NO791467L - Elektrisk leder med kontinuerlig induktiv belastning og fremgangsmaate til fremstilling av en slik leder - Google Patents

Description

Elektrisk leder samt fremgangsmåte for dens fremstilling.

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk leder med en jevnt fordelt indektiv belastning og spesielt til en slik belastning av transmisjonsledninger som benyttes i telekommunika-sjonssysterner. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av en slik leder og en kabel omfattende slike ledere.

Det er kjent at en belastning, som kunstig øker induktansen hos transmisjonsledninger, minsker ledningens dempning og distorsjon. En typisk omfattende anvendelse av dette er be-lastninger av lederpar før totalfrekvensoverføringen. I en slik anvendelse tilveiebringes belastningen gj<*>ennom anordningen av diskrete belastningsspoler i par med innbyrdes intervall langs-med deres lengde. Denne teknikken er ikke praktisk ved høye frekvenser, da den diskrete naturen hos belastningen skaper høye returtap.

For å kunne være anvendbar ved høye frekvenser må belastningen være kontinuerlig, dvs. likeformet eller jevnt fordelt langs lederens lengde.

Forsøk med kontinuerlig belastning har vært forsøkt, hvorved lederene har blitt omhyllet av teip eller tråder av magnetisk materiale. Dette medfører imidlertid flere ulemper: a) det magnetiske materialet må være isolert fra lederen eller lederene, da ellers strømmen kommer til å flyte i det magnetiske materialet og redusere effekten av belastningen og øke motstandstapene,

b) virvelstrømtapene og hysteresetapene i det magnetiske materialet minsker ytterligere fordelene med

belastning av ledningen,

c) fremgangsmåten er følsom for mekaniske variasjoner under fremstillingen, hvilket kan forårsake store

variasjoner i lederenes karakteristikk, og ..:

d) kostnadene blir stor, primært som følge av til-virkningsvanskeligheter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en leder belagt med et sammensatt materiale bestående av svært små partikler av magnetisk materiale jevnt fordelt i ét dielektrisk materiale. Det dielektriske materialet isolerer partiklene av magnetisk materiale fra hverandre og fra lederen. Dette sammensatte materialet kan fremstilles før eller under påloggingen på lederen.

Et flertall av fordelene med foreliggende oppfinnelse'' kommer til å fremgå av den følgende beskrivelse av visse slik som eksempelvis den valgte utførelse-formen av denne under hen-visning til tegningene. Figur 1 er et tverrsnitt gjennom en typisk belastet leder i Figur 2 er et tverrsnitt gjennom en kabel av telekom-munikasjons typen omfattende 25 lederpar, i hvilke hver leder av den type som vist på figur.l. Figur 3 viser skjematisk en utførelseform av en anordning for tilveiebringing av det belastede sjiktet på en leder.

En typisk leder, slik som den viste på figur 1, omfatter en 24 AW G- k-isp 1 erle de r 10, et første sjikt eller belegg av et dielektrisk-magnetisk sammensatt materiale 11, eksempelvis med en tykkelse på 0,034 mm, og et yttersjikt eller belegg av polyetylenisolering 12 med en tykkelse på ca. 0,22 mm. Et eksempel på materiale i sjiktet 11 omfatter 40 volum-^ jernpulver og 60 volum-^ etylenvinylacetat. Disse verdiene kan givetvis variere avhengig av størrelsen på lederene 10 og de ønskede elektris-ke parameterer. Lederen, slik som den på figur 1, er et bra eksempel på en spesiell størrelse for telekommunikasjon.

En utførelseform av oppfinnelsen, hvilken har funnet å være spesielt anvendelig, omfatter en kabel med 25 par, slik som den som vist på figur 2. Den omfatter således 50 tråder eller ledere, hver og en med en 24 AWG koplerleder 10, et belegg med en tykkelse på 0,034 mm av 4o/60$ jernpulver/etylenvinylacetat 11 og et ytre belegg av polyetylenisolering med en tykkelse på 0,22 mm, i samsvar med figur 1. Denne kabelen har samme ton-frekvenskarakteristikk som en standardtelefonkommunikasjonskabel med ledere av samme størrelse som lederen 10. Ved bærefrekven- ser reduseres transmisjonstapene i kabelen med nesten 20$> med utnyttelse av oppfinnelsen jevnført med den standardkabel med ledere av samme størrelse som lederen 10.

Figur 3 viser svært skjematisk en anordning for pålegging av det magnetiske-dielektriske belegget 11. Metallederen er lagret på å utmates fra en trommel 15 over en rull 16. Fra rullen 16 passerer lederen ned gjennom en styring 17 til en ekstruderingsmaskin 18 av stempeltype inneholdende en blanding av magnetisk materiale og dielektrisk materiale. Den belagte lederen passerer ut gjennom et munnstykke 19 ved den nedre enden av maskinen 18 og passerer gjennom-en herdeanordning 20. Fra anordningen 20 passerer den belagte lederen over en rull 21 til en mottagelsetrommel 22, Den belagte lederen kan siden passere gjennom en ytterligere anordning for pålegging av et ytre, iso-lerende belegg eller kan en beleggningsmaskin innsettes mellom herdeanordningen 20 og mottagningsrullen 22, eksempelvis slik som skjematisk vist ved hjelp av striplede linjer 23. Passende er beleggmaskinen 23 en konvensjonell piastekstruderingsmaskin eller en masseisoleringsmaskin.

På grunn av at de magnetiske partiklene er isolert fra hverandre blir det sammensatte materialet ikke-ledende. Det kan derfor legges direkte på overflaten av lederen uten å øke strømtapet. Ved å holde de magnetiske partiklene svært små reduseres virvelstrømtapet slik at det blir ubetydelig.

Avhengig av det dielektriske materialet som benyttes kan det sammensatte materialet pålegges ved hjelp av flere ulike fremgangsmåter og disse fremgangsmåtene har mindre kritiske to-leranser enn de fremgangsmåtene som benyttes for tilveiebringing av tidligere kontinuerlige belastningsanordninger.

Variasjon i proporsjonene mellom magnetisk og dielektrisk materiale og i beleggets tykkelse kommer til å påvirke ka-belparameterene. Ovenforangitte eksempel forbedrer kabeldemp-ningen på grunn av en økning av induktansen men utgjør nødvendig-vis ikke et optimalt arrangement. Foruten å variere proporsjonene og beleggtykkelsen kan dehytre beleggningen 12 utføres av et annet materiale, slik som fast polyetylen, dualisolering og masseisolering.

Sammensatt materiale kan omfatte mange ulike pulver-formede magnetiske materialer, eksempelvis karbonyljern, paramalloy eller ferrit, tilsammen med mange ulike dielektrikum, slik som epoxiharts, nylon, etylenvinylacetat, lakk og lignende. Avhengig av de spesielle materialer som velges så kan den spesielle fremgangsmåten for pålegging og formingen av belegget variere. Figur 3 viser en ekstruderingsprosess. En annen mu-lighet er elektrostatisk belegging. Om materialet som skal dan-ne belegget omfatter magnetiske partikler med et tynt belegg av dielektrisk materiale, kan elektrostatisk beleggningsteknikk anvendes.

Oppfinnelsen er anvendelig på koaxialkabler såvel som på andre typer av kabler.

Claims (9)

1. Elektrisk leder med en jevnt fordelt induktiv belastning og omfattende en metalleder, karakterisert ved at en beleggning av dielektrisk-magnetisk sammensatt materiale 11 på metallederen.

2. Leder ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et første sjikt av nevnte sammensatt materiale 11 på metallederen 10 og et ytterligere isoleringssjikt 12 på sammensatt materiale 11.

3. Leder ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at sammensatt materiale 11 omfatter en finfordelt magnetisk materiale i et varmeherdet materiale.

4. Leder ifølge noen av kravene 1- 3>karakterisert ved at det magnetiske materialet 11 er jernpulver, karbonyljernpulver, permalloypulver eller ferritpulver.

5. Leder ifølge noen av kravene 1-4, karakterisert ved at det dielektriske materialet 11 enten er etylenvinylacetat, epoxiharts, nylon eller lakk.

6. Leder ifølge noen av kravene 1- 3i karakterisert ved at det dielektriske-magnetiske sammensatte materialet 11 omfatter 40 volum-$> jernpulver og 60 volum-$> etylenvinylacetat .

7. Telekommunikasjonskabel, karakterisert ved at den omfatter et flertall ledere ifølge noen av kravene 1-6.

8. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk leder ifølge noen av kravene 1-6, karakterisert ved pålegging av et sjikt av et dielektrisk-magnetisk sammensatt materiale rundt en metalleder.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at metallederen 10 mates gjennom en ekstruderingsmaskin 18 for tilveiebringing av nevnte sjikt av sammensatt materiale 11, at det dielektriske materialet varmeherdes, samt at den belagte lederen mates gjennom en herdeanordning 20, 10, Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte sjikt av sammensatt materiale 11 for-mes gjennom elektrostatisk beleggning av metallederen 10 og at sjiktet herdes,

11, Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 8-10, karakterisert ved at den omfatter pålegging av et ytre isoleringssjikt 12 på det sammensatte sjiktet 11,