frequenz strahlendes Kabel, umfassend erste isolierte Leitungsdrähte, die erste untereinander verbundene Enden aufweisen, und zweite isolierte Leitungsdrähte, die untereinander verbundene erste Enden aufweisen, wobei die ersten Drähte zahlenmäßig gleich den zweiten Drähten sind, und eine Außenhalteummantelung, in der sich die ersten und zweiten Drähte befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Drähte zusammen um eine Längsachse des Kabels verdrillt sind und zweite Enden der ersten isolierten Leitungsdrähte und zweite Enden der zweiten isolierten Leitungsdrähte jeweils mit den Anschlüssen einer Last im wesentlichen gleich dem Kennwiderstand des Kabels oder mit den Eingangsanschlüssen eines Verstärkermittels verbunden sind. Der Ausgang des Verstärkermittels ist beispielsweise mit einem Ende eines anderen strahlenden Kabels oder einer Antenne verbunden.
Die Drähte sind somit von der Zahl her geradzahlig, gleich oder größer als 4 im Kabel der Erfindung. Beispielsweise umfaßt das Kabel ein Viererbündel von Leitungsdrähten, die paarweise nebeneinander angeordnet und im wesentlichen in bezug auf die Längsachse des Kabels symmetrisch sind. Gemäß einer weiteren Variante umfaßt das strahlende Kabel der Erfindung sechs isolierte Leitungsdrähte, die im Kreis gleich verteilt sind, im Verhältnis von drei ersten Drähten auf einer Seite einer diametralen Längsebene des Kabels und von drei zweiten Drähten auf der anderen Seite der diametralen Ebene oder aber im Verhältnis eines ersten Drahtes, der zwischen zwei zweiten Drähten verbunden ist, und umgekehrt von einem zweiten Draht, der zwischen zwei ersten Drähten längs eines Kreises im Querschnitt verbunden ist.
Die Verbindung der zweiten Enden der ersten und zweiten Leitungsdrähte mit einer geeigneten Last, das heißt im wesentlichen gleich der Kennimpedanz des Kabels, oder mit den Eingangsanschlüssen eines Verstärkermittels, dessen Ausgang mit einem weiteren strahlenden Kabel oder einer Antenne verbunden sein kann, stellt eine bessere Ausbeute des Kabels im Vergleich zu dem in der Anmeldung JP-60038902 definierten Kabel sicher.
Die Drähte sind zusammen in einer Außenhalteummantelung verdrillt, das heißt, sämtliche Drähte haben dieselbe Schraubenliniensteigung. Im Vergleich zu dem Kabel gemäß der Anmeldung JP-60038902 hat ein Kabel der Erfindung mit zwei ersten Drähten und zwei zweiten Drähten eine konstante Kennimpedanz entlang des Kabels und ist weicher und vor allem leichter herzustellen und daher weniger teuer. Die Drähte werden zusammen gleichzeitig mit der Anordnung unter der Halteummantelung oder ein Satz von Umhüllungen, die die Halteummantelung enthalten, in einem einzigen fortlaufenden Arbeitsgang verdrillt.
In der Praxis werden die ersten Enden der ersten isolierten Leitungsdrähte und die ersten Enden der zweiten isolierten Leitungsdrähte jeweils mit den Außen- und Innenleitern eines Speisekoaxialkabels verbunden, das die Verbindung zwischen dem strahlenden Kabel und einer festen Sende-/Empfangsstation, beispielsweise einer Basisstation eines zellularen Funknetzes sicherstellt. Diese Verbindung kann ebenso durch ein Speisekabel mit verdrillten Paaren sichergestellt werden oder das strahlende Kabel kann direkt mit dem festen Sende-/Empfangssystem verbunden sein. Die ersten Enden eines Paars isolierter Leitungsdrähte des strahlenden Kabels und die ersten Enden des anderen Paars isolierter Leitungsdrähte des strahlenden Kabels werden nun jeweils mit zwei Leitern des Speisekabels oder mit zwei Anschlüssen des festen Sende-/Empfangssystems verbunden.
Obwohl sämtliche Leitungsdrähte gleichzeitig verdrillt werden, führt die Erfindung, wie nachfolgend ersichtlich wird, die nachteiligen Wirkungen der Strahlungen eines herkömmlichen Kabels mit zwei Leitungspaaren, die das Nebensprechen verursachen, positiv aus und verstärkt diese Wirkungen, die hauptsächlich auf der Unsymmetrie der Drähtepaare beruhen.
Um die Strahlung des Kabels und die Asymmetrie der Drähtepaare in diesem zu verstärken, ist eine Drähteverdrilling bald eine Folge direkter Schraubenlinien, bald eine Folge rücklaufender Schraubenlinien. Beispielsweise ändert sich die Richtung der Schraubenlinien alle 8 bis 12 Schraubenliniensteigungen.
Vorzugsweise ist ein Drähteverdrillingsabschnitt mit direkter Schraubenlinie von einem Drähteverdrillungsabschnitt mit rücklaufender Schraubenlinie durch einen Kabelabschnitt getrennt, wo die Drähte im wesentlichen parallel zur Achse des Kabels sind.
Beispielsweise sind entweder die ersten Leitungsdrähte auf wechselnde Weise mit den zweiten Leitungsdrähten um eine Längsachse des Kabels angeordnet oder die Gruppe der ersten Leitungsdrähte ist im wesentlichen zur Gruppe der zweiten Leitungsdrähte in bezug auf eine Längsachse des Kabels symmetrisch.
Die Schraubenliniensteigung der verdrillten Drähte kann enthalten sein zwischen 10 und 50 mal ungefähr dem Außendurchmesser der isolierten Leitungsdrähte.
Allgemeiner kann die Strahlung erhöht sein, wobei Asymmetrien zwischen den verschiedenen Elementen des Kabels herbeigeführt werden. Diese Asymmetrien können durch Abmessungsunterschiede zwischen den verschiedenen Leitungsdrähten oder Unterschiede längenbezogener Kapazitäten zwischen den verschiedenen Leitungsdrähten erzeugt werden. Diese Unterschiede längenmäßiger Kapazitäten können sich entweder aus unterschiedlichen Dicken von Isolierummantelungen der isolierten Leitungsdrähte oder durch Isolationsmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten von Isolierummantelungen der isolierten Leitungsdrähte ergeben. Allgemeiner können sich wenigstens einer der ersten Leitungsdrähte und wenigstens einer der zweiten Leitungsdrähte voneinander durch wenigstens einen der drei folgenden Parameter unterscheiden: Durchmesser der Leitungsseele der Drähte, Dicke der Isolierummantelung der Drähte und Dielektrizitätskonstante der Isolierummantelungen.
Gemäß einer weiteren Variante können die isolierten Leitungsdrähte in eine dielektrische Zylinderummantelung versenkte Adern aufweisen.
Die längsverlaufende Abschwächung eines mit hoher Frequenz strahlenden Kabels hängt sehr stark von den Verlusten durch Joulesche Wärme in den Leitern ab. Bei den privilegierten Nutzfrequenzen des Kabels zwischen 1 MHZ und 3 GHz erfolgt die Leitung der Ströme quasi exklusiv in der Oberfläche der Leiter. Zur Begrenzung dieser Ohmschen Verluste soll die elektrische Leitfähigkeit im Umfang der Leiter so groß wie möglich sein und der Umfang des Leitungsquerschnitts soll so groß wie möglich sein. Zu diesem Zweck kann jeder der isolierten Leitungsdrähte im strahlenden Kabel der Erfindung eine Ader umfassen, die elektrisch aus einem zentralen Teil aus einem ersten leitenden Material und aus einem den zentralen Teil umgebenden Mantel bestehen, wobei der Mantel aus einem zweiten leitenden Material ist, das eine elektrische Leitfähigkeit größer als diejenige des zentralen Teils aufweist. Das erste leitende Material kann aus Aluminium oder aus leicht legiertem Aluminium sein und das zweite leitende Material kann aus Kupfer oder Silber oder aus leicht legiertem Kupfer oder Silber sein.
Ein dielektrisches Band kann die Gruppe der isolierten Leitungsdrähte umgeben und von einer Außenhalteummantelung umgeben sein derart, daß jegliche Haftverbindung zwischen den Ummantelungen der isolierten Leitungsdrähte und der Außenhalteummantelung vermieden wird. Dieses dielektrische Band kann aus einem Material sein, das dem Kabel eine bessere Feuerbeständigkeit verleiht; beispielsweise ist das dielektrische Band ein Mineralband aus Glimmer oder Glasseide.
Ein Metallband mit Auseinanderanordnung oder einer oder mehrere Metalldrähte können schraubenförmig um isolierte Leitungsdrähte gewickelt sein und sich zwischen dem dielektrischen Band und der Außenhalteummantelung erstrecken derart, daß das Konstanthalten einer Kennimpedanz entlang des Kabels verbessert wird.
Das Metallband mit Auseinanderanordnung kann durch ein Metallband mit Öffnungen ersetzt sein.
Die Außenhalteummantelung kann aus Polyethylen, Polyvinylchlorid, aus Elastomer oder aus flammenhemmenden Material ohne Halogen gemäß den gewünschten Eigenschaften des Verhaltens zur Umwelt sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten entsprechenden Zeichnungen hervor, in denen:
- Fig. 1 eine schematische perspektivische Längsschnittansicht eines strahlenden Kabels der Erfindung ist, das mit einem Kabelkopf verbunden ist;
- Fig. 2 eine schematische Querschnittansicht des strahlenden Kabels gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 3 eine perspektivische Längsansicht eines Übergangs von Leitungsdrähten parallel zu der Achse eines Kabels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist, der zwischen direkten Schraubenlinien der Drähte und rücklaufenden Schraubenlinien der Drähte gemäß einer Variante einer zweiten Ausführungsform der Erfindung liegt;
- Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Kabels der Erfindung mit einem dielektrischen Band ist; und
- Fig. 5 eine perspektivische Längsansicht eines Endes eines Kabels der Erfindung mit einem dielektrischen Band und einem Metallband mit Auseinanderanordnung ist.
Bezug nehmend auf Fig. 1 und 2, ein strahlendes Kabel CR umfaßt vier identische isolierte Leitungsdrähte F1 bis F4, die wie in einem verdrillten Doppelsternvierer angeordnet sind.
Jeder Draht umfaßt eine massive Leitungsader CF oder eine Litze dünner Leitungsdrähte zur Verbesserung der Weichheit des Kabels, beispielsweise aus geglühtem Kupfer, und eine Isoliereinzelummantelung GF, die die Seele von den Seelen in den drei weiteren Drähten isoliert. Als Variante hat die Seele jedes isolierten Leitungsdrahtes einen zentralen Teil mit Durchmesser kleiner als mm, aus wenig oder schwach legiertem Aluminium, und einen Mantel mit Dicke von einigen 10 Mikrometern aus wenig oder gering legiertem Kupfer oder Silber, der den zentralen Teil umgibt, um die elektrische Leitfähigkeit am Umfang der Ader zu vergrößern und somit die Verluste im Kabel zu verringern.
Die Isolierummantelung GF ist beispielsweise aus Polyethylen, aus Polypropylen, aus Polyvinylchlorid, aus Silicon oder aus fluorierten, massiven, zellularen oder doppellagigen Materialien.
Eine Außenhalteummantelung G umgibt die isolierten Leitungsdrähte F1 bis F4 und hält sie zusammen, ohne daß sie in die Halteummantelung G versenkt werden. Die Halteummantelung G ist dünn und ist aus thermoplastischem Material, das vernetzt oder nicht vernetzt ist, oder aus Elastomer und kann transparent sein derart, daß die verschiedenen Farben der Einzelummantelungen GF der Leitungsdrähte F1 bis F4 unterschieden werden.
In der Halteummantelung G mit hoher Form sind die Drähte F1 bis F4 im wesentlichen regelmäßig um die Längsachse XX des Kabels verdrillt derart, daß die Drähte F1 bis F4 im Querschnitt an den Spitzen eines Vierecks angeordnet sind.
Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform sind die Drähte F1 bis F4 in steigender Folge der Zahlen 1 bis 4 numeriert, wobei im Uhrzeigersinn gedreht wird derart, daß die ersten Drähte F1 und F3 diagonal entgegengesetzt und die zweiten Drähte F2 und F4 diagonal entgegengesetzt sind. Allgemeiner, gemäß dieser Konfiguration umfaßt das Kabel N erste Drähte und N zweite Drähte, die zusammen mit einer vorbestimmten Schraubenliniensteigung PH verdrillt sind und gleichzeitig mit der Halteummantelung G ummantelt sind und die, im Querschnitt gesehen, kreisförmig um die Längsachse XX des Kabels gleich verteilt sind, wobei jeder erste Draht in Längsrichtung mit zwei zweiten Drähten verbunden ist und umgekehrt, wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als zwei ist.
Gemäß der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform haben erste Enden E11 und E13 erster Drähte des strahlenden Kabels CR wie die diagonalen Drähte F1 und F3, die ein erstes Paar von Drähten bilden, Adern CF, die miteinander und mit einem ersten Ende eines Außenrohrleiters CE eines koaxialen Speisekabels CX verbunden sind, und erste Enden E12 und E14 von zweiten Drähten des strahlenden Kabels CR, wie die beiden anderen diagonalen Drähte F2 und F4, die ein zweites Drähtepaar bilden, haben Leiter CF, die miteinander und mit einem ersten Ende eines Innenleiters CE des koaxialen Kabels CX verbunden sind. Diese beiden Gruppen von Verbindungen 2-zu-1 sind in einem ersten speziellen Leiter CN1 realisiert, der jegliche Impedanzfehlanpassung zwischen dem strahlenden Kabel CR und dem Koaxialkabel CX maximal reduziert.
Das andere Ende des koaxialen Kabels CX ist mit einem Kabelkopf TC verbunden, um über das strahlende Kabel CR Funknachrichtenübermittlungssignale in abfallender Richtung von einer oder mehreren Basisstationen aus, die im Kabelkopf enthalten sind, zu mobilen Funkstationen zu senden und um über das strahlende Kabel CR Funksignale in aufsteigender Richtung von den mobilen Stationen aus zu den Basisstationen zu empfangen. Beispielsweise ist wenigstens ein Koaxialkabel CX mit den ersten Enden strahlender Kabel mit Viererleitung CR der Erfindung verbunden, die am Boden von zentralen Fluren in den Etagen einer Immobilie angeordnet sind, und ist in einer vertikalen Leitung der Immobilie bis zu einem zweiten Ende auf dem Dach der Immobilie befestigt, wo drei Basisstationen für zellulare Telefonienetze FRANCE TELECOM/GSM für das Band von 890 bis 947,5 MHz, SFR/GSM für das Band von 902,5 bis 960 MHz und BOUYGUES TELECOM/DCS für das Band von 1710 bis 1880 MHz sowie Sender-Empfänger für Hilfsdienste und Funknachrichten mit niedrigen Frequenzen bei 479 MHz oder Zugriffspunkten für ein lokales drahtloses Datenübertragungsnetz im Band von 2,4 GHz bis 2,4835 GHz installiert sind. Jedes strahlende Viererkabel strahlt in der entsprechenden Etage der Immobilie in einem Strahl von ungefähr 20 Metern um das Kabel.
In einem zweiten speziellen Leiter CN2 haben zweite Enden E21 und E23 erster Drähte F1 und F3 des strahlenden Kabels CR Leiter CF, die miteinander und mit einem ersten Anschluß G1 einer Last CH verbunden sind, und zweite Enden E22 und E24 zweiter Drähte F2 und F4 haben Leiter CF, die miteinander und mit einem zweiten Anschluß B2 der Last CH verbunden sind. Im Vergleich zu einem gemäß dem Stand der Technik strahlenden Koaxialkabel ist somit jeder der Außen- und Innenleiter desselben durch zwei entsprechende Drähte des Vierers ersetzt, der im strahlenden Kabel CR der Erfindung verdrillt ist.
Als Variante sind die ersten und zweiten Paare der Drähte F1- F3 und F2-F4, die miteinander mit ihren ersten und zweiten Enden verbunden sind, durch weitere erste und zweite Paare von Drähten F1-F2 und F3-F4 oder F1-F4 und F2-F3 ersetzt, wobei die Drähte jedes dieser Paare im Querschnitt an den Enden einer Seite des Rechtecks an den Spitzen liegen, von denen die isolierten Leitungsdrähte F1 bis F4 gemäß Fig. 2 angeordnet sind. Allgemeiner, für ein Kabel mit 2 N verdrillten Gruppendrähten sind allgemeiner N erste Drähte an den Spitzen eines regelmäßigen Vielecks mit 2 N Spitzen angeordnet, die auf einer Seite eines Durchmessers des Kabels liegen, und N zweite Drähte sind an den Spitzen des Vielecks angeordnet, die sich auf der anderen Seite des Durchmessers des Kabels befinden, wobei N ≥ 2 ist.
Per Analogie mit einem Phantomkreis für einen Sternvierer, der seit mehreren Jahrzehnten in der Telefonie aufgegeben worden ist, wird die Kapazität des strahlenden Kabels CR der Erfindung in Längsrichtung von derjenigen Cpaire eines Paars von Leitungsdrähten abgeleitet
CCR = 2,5 Cpaire.
Die Induktanz in Längsrichtung LCR des strahlenden Kabels CR ist gleich der Induktanz in Längsrichtung Lpaire von zwei Paaren von Leitungsdrähten, die parallel angeordnet sind:
LCR = Lpaire/2.
Ausgehend von der folgenden Formel der Kennimpedanz ZCR des mit hoher Frequenz strahlenden Kabels:
ZCR = LCR/CCR
wird die Relation zwischen den Kennimpedanzen ZCR und Zpaire des strahlenden Kabels CR und des Drähtepaars abgeleitet:
ZCR = Zpaire/2,2.
Wenn es möglich ist, ein strahlendes Kabel auszuführen, das aus einem verdrillten Paar von Leitungsdrähten besteht, die gewöhnlich isoliert sind mit Umhüllungen GF aus Polyethylen, aufweisend einen Durchmesser gleich ungefähr dem doppelten Durchmesser der Seele CF mit einer Kennimpedanz in der Größe von 110 Ω, ist es somit unmöglich, ein Drähtepaar mit einer Kennimpedanz von 50 Ω mit Isolierummantelungen aus Polyethylen zu entwickeln. Ein Drähtepaar mit 50 Ω wäre mit einer Isolierung aus PVC oder einem anderen Material mit ausreichend hoher Dielektrizitätskonstante 4 bis 5 realisierbar, aber zu. Lasten weiterer Übertragungseigenschaften wie Abschwächung, Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Das strahlende Kabel CR der Erfindung führt somit die Kennimpedanz eines Paars mit 110 Ω mit Kennimpedanz von 110/2,2 = 50 Ω zurück. Die Last CH ist somit gleich ZCR = 50 Ω.
Die Abschwächung in Längsrichtung a des strahlenden Kabels ist:
α = R/2ZCR
wobei R der Widerstand des strahlenden Kabels in Längsrichtung ist und daher R/4 derjenige jedes leitenden Drahtes F1 bis F4 ist. Bei konstanter Kennimpedanz wird die Abschwächung in Längsrichtung α abhängig vom Durchmesser des Leiters CF der Drähte gewählt und ist umso schwächer, je größer der Durchmesser des Leiters ist.
Der Durchmesser der Einzelummantelungen GF und der Durchmesser der Adern CF müssen dimensioniert werden, um ein strahlendes Kabel mit Kennimpedanz 50 Ω und korrekter Abschwächung in Längsrichtung zu haben.
Die Drähtepaare sollen nicht zu "ausbalanciert", das heißt symmetrisch sein, derart, daß die Strahlung des Kabels begünstigt wird. Für einen Aderdurchmesser CF von 1 bis 2 mm und einen Durchmesser des isolierten Leitungsdrahtes F1 bis F4 und damit Ummantelung GF gleicht im wesentlichem dem Doppelten, nämlich 1,5 bis 4 mm, ist der Verdrahtungsschritt, das heißt die Schraubenliniensteigung PH der Drähte, zwischen 10 und 50 mal ungefähr dem Durchmesser der Ummantelung GF derart, daß die Drähte nicht zu stark mechanisch beansprucht werden und eine Weichheit des strahlenden Kabels CR beibehalten wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt ein strahlendes Kabel CR einen verdrillten Vierer mit einer Schraubenliniensteigung PH von ungefähr 50 mm, nämlich ungefähr 2000 Schritten für eine maximale Kabellänge von ungefähr 100 m. Jeder der vier Drähte F1 bis F4 hat eine Ader CF aus geglühtem massivem Kupfer mit Durchmesser von 1,5 mm und eine Isolierummantelung GF aus massivem oder zellularem Polyethylen mit Außendurchmesser von 2,8 mm. Die erhaltene Außenummantelung G ist aus feuerhemmendem Material ohne Hallogen, was den Außendurchmesser des Kabels auf 9,5 mm definiert. Für eine Kennimpedanz des Kabels CR von 50 Ω ist die Abschwächung des Kabels in Längsrichtung 8,5 dB/100 m bei 150 MHz, 15 dB/100 m bei 450 MHz, 21 dB/100 m bei 900 MHz, und 30 dB/100 m bei 1800 MHz. Die Kupplungsverluste auf 2 Meter zwischen 150 MHz und 1800 MHz sind 70 bis 80 dB. Insbesondere ist die Länge des Kabels in der Größe von ungefähr 80 m für Nutzfrequenzen, die 2 GHz erreichen, und 120 m ungefähr für Nutzfrequenzen, die auf 1 GHz begrenzt sind.
Die Weichheit des Kabels wird verbessert, indem jede Massivader CF durch eine Litze von kleinen Kupferleitungsdrähten, beispielsweise eine Litze von 7 oder 19 dünnen Drähten, ersetzt wird.
Zur Optimierung des strahlenden Kabels sind zwei sich widersprechende Phänomene zu berücksichtigen:
- die Strahlung ist umso höher, wie die Symmetrie der Drähte F1 bis F4 im Kabel unausgeglichen ist; und
- je unausgeglichener das Kabel ist, umso mehr sind die Nichtanpassungen der Impedanz für die Übertragung des Signals hinderlich.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die Strahlung vergrößert, ohne die Übertragung zu stark zu beeinträchtigen, wobei die Verteilung der vier Drähte des Kabels CR periodisch aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Die entstandene Impedanzfehlanpassung wird nicht auf das gesamte Spektrum verteilt, sondern bei einer sehr genauen Frequenz und bei deren Harmonischen lokalisiert. In der Praxis sind diese Frequenzen verbotene Nutzfrequenzen, die außerhalb der Funknutzbänder ausgewählt worden sind.
Bei dieser in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich ein Kabel CRa, das die selben Abmessungs- und Materialeigenschaften wie dasjenige CR der ersten Ausführungsform aufweist, von diesem in einer Richtungsänderung der Verdrillungen alle 500 mm, das heißt um einen Verdrillungsschritt L von 50 mm, wobei das Kabel 10 aufeinanderfolgende direkte Schraubenliniensteigungen mit Gesamtlänge L, dann 10 aufeinanderfolgende rücklaufende Schraubenliniensteigungen mit Gesamtlänge L undsofort umfaßt. Die Umkehrung der Drehung der Verdrillungen erzeugt eine Impedanzfehlanpassung an die Frequenz von 400 MHz und deren Vielfache 400, 800, 1200, 1600, 2000 MHz. Diese Frequenzen bilden verbotene Nutzfrequenzen.
Um die Strahlungsleistung noch zu vergrößern, wird gemäß einer Variante der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform die Umkehr der Schraubenlinienwicklung der isolierten Leitungsdrähte F1 bis F4 nicht sofort ausgeführt, um direkte Schraubenlinien zu rücklaufenden Schraubenlinien und umgekehrt laufen zu lassen, sondern mittels eines Kabelabschnitts mit Länge LP ausgeführt, indem die Leitungsdrähte F1 bis F4 im wesentlichen parallel zu Achse XX des Kabels sind. Die Länge LP kann ungefähr die Ganghöhe PH der Schraubenlinien der Drähte F1 bis F4 erreichen.
Gemäß einer weiteren Variante wird das Ungleichgewicht des Kabels durch Abmessungs- und/oder dielektrische Ummantelungsunterschiede vergrößert, beispielsweise zwischen den vier Leitern CF der Drähte F1 bis F4 oder zwischen den Leitern der Drähtepaare F1-F3 und F2-F4. Allgemeiner unterscheiden sich wenigstens zwei der 2 N = 4 isolierten Leitungsdrähte F1-F4 um wenigstens einen der folgenden Parameter voneinander: Durchmesser der Ader CF der Drähte, Dicke der Isolierummantelung GF der Drähte, Dielektrizitätskonstante der Isolierummantelungen GF und Material oder Gestaltung der Ader CF.
Gemäß weiteren Varianten der ersten und zweiten Ausführungsformen umgibt ein dielektrisches Trennband RD, das in Fig. 4 gezeigt ist, die Gruppe der 2 N = 4 isolierten Leitungsdrähte F1 bis F4 und ist von der Außenhalteummantelung G umgeben. Das Band schützt die Ummantelungen GF der Drähte F1 bis F4 zur Zeit der Extrusion der Halteummantelung G thermisch und vermeidet Verklebungen zwischen den Drahtummantelungen GF und der Außenhalteummantelung G. Beispielsweise ist das Band RD aus Polyester, Polypropylen oder sogar aus Kraftpapier. Das dielektrische Band RD kann ebenso aus Material sein, das dem Kabel eine bessere Feuerbeständigkeit verleiht; beispielsweise ist das Band RD ein Mineralband aus Glimmer oder Glasseide.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist ein Metallband RM schraubenlinienförmig um die Gruppe der 2 N = 4 isolierten Leitungsdrähte F1 bis F4 gewickelt und ist vorzugsweise oberhalb des dielektrischen Bandes RD unter der Außenhalteummantelung G eingeführt. Das Band RM ist "auseinander" gewickelt, das heißt zwei Schraubenlinienumwicklungen des Metallbandes oder mehrerer Metallbänder sind durch einen Schraubenlinienzwischenraum beispielsweise im wesentlichen gleich einer bis zu zwei Metallbandbreiten getrennt. Bei hohen Frequenzen in der Größe von Gigahertz verbessert das Metallband RM das Halten der Kennimpedanz ZCR des strahlenden Kabels CR auf einem konstanten Wert, indem ganz eine Strahlungsenergiefreisetzung durch den Schraubenlinienzwischenraum gestattet wird.
Gemäß einer weiteren Variante ist das Metallband mit Auseinanderanordnung durch einen oder mehrere Metalldrähte ersetzt, die um 2 N = 4 isolierte Leitungsdrähte F1 bis F4 oder das dielektrische Band RD umsponnen sind, wobei Lücken gelassen werden, oder jegliche andere Metallabschirmung, die Öffnungen umfaßt, die in der Lage sind, das elektromagnetische Strahlungsfeld durchzulassen.
Zur wirtschaftlichen Herstellung des Kabels der Erfindung werden die Verdrehung der 2 N isolierten Leitungsdrähte, die etwaige Anordnung der Bänder RD und/oder RM und die Extrusion der Halteummantelung G in einem einzigen Arbeitsgang ausgeführt.

Claims

1. - Mit hoher Frequenz strahlendes Kabel, umfassend erste isolierte Leitungsdrähte (F1, F3; oder F1, F2), die erste untereinander verbundene Enden (E11, E13; oder E11, E12) aufweisen, und zweite isolierte Leitungsdrähte (F2, F4; oder F3, F4), die untereinander verbundene erste Enden (E12, E14; oder E13, E14) aufweisen, wobei die ersten Drähte zahlenmäßig gleich den zweiten Drähten sind, und eine Außenhalteummantelung (G), in der sich die ersten und zweiten Drähte befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Drähte zusammen um eine Längsachse (XX) des Kabels verdrillt sind und zweite Enden (E21, E23) der ersten isolierten Leitungsdrähte (F1, F3) und zweite Enden (E22, E24) der isolierten zweiten Leitungsdrähte (F2, F4) jeweils mit den Anschlüssen (B1, B2) einer Last (CH) im wesentlichen gleich dem Kennwiderstand des Kabels oder mit den Eingangsanschlüssen eines Verstärkermittels verbunden sind.

2. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 1, in dem die ersten Enden (E11, E13) der ersten isolierten Leitungsdrähte (F1, F3) und die ersten Enden (E12, E14) der zweiten isolierten Leitungsdrähte (F2, F4) jeweils mit zwei Adern (CE, CI) eines Speisekabels (CX) oder mit zwei Anschlüssen eines festen Sende-/Empfangssystems (TC) verbunden sind.

3. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, in dem eine Drähteverdrillung mal eine Folge direkter Schraubenlinien, mal eine Folge rücklaufender Schraubenlinien ist.

4. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 3, in dem ein Drähteverdrillungsabschnitt mit direkter Schraubenlinie (L) von einem Drähteverdrillungsabschnitt mit rücklaufender Schraubenlinie (L) durch einen Kabelabschnitt (LP) getrennt ist, wo die Drähte (F1-F4) im wesentlichen parallel zur Achse (XX) des Kabels (CRa) sind.

5. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, in dem die ersten Leitungsdrähte (F1, F3) auf wechselnde Weise mit den zweiten Leitungsdrähten (F2, F4) um eine Längsachse (XX) des Kabels angeordnet sind.

6. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, in dem die Gruppe der ersten Leitungsdrähte (F1, F2) im wesentlichen zur Gruppe der zweiten Leitungsdrähte in bezug auf eine Längsachse (XX) des Kabels symmetrisch ist.

7. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, in dem die Schraubenliniensteigung (PH) der verdrillten Drähte enthalten ist zwischen 10 und 50 mal ungefähr dem Außendurchmesser der isolierten Leitungsdrähte (F1-F4).

8. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, in dem wenigstens einer der ersten Leitungsdrähte (F1, F3; oder F1, F2) und wenigstens einer der zweiten Leitungsdrähte (F2, F4; oder F3, F4) sich untereinander um wenigstens einen der drei folgenden Parameter unterscheiden: Durchmesser der Ader (CF) der Drähte, Dicke der Isolierummantelung (GF) der Drähte und Dielektrizitätskonstante der Isolierummantelungen (GF).

9. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, in dem die isolierten Leitungsdrähte in eine dielektrische Zylinderummantelung versenkte Adern (CF) aufweisen.

10. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, in dem jeder der ersten und zweiten isolierten Leitungsdrähte (F1, F2, F3, F4) eine Ader umfaßt, die elektrisch aus einem zentralen Teil und einem den zentralen Teil umgebenden Mantel besteht, wobei der Mantel aus einem leitenden Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit größer als derjenigen des zentralen Teils ist.

11. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, umfassend ein dielektrisches Band (RD), das die Gruppe der isolierten Leitungsdrähte (F1-F4) umgibt und von der Außenhalteummantelung (G) umgeben ist.

12. - Strahlendes Kabel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, umfassend ein Metallband mit Auseinanderanordnung (RM), das schraubenförmig um die Gruppe der vier isolierten Leitungsdrähte (F1-F4) gewickelt ist.

13. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 12, wenn dieser von Anspruch 11 abhängig ist, in dem das Metallband (RM) sich zwischen dem dielektrischen Band (RD) und der Außenhalteummantelung (G) erstreckt.

14. - Strahlendes Kabel nach Anspruch 12 oder 13, in dem das Metallband mit Auseinanderanordnung durch einen oder mehrere Metalldrähte oder durch eine Metallabschirmung mit Öffnungen ersetzt ist.