Высокочастотный коаксиальный кабель
Владельцы патента RU 2413318:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Особое конструкторское бюро кабельной промышленности" (RU)
Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть использовано в высокочастотных коаксиальных кабелях, предназначенных для высокоскоростной передачи СВЧ-сигналов в различных областях техники на значительные расстояния. Высокочастотный коаксиальный кабель состоит из внутреннего проводника с тонкостенным, увеличенным и внешними слоями изоляции, и внешнего проводника с оболочкой. Тонкостенный слой изоляции выполнен из сырых каландрированных лент из политетрафторэтилена, а увеличенный слой изоляции выполнен из лент пористого политетрафторэтилена, при этом внешний слой изоляции наложен с обжатием на увеличенный слой изоляции путем экструзии и выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров, причем оболочка внешнего проводника выполнена из политетрафторэтилена или его сополимеров. Толщина увеличенного слоя изоляции относится к толщине тонкостенного слоя изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя изоляции относится к толщине внешнего слоя изоляции как 1 к 2. Изобретение обеспечивает механическую устойчивость кабеля, повышение стабильности электрических характеристик, волнового сопротивления, коэффициента затухания возвратных потерь, а также стабильную передачу токов высокой частоты без увеличения диаметра кабеля. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть использовано в конструкциях высокочастотных коаксиальных кабелей, предназначенных для высокоскоростной передачи СВЧ-сигналов в различных областях техники на значительные расстояния.
Известны высокочастотные коаксиальные кабели, которые имеют однопроволочный или многопроволочный внутренний проводник из медных жил различной гибкости, пленочную или комбинированную изоляции, возможно из полипропиленовых лент, скрепленных лентой из фторопласта. Эти кабели имеют также внешний проводник, который может быть выполнен из цилиндрической медной трубки с продольным швом, гофрированные или оплетенные («Электрические кабели, провода и шнуры». Справочник «Кабели электросвязи». Автор: Ю.А.Парфенов, стр.30-31, Москва, «Экотрендз». 2003 г.).
Известен электрический кабель с металлической оболочкой, внутренним проводником с двухслойным защитным покрытием. В кабеле при изготовлении применяется вдавливание покрытия (патент СССР №562221, кл. H01B 7/00, 1971 г.).
Известен электрический провод или кабель с металлическим проводником, заключенным в изоляцию, образованную намотанной одним или несколькими слоями со взаимным перекрытием краевых участков обмоточной лентой, выполненной на основе политетрафторэтилена, и несколькими слоями полиимидной обмоточной ленты (патент Германии №4414052, кл. H01B 13/08, 1994 г.).
Известен также электрический кабель с наружным токопроводящим слоем с пластмассовой оболочкой, внутренним проводником с двухслойным защитным покрытием: один слой - изоляция, выполненная из сшитого или несшитого полимерного материала, другой слой представляет собой плотно прилегающую оболочку (патент СССР №1085522, кл. H01B 7/00, 1980 г.).
Наиболее близким аналогом (прототипом) является коаксиальный кабель, который может использоваться при прохождении по нему тока высокой частоты, состоящий из внутреннего проводника с тонкостенным, увеличенным и внешними слоями изоляции, а также внешнего проводника с оболочкой (а.с. СССР №1046772, кл. H01B 9/02, 1982 г.).
К недостаткам следует отнести то, что на поверхности внутреннего проводника между тонкостенным слоем и между другими слоями, в том числе увеличенным слоем, который может быть пористым и тонкостенным, имеются воздушные включения, которые к тому же могут изменяться в процессе эксплуатации при изгибах, что приводит к нестабильным электрическим характеристикам. На высокую надежность работы кабеля при прохождении сигнала влияет его толщина, что не позволяет выполнять кабель более тонким без изменения сигнала. При этом следует отметить недостаточно высокую механическую устойчивость известных кабелей, наличие нестабильных электрических характеристик, волнового сопротивления, большого коэффициента затухания, также велика возможность возвратных потерь.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание высокочастотного коаксиального кабеля, который может обеспечить повышение механической устойчивости кабеля, повышение стабильности электрических характеристик, волнового сопротивления, коэффициента затухания, возвратных потерь и др. При этом кабель должен обеспечивать стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля. Задачей также является уменьшение коэффициента затухания при неизменно малом диаметре провода, а также для увеличения номенклатуры данного вида изделий.
Техническим результатом при реализации предлагаемого изобретения является обеспечение возможности повышения механической устойчивости кабеля, повышение стабильности электрических характеристик, волнового сопротивления, коэффициента затухания, возвратных потерь. Кроме того, при реализации предлагаемого изобретения, кабель должен обеспечивать стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля. При этом должно происходить уменьшение коэффициента затухания при неизменно малом диаметре провода.
На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки.
В высокочастотном коаксиальном кабеле, состоящем из внутреннего проводника с тонкостенным, увеличенным, внешним слоями изоляции и внешнего проводника с оболочкой, тонкостенный слой изоляции выполнен из сырых каландрированных лент из политетрафторэтилена, а увеличенный слой изоляции выполнен из лент пористого политетрафторэтилена, при этом внешний слой изоляции наложен с обжатием на увеличенный слой изоляции путем экструзии и выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров, причем оболочка внешнего проводника выполнена из политетрафторэтилена или его сополимеров. Толщина увеличенного слоя изоляции относится к толщине тонкостенного слоя изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя изоляции относится к толщине внешнего слоя изоляции как 1 к 2. Поверхностный участок увеличенного слоя изоляции имеет значение относительной диэлектрической проницаемости, равное значению относительной диэлектрической проницаемости тонкостенного слоя изоляции. Перекрытие тонкостенного слоя изоляции выполнено менее 50 процентов.
На чертеже представлен высокочастотный коаксиальный кабель.
Высокочастотный коаксиальный кабель состоит из внутреннего проводника 1 с тонкостенным слоем 2 изоляции, поверх которого имеется увеличенный слой 3 изоляции. На увеличенном слое 3 изоляции находится внешний слой 4 изоляции. Внешний проводник 5 высокочастотного коаксиального кабеля охватывает внешний слой 4 изоляции и имеет оболочку 6. Внутренний проводник 1 может быть выполнен однопроволочным либо многопроволочным. Он изготавливается преимущественно из медной проволоки. Тонкостенный слой 2 изоляции плотно облегает внутренний проводник 1 и выполнен из сырых каландрированных лент из политетрафторэтилена. Ленты изоляции тонкостенного слоя 2 могут быть наложены друг на друга с перекрытием, то есть тонкостенный слой 2 может быть выполнен с перекрытием, причем перекрытие может составлять менее 50 процентов. Увеличенный слой 3 изоляции выполнен из лент пористого политетрафторэтилена. Ленты пористого политетрафторэтилена увеличенного слоя 3 изоляции могут быть наложены друг на друга без перекрытия или с перекрытием. При этом внешний слой 4 изоляции наложен с обжатием на увеличенный слой 3 изоляции путем экструзии и выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров. Оболочка 6 выполнена из политетрафторэтилена или его сополимеров. В примере исполнения толщина увеличенного слоя 3 изоляции относится к толщине тонкостенного слоя 2 изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя 2 изоляции относится к толщине внешнего слоя 4 изоляции как 1 к 2. Тонкостенный слой 2 изоляции может быть выполнен с перекрытием менее 50 процентов. Значения относительной диэлектрической проницаемости на поверхностном участке увеличенного слоя изоляции и тонкостенного слоя изоляции равны.
Работа высокочастотного коаксиального кабеля осуществляется следующим образом. Увеличенный слой 3 изоляции за счет своей пористости обеспечивает стабильную передачу тока высокой частоты, а его обжатие позволяет обеспечить уменьшение коэффициента затухания при малом диаметре провода за счет его обжатия. Благодаря стабильности волнового сопротивления, низкого уровня возвратных потерь и низкого значения коэффициента затухания при работе кабеля происходит значительно низкое, незначительное искажение высокочастотных и видеосигналов и отсутствует переотражение в кабеле.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность повышения механической устойчивости высокочастотного коаксиального кабеля, обеспечивается повышение стабильности его электрических характеристик. Стабильными являются волновое сопротивление, коэффициент затухания, возвратные потери. Кроме того, кабель может обеспечивать при помощи пористой части слоя изоляции стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля, что достигается за счет его обжатия. При этом при неизменно малом диаметре провода происходит уменьшение коэффициента затухания.
Высокочастотный коаксиальный кабель, состоящий из внутреннего проводника с лентами изоляции тонкостенного и увеличенного слоев, имеющий внешний проводник, внешний слой изоляции и оболочку, отличающийся тем, что внешний слой изоляции наложен на увеличенный слой изоляции путем экструзии с обжатием увеличенного слоя так, что поверхностный слой последнего имеет значение относительной диэлектрической проницаемости, равное значению относительной диэлектрической проницаемости тонкостенного слоя изоляции, а внешний проводник наложен на внешний слой изоляции, причем ленты тонкостенного слоя изоляции - сырые каландрированные из политетрафторэтилена, а ленты увеличенного слоя изоляции выполнены из пористого политетрафторэтилена, при этом внешний слой изоляции выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров, толщина увеличенного слоя изоляции относится к толщине тонкостенного слоя изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя изоляции относится к толщине внешнего слоя изоляции как 1 к 2.
