WO1999030331A1

WO1999030331A1 - Hochfrequenzkabel

Info

Publication number: WO1999030331A1
Application number: PCT/EP1998/007626
Authority: WO
Inventors: David Patrick Murray
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2000-06-08
Also published as: AU1964499A; GB9725987D0

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches leitfähiges Kabel, das aus mehreren leitfähigen Paaren und einem Abschirmungsmittel in Form einer Lage aus Material besteht. Zur Bereitstellung eines verbesserten Kabelkonzepts ist das Abschirmungsmittel zwischen die Paare geflochten, so dass zwei beliebige benachbarte Paare durch das Abschirmungsmaterial getrennt sind.

Description

Hochfrequenzkabel

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch leitfähige Kabel und insbesondere elektrisch leitfähige Kabel, die hochfrequente Signale führen können.

Elektrisch leitfähige Kabel sind immer noch das Hauptmedium, mit dem Signale zwischen entfernten Stellen in Kommunikationssystemen wie lokalen Netzen übertragen werden. Moderne Kommunikationssysteme wie diese arbeiten bei recht hohen Frequenzen, und bei derartigen Systemen ist es notwendig, die Wirkungen des Nebensprechens in den elektrisch leitfähigen Kabeln auf ein Minimum zu reduzieren. Ein herkömmlicher Weg, ein Kabel mit Nebensprechdämpfung zu konstruieren, besteht in der Verwendung der Struktur mit verdrillten Paaren. Elektrisch leitfähige Kabel bestehen aus mehreren symmetrischen Paaren, die entlang des Kabels verlaufen, und bei einer derartigen Struktur sind die Paare entlang der Länge des Kabels derart verdrillt, daß bei einem Teil eines verdrillten Paars induziertes Nebensprechen durch das in dem nachfolgenden Abschnitt induzierte auf ein Minimum reduziert bzw. gedämpft wird.

Ein Problem bei der Struktur mit verdrillten Paaren besteht darin, daß es den Abschluß des Kabels schwierig macht, da die Paare in keiner leicht erkennbaren oder geordneten Weise vorliegen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Dämpfen von Nebensprechen in Kabeln, das in Europa eingesetzt wird, ist das Abschirmungsverfahren, bei dem jedes Paar in eine rohrförmige Abschirmung gewickelt wird und das Bündel aus abgeschirmten Paaren, aus denen sich das Kabel zusammensetzt, dann in eine äußere Abschirmung gewickelt wird. Dies führt zu einer guten Nebensprech- reduzierung, ist aber recht teuer in der Herstellung und führt wieder zu Problemen bei dem Abschluß, da die Abschirmung von jedem einzelnen Paar entfernt werden muß und die Paare am Ende des Kabels nicht in einer geordneten Weise vorliegen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Kabelkonzepts, das nicht mit den obigen Nachteilen behaftet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisch leitfähiges Kabel bereitgestellt, das aus mehreren elektrisch leitfähigen Paaren und einem Abschirmungsmittel in Form einer Lage aus Material, die zwischen die Paare geflochten ist, so daß beliebige zwei benachbarte Paare durch das Abschirmungsmaterial getrennt sind, besteht. Die Verwendung einer zwischen die Paare geflochtenen einzelnen Lage führt zu einem* Kabel, das relativ leicht und preiswert in der Herstellung ist und eine gute Nebensprechdämpfung liefert. Die Abmessungen der Lage aus Material können derart sein, daß sie sich um das Kabel erstreckt und eine äußere Abschirmung für das Kabel bildet.

Mit einem derartigen Verfahren kann ein flach- kabelartiges Kabel bereitgestellt werden, in dem die elektrisch leitfähigen Paare in Längsrichtung Seite an Seite angeordnet sind. Diese Konzeption ist besonders vorteilhaft, da die Paare auf eine geordnete und erkennbare Weise angeordnet werden können, wodurch der Abschluß recht einfach gestaltet wird. Es ist auch möglich, mit diesem Verfahren Kabel auszubilden, die einen allgemein runden oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Das Abschirmungsmaterial kann aus einer Folie gebildet sein, die auf einer Fläche kunststoffüberzogen ist.

Im Gebrauch ist das Abschirmungsmaterial geerdet.

Es versteht sich, daß es bei der gegenwärtigen Ausführung nicht notwendig ist, verdrillte Paare zu verwenden, was bedeutet, daß die elektrische Länge von einzelnen Paaren besser angepaßt werden kann als bei einer vedrillten Doppelleitung. Außerdem kommt es zu einer Reduktion der Paarlänge insgesamt, da nicht verdrillt wird. Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter besonderer Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer

Kabelstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 eine Modifizierung der Struktur von Figur 1,

Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines Geräts zum Herstellen einer Kabelstruktur von der in Figur 1 oder 2 gezeigten Art, und

Figur 4 eine erste Ansicht einer in dem Gerät von Figur 3 verwendeten Wickelschablone.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfaßt eine Kabelstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: mehrere symmetrische Paare (10), die sich in Längsrichtung Seite an Seite erstrecken. Eine Lage aus Abschirmungsmaterial (11) ist so zwischen die Paare geflochten, daß sie auf die dargestellte Weise derart abwechselnd über und unter den Paaren verläuft, daß benachbarte Paare durch das Abschirmungsmaterial getrennt sind. Die Lage (11) erstreckt sich über die volle Längsausdehnung des Kabels. Das Abschirmungsmaterial kann eine Folie sein, die auf einer Seite kunststoffüberzogen ist. Wie ersichtlich, ist das Kabel von Figur 1 ein flachkabelartiges Kabel, bei dem die symmetrischen Paare (10) Seite an Seite angeordnet sind. Dies ist unter dem Gesichtspunkt des Abschlusses eine besonders nützliche Kabelausführung, da die Enden der symmetrischen Paare in einer vorgeschriebenen Anordnung angeordnet werden können und der Abschluß somit recht einfach gestaltet wird. Es versteht sich, daß die Wirkung des Abschirmungsmaterials (11) darin besteht, die elektrische Entfernung zwischen benachbarten Paaren zu erhöhen und damit das Nebensprechen auf ein Minimum zu reduzieren. Es ist infolgedessen nicht notwendig, die Paare entlang der Länge des Kabels zu verdrillen. Figur 2 zeigt eine alternative Anordnung, bei der die seitliche Abmessung der Lage aus Abschirmungsmaterial größer ist als die in Figur 1 gezeigte, so daß das Abschirmungsmaterial (11) auch als eine äußere Abschirmung für das Kabel wirken kann.

Die in Figuren 1 und 2 gezeigte Struktur ist ein flachkabelartiges Kabel, doch versteht sich, daß mit dem gleichen Verfahren eine Nebensprechminimierung in Kabeln mit anderen Querschnittsformen wie beispielsweise allgemein runden Querschnitten geschaffen werden kann.

Im Gebrauch des Kabels ist das Abschirmungsmaterial (11) geerdet. Es versteht sich, daß es bei der Ausbildung eines Kabels der beschriebenen Art eine Reihe von technischen Faktoren gibt, die berücksichtigt werden müssen. Dazu gehören die Anforderung der Spezifizierung der Dicke der Abschirmung, das Leitermaterial der symmetrischen Leitung, die Leitergröße der symmetrischen Leitung, das Isolierungsmaterial der symmetrischen Leitung und der Isolierungsdurchmesser der symmetrischen Leitung.

Die Dicke des Abschirmungsmaterials steht in Beziehung zu der geforderten Nahnebensprechleistung des Kabels und wird in der Regel so gewählt, daß sie ein Minimum ist, damit die geforderte Spezifikation für eine bestimmte Kabelausführung erreicht wird. Diese Anforderung wird normalerweise durch Kabelprüfung erreicht.

Das geeignetste Material für den Leitungsleiter ist Kupfer, und die Größe des Leiters wird durch die Dämpfung der Leitung festgelegt. Ein Beispiel ist unter Verwendung von Kupfer mit einem standardmäßigen Wert eines Durchmessers von 0.5 mm konstruiert worden, um bei 20°C einen Gleichstromwiderstand von unter 93,8 mΩ pro Meter und bei 100 MHz eine Dämpfung von unter 0,22 dB pro Meter zu erzielen. Im Hinblick auf Stabilität und eine niedrige dielektrische Konstante kann das Isolierungsmaterial für die Kupferleitung ein Polyolefinmaterial mit für die physikalischen und elektrischen Anforderungen optimierten Eigenschaften sein.

Der Durchmesser der Isolierung der symmetrischen Leitung ist ein Parameter, der die Impedanz der Leitung beeinflußt und bei dem oben angegebenen Bei- spiel über 1 mm liegen sollte, um die Kapazitätseffekte der Abschirmung zu kompensieren.

Anfängliche Tests sind an einem 4,5 Meter langen Kabel durchgeführt worden, welches unter Verwendung von Leitern mit einem Durchmesser von 0,64 mm mit einem geschäumten Polyolefinmantel und einer 0,08 mm dicken Folie als Abschirmung (11) hergestellt wurde. Diese Tests ergaben bei bis zu 100 MHz eine Nebensprechdämpfung von über 50 dB und bei bis zu 350 MHz über 40 dB, wobei die Abschirmung (11) nicht geerdet war. Es stellte sich heraus, daß bei Frequenzen bis zu 600 MHz die Leistung wesentlich besser war, wenn die Abschirmung (11) geerdet war.

Das oben beschriebene elektrisch leitfähige

Kabel kann unter Verwendung eines in Figuren 3 und 4 gezeigten Geräts hergestellt werden. Dieses Gerät umfaßt obere, Seite an Seite angeordnete Spulen (20) und untere, Seite an Seite angeordnete Spulen (21) sowie eine Trommel (22) , auf der das

Abschirmungsmaterial (11) aufgewickelt ist. Auf den Spulen (20 und 21) sind elektrisch leitende Drähte aufgewickelt. Folie von der Trommel (22) und Drähte von den Spulen (20 und 21) werden einer Wickelschablone

(24) zugeführt und dann zwischen ein Paar Walzen

(26, 27). Die Drähte von den oberen Rollen (20) werden oberen, paarweise angeordneten Löchern (28) in der

Wickelschablone zugeführt, die Drähte von den unteren

Rollen (21) werden unteren, paarweise angeordneten

Löchern (30) zugeführt, und das Abschirmungsmaterial

(11) läuft durch einen zwischen den oberen Löchern (28) und den unteren Löchern (30) angeordneten Längsschlitz (32) .

Claims

Ansprüche :

1. Elektrisch leitfähiges Kabel, das aus mehreren elektrisch leitfähigen Paaren und einem Abschirmungs- mittel in Form einer Lage aus Material, die zwischen die Paare geflochten ist, so daß beliebige zwei benachbarte Paare durch das Abschirmungsmaterial getrennt sind, besteht.

2. Elektrisch leitfähiges Kabel nach Anspruch 1, bei dem die Abmessungen der Lage aus Material derart sind, daß sie sich um das Kabel erstreckt und eine äußere Abschirmung für das Kabel bildet.

3. Elektrisch leitfähiges Kabel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Kabel ein flachkabelartiges Kabel ist, in dem die elektrisch leitfähigen Paare in Längsrichtung Seite an Seite angeordnet sind.

4. Elektrisch leitfähiges Kabel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Kabel einen runden oder kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Elektrisch leitfähiges Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abschirmungsmaterial aus einer Folie gebildet ist, die auf einer Fläche kunststoffüberzogen ist.

6. Elektrisch leitfähiges Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Abschirmungsmaterial im Gebrauch geerdet ist.

7. Elektrisch leitfähiges Kabel im wesentlichen wie oben unter Bezugnahme auf Figur 1 oder 2 der begleitenden Zeichnungen beschrieben und in diesen gezeigt.