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Ligne double pour câbles de télécommunication pour la transmission de courants de haute fréquence.
On sait que les lignes doubles câblées de la ma- nière habituelle d'un câble de télécommunication ne sont pas appropriées à la transmission de courant de haute fréquence, par exemple de courants à fréquences porteuses multiples, parce que le.champ magnétique produit par le- courant en- gendre dans une grande mesure, avec des fréquences crois- santes des courants, des courants parasites dans les corps métalliques voisins, comme par exemple, dans la gaine de plomb, et a en outre pour résultat de la diaphonie perturba- trice dans des lignes de transmission parallèles. C'est ,.pour cette raison qu'on a proposé d'employer, pour la trans- mission de courants de haute fréquence la ligne double con- centrique, dans laquelle l'un des conducteurs établi de forme tubulaire entoure l'autre conducteur.
Mais les lignes
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doubles concentriques présentent, vis-à-vis des lignes doubles torsadées, l'inconvénient qu'elles sont plus diffi- ciles à fabriquer et qu'il faut disposer'les deux conduc- teurs à une distance relativement grande l'un de.l'autre pour obtenir une capacité suffisamment petite, ce qui ren- chérit beaucoup le câble. La grande distance nécessaire entre les conducteurs d'une ligne double concentrique, a en outre pour conséquence que la ligne double concentrique est moins flexible, à capacité égale, qu'une ligne double normale.
L'invention se pose le problème d'établir la li- gne double torsadée ou croisée, dont la fabrication est simple et bon marché, d'un câble de télécommunication, sous une forme meilleure pour la transmission de courants à hau- te fréquence. Ceci se fait, suivant l'invention, du fait que les conducteurs de la ligne double reçoivent une sec- tion différant de la forme circulaire, de préférence- en forme de ruban ou approximativement en forme de ruban, les larges surfaces latérales des conducteurs étant tournées l'une vers l'autre.
Cette mesure a bien, comme conséquence, une aug- mentation de la capacité réciproque des deux conducteurs.
Mais l'invention est basée sur la constatation que l'aug- mentation de capacité, dans une ligne double selon l'inven- tion, ne se fait pas sentir-d'une façon aussi perturbatrice qu'il faudrait tout d'abord le croire, parce qu'on obtient d'autres avantages qui surpassent cette augmentation de capacité. La ligne double construite selon l'invention présente en premier lieu l'avantage qu'elle est plus exemp- te d'interférence et moins sensible aux champs perturbateurs extérieurs, que les perturbations de diaphonie et les pertes par courants parasites provoqués par les corps métalliques voisins, par exemple par la gaine de plomb, sont plus fai- bles que dans une ligne double normale.
Par la grande exemption de diaphonie par rapport aux lignes de transmission
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voisines, on obtient encore l'autre avantage que l'amor- tissement de la ligne peut être accrû dans une mesure ap- préciable, ce qui permet la réduction de la section des conducteurs, grâce à quoi l'installation de câbles est dans son ensemble plus économique. La moins grande sensi- bilité aux champs extérieurs et la diminution de la dia- phonie, proviennent en premier lieu du champ extérieur re- lativement faible d'une ligne double construite selon l'invention.
La forme de réalisation de l'invention la plus simple consiste à utiliser deux minces rubans de section rectangulaire qui sont rationnellement câblé,s l'un avec l'autre. Afin d'éviter que l'isolement entre les conduc- teurs puisse être endommagé, il est avantageux d'arrondir les arêtes des rubans. Une réduction encore plus grande des perturbations, en particulier des perturbations qui proviennent des accouplements magnétiques, peut être ob- tenue en divisant chaque conducteur en deux ou un plus grand nombre de conducteurs partiels qui ont également, selon l'invention, la section d'un ruban, ou s'enrappro- ,chant le plus possible, et dans lesquels les larges surfa- ces latérales sont avantageusement tournées les unes vers les autres.
Pour obtenir une petite capacité, les conducteurs sont rationnellement isolés d'une façon connue en soi, pour qu'il y ait le plus d'espaces vides possible dans le diélectrique. Comme matière isolante on peut em- ployer des corps ayant une petite constante diélectrique et des pertes diélectriques négligeables.
La fabrication des conducteurs sous forme de ru- bans se fait avantageusement en laminant des conducteurs ronds de section convenable pour en faire des rubans. La ''conformation des conducteurs, leur isolement et le cas échéant également leur câblage pour en faire une ligne double peuvent se faire en un seul processus de travail.
Afin de diminuer encore la sensibilité aux
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perturbations de la ligne double, on peut l'entourer d'un écran conducteur ouvert ou fermé, qui est soit isolé soit relié électriquement avec la gaîne du câble ou avec la terre. Plusieurs lignes doubles construites selon l'inven- tion peuvent être réunies en un câble. Le groupement des lignes doubles en un câble multiple se fait avantageuse- ment de telle façon qu'elles puissent être connectées en- tre elles pour la formation de circuits fantômes. A cet effet, les lignes doubles sont câblées entre elles ou éga- lement croisées réciproquement. Il-est avantageux de ras- sembler chaque groupe de quatre lignes doubles suivant le mode de câblage en étoile ou D.M.
La ligne double peut dans chaque cas suivant les circonstances être chargée de la façon connue en soi par points ou constamment, ou char- gée constamment de façon partielle ou elle peut également être non-chargée.
Les figures du dessin annexé illustrent quelques exemples de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre une ligne double constituée par deux rubans plats bons conducteurs., dans laquelle 1 est l'un et 2 l'autre conducteur en forme de ruban; 3 est l'isolant qui est constitué de préférence sous forme d'i- solant à des espaces d'air.
La fig. 2 montre une ligne double dent les con- ducteurs 4 et 5 ont une section, plate et semi-circulaire, et dont les surfaces extérieures arrondies présentent des rainures.
La fig. 3 montre une ligne double dont chaque conducteur est divisé en deux conducteurs partiels, les deux conducteurs partiels correspondant se trouvant dispo- sés en diagonale ; et 7 sont les deux conducteurs partiels d'un des conducteurs ; et 9 les deux conducteurs partiels de l'autre conducteur, 10 est l'isolant de la ligne double.
Selon une autre caractéristique de l'invention,
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les conducteurs, en forme de rubans d'une ligne double sont conformés et disposés dans une position relative telle, que la distance des conducteurs en forme de rubans d'nne ligne double soit plus grande au milieu que sur les bords latéraux. Vis-à-vis d'une ligne double de construction antérieure, on obtient de ce fait l'avantage que, pour un même encombrement, la capacité de la ligne double est plus faible et qu'avec certaines formes d'exécution déterminées, l'influence des perturbations se trouve réduite. Une for- me d'exécution avantageuse de l'invention consiste à don- ner aux conducteurs en forme de rubans une forme concave, par exemple la forme d'un demi-cylindre creux.
Un effet aussi avantageux est obtenu avec une ligne double, dont les conducteurs ont une section en forme de cornière ou en forme d'U, ou respectivement des formes se rapprochant de celles d'une cornière ou d'un U. Afin d'obtenir entre les conducteurs, une capacité aussi réduite que possible, on isole les conducteurs l'un de l'autre de façon à avoir dans l'isolement les plus grands espaces vides possibles.
Une forme d'exécution avantageuse de l'isolement consiste à placer entre les conducteurs un ruban en matière isolan- te, ce ruban isolant étant perforé autant que la solidité mécanique du ruban le permet. L'isolement par espaces d'air peut aussi être obtenu en munissant, comme il est connu, chaque conducteur d'un isolement àespaces d'air et en câblant ensuite les deux conducteurs l'un avec l'au- tre. De plus, il est possible de disposer les conducteurs autour d'une âme creuse dont la forme dépend dans chaque cas de celle des conducteurs. Dans une ligne double dont la section des conducteurs ressemble à celle d'un demi-cy- lindre creux,l'âme creuse reçoit la forme cylindrique. Par exemple l'âme creuse, qui sert en même temps de support pour.les conducteurs, est formée par un noyau central au- tour duquel un cordon est enroulé en hélice.
Le noyau cen- tral est fabriqué avantageusement en matière isolante, mais
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il peut également être en cuivre ou en une autre matière bonne conductrice, afin de pouvoir l'utiliser pour la transmission de courant, en couplant ensemble le conducteur central et les conducteurs en forme de ruban de la,, ligne double en une ligne double concentrique. Afin d'assurée* la position des conducteurs d'une ligne double, spéciale- ment dans le cas où l'on utilise comme isolement un ruban isolant, il est rationnel de maintenir les conducteurs par un enroulement, constitué par un ruban ou un fil, posé fixement autour de la ligne double.
Afin d'obtenir une - petite capacité entre les conducteurs de la ligne double et la gaine du câble ou des conducteurs voisins dans un câble multiple, on dispose aussi avantageusement sur la li- gne double un isolement à espace d'air, par exemple, sous la forme d'un cordon enroulé en hélice autour de la ligne double.
Afin de tenir compte de l'effet pelliculaire les conducteurs peuvent être exécutés de la façon conn#, sous forme de conducteurs de torons, par exemple sous for- me de rubans tressés. L'exemption de perturbations et d'accouplement des lignes doubles peut encore être davanta- ge accrue, suivant l'invention, en amenant des bords laté- raux qui se font face des deux conducteurs en forme de ru- ban à se recouvrir.
Les figures montrent quelques exemples d'exécu- tion de l'invention, dans lesquels la distance séparant les conducteurs en forme de rubans est plus grande au milieu que sur les bords latéraux.
Dans la fig. 4, les numéros 12 et 13 sont deux conducteurs, dont la section ressemble à celle d'un demi- cylindre creux et qui sont séparés par le ruban isolant 14, de sorte que les deux conducteurs sont essentiellement iso- lés l'un de l'autre par de l'air. Autour de la ligne dou- ble, on enroule un ruban isolant 15, afin d'éviter un dé- placement ultérieur des conducteurs. Viennent ensuite le
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cordon 16 qui est bobiné en spires non jointives, puis une couche de ruban de papier 17 et la gaine de câble 18 qui est en plomb ou en un autre métal, mais qui peut aussi, le cas échéant, être en une matière isolante convenable.
La fig. 5 montre une ligne double, dont les oon- ducteurs 19 et 20 ont la forme d'une cornière et sont sé- parés comme dans l'exemple de la fig. 4 par un ruban iso- lant 21.
La fig. 6 montre une ligne double dont les con- ducteurs 22 et 23 ont la forme d'un U et sont séparés par un ruban en matière isolante 24. Les angles peuvent être arrondis, de façon à obtenir une section qui corresponde à un demi ovale.
La fig. 7 montre en élévation un ruban en matière isolante servant à l'isolement réciproque des conducteurs et qui est percé de trous, afin de ménager autant d'espaces d'air que possible entre les conducteurs.
La fig. 8 montre une ligne double, dans laquelle les conducteurs en forme de rubans 31 et 32 sont consti- tués par plusieurs fils minces 34 câblés sur un noyau en matière isolante 33. Ce noyau isolant 33 se compose d'un noyau central 35, qui peut être en une matière isolan- te appropriée ou en une matière bonne conductrice, sur le- quel on a bobiné le cordon 36 à spires non jointives. Les deux conducteurs sont maintenus écartés l'un de l'autre par les cordons isolants 37.
La fig. 9 montre une ligne double composée de deux conducteurs 38 et 39, dont les bords latéraux se re- couvrent et qui sont séparés par un ruban en matière isolan- te 40.
L'invention est encore basée sur la constatation que des lignes doubles comportant des conducteurs en forme de rubans présentent encore l'avantage que la résistance produite par suite de l'effet pelliculaire aux hautes fré- quences est moindre que dans une ligne double à conducteurs
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ronds, en supposant une même épaisseur des conducteurs.
Ceci permet d'utiliser avantageusement une ligne double constituée par conducteurs en forme de rubans également pour la transmission à haute fréquence, même lorsque la distance séparant les deux conducteurs est relativement grande. Sur la base de cette constatation, on construit également, selon l'invention, des dispositions de conduc- teurs avec des fils en ferme de rubans, dans lesquelles par suite de la position réciproque des conducteurs pris séparément, il résulte une distance relativement grande entre conducteurs. Une disposition de conducteurs de ce genre se trouve dans la quarte en étoile.
On peut cepen- dant éviter l'augmentation de la distance entre les con- ducteurs dûe à la section en forme de ruban en donnant aux conducteurs une forme appropriée. En tenant compte de l'effet pelliculaire, les conducteurs reçoivent avantageu- sement une section dont la partie dirigée vers l'intérieur correspondra, pour la quarte en étoile à un conducteur rond ou carré. Une forme particulièrement avantageuse des conducteurs pour l'établissement d'une quarte en étoile est la forme en cornière. Mais on peut aussi utiliser avec avantage un grand nombre dtautres formes pour les conducteurs, par exemple, des conducteurs en forme de demi- cercle ou en forme de secteur.
De cette façon on obtient des groupements de conducteurs qui ont tant un petit champ extérieur, qu'également une faible augmentation de résis- tance aux hautes fréquences dûe à l'effet pelliculaire.
Le champ magnétique extérieur d'un groupement de conducteur établi suivant l'invention, peut encore être diminué davantage en groupant de la façon connue chaque paire de conducteurs et de préférence les deux conducteurs diamétralement opposés l'un à l'autre, en les réunissant en l'un des conducteurs d'une ligne double à haute fré- quence. Tous les quatre conducteurs forment alors une seule ligne double pour la transmission des courants à
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haute fréquence, deux des conducteurs forment la ligne d'aller et les deux autres la ligne de retour.
Aveccette disposition, chaque paire de conducteurs peut être utilisée en même temps pour la transmission de courants à basse fré- quence, à condition de séparer les conduits de haute fré- quence de ceux à basse fréquence de la façon connue par des translateurs de branchement, des couplages en pont, des ai- guillages électriques, etc...
Les'conducteurs individuels peuvent être exécutés sous forme de conducteurs massifs ou de conducteurs à to- rons à haute fréquence. Afin d'éviter les actions nuisi- bles des couches d'oxyde qui se trouvent sur les conduc- teurs, celles-ci sont avantageusement retirées et la surfa- ce des conducteurs est revêtue d'une mince couche inoxyda- ble, par exemple d'un vernis ou d'une couche de chrome, Comme matières isolantes on peut employer, en plus des ma- tières usuelles telles que papier, caoutchouc, gutta-per- cha, également des matières artificielles, telles que déri- vés de la cellulose, composés polyvinyliques, etc... Le polystyrol s'est montré particulièrement avantageux ; outre sa petite constante diélectrique, ce produit présente de faibles pertes diélectriques aux hautes fréquences.
L'iso- lement même est rationnellement établi sous forme d'iso- - lement à espace d'air.
L'invention peut être appliquée de façon sensée également à une pluralité de conducteurs, par exemple pour des groupements de trois, cinq, six et huit conducteurs.
Les figures montrent divers exemples d'exécution de quartes avec des conducteurs en forme de rubans.
Dans la fig. 10 on a montré une quarte faite avec des conducteurs en forme de rubans. Les quatre conducteurs en forme de rubans 41, 42, 43, 44, sont entourés chacun d'une gaîne isolante qui est de préférence à isolement par espace d'air et disposés autour du noyau central 45.46 est un enroulement de rubans qui maintient les quatre
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conducteurs de la quarte en place.
La fig. 11 montre une quarte en étoile dont- les quatre conducteurs 51, 52, 53, 54, sont de section semi- circulaire et pourvus chacun d'une gaine isolante. La for- me de chaque conducteur peut être supposée obtenue'-.par la suppression de la moitié extérieure d'un conducteur rond.
Il en résulte, en même temps, une diminution de diamètre de l'ensemble de la quarte en étoile; 55 est une garniture intérieure centrale et 56 est une gaine en forme de ruban enroulé qui entoure la quarte en étoile.
D'après la fig. 12, les conducteurs 61, 62,
63 et 64 d'une quarte en étoile ont une section triangu- laire. Chaque conducteur est entouré d'une gaine isolante en forme de secteur pour maintenir les conducteurs indivi- duels dans leur posit'ion réciproque et pour donner à la quarte une forme ronde. 65 représente une gaîne isolan- te entourant la querte en étoile.
La quarte en étoile représentée dans la fig. 13 se différencie de celle représentée sur la fig.12 par le fait que non seulement les gaines isolantes des différents con- ducteurs ont une section en forme de secteur. mais en ce que les conducteurs eux-mêmes 71, 72, 73, 74 ont aussi cette forme. 75 est la gaine isolante qui entoure la quarte en étoile.
La fig. 14 montre une forme d'exécution particu- lièrement avantageuse de l'invention. Les cônducteurs 81, 82, 83, 84, de la quarte ont une section en cornière. Ils sont, d'une part, au point de vue fabrication faciles à fabriquer et d'autre part, ils tiennent compt-e, dans une mesure particulièrement grande, de l'effet pelliculaire.
Pour l'établissement des différents conducteurs en forme de cornière, on emploie avantageusement des conducteurs en forme de rubans qui, au moment du câblage de la quarte en étoile sont amenés sous la forme de cornières. Afin d'é- viter d'endommager l'isolant, il est à recommander'de ne
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pas utiliser des cornières à arêtes vives, mais au contrai- re de les arrondir un peu. 85 représente la gaine iso- lante qui entoure la quarte en étoile.
La fig. 15 montre une quarte en étoile avec des conducteurs en forme de cornière dans lesquels on a intro- duit de l'extérieur des conducteurs de torona supplémen- taires afin de réduire la résistance. 91, 92, 93; 94, sont les conducteurs en forme de cornière ; 95,96, 97,
98, sont les conducteurs de torons supplémentaires; 99 est la gaine isolante extérieure.
Afin de maintenir les différents conducteurs dans leur position prescrite, de façon inamovible, tout en utilisant un minimum de matière.' isolante, on abandonne, selon une autre caractéristique de l'invention, l'isole- ment à espace d'air usuel jusqu'à présent dans lequel cha- que conducteur était entouré séparément d'un isolant à es- paces d'air et on maintient les quatre conducteurs d'une quarte de la façon connue à l'aide d'un système de tresse ou natte non serrée. Un procédé avantageux (encore incon- nu), pour isoler, réciproquement et maintenir assemblés les conducteurs dans une quarte en étoile consiste à disposer entre les quatre conducteurs un ou plusieurs cordons en zig-zag ou ondulés et de les maintenir en place par l'en- roulement d'un ou plusieurs cordons autour de l'ensemble des quatre conducteurs.
Ce procédé spécial est particu- lièrement avantageux dans le cas où de grandes surfaces planes de conducteurs se troùvent placées en face l'une de l'autre, comme cela arrive par exemple dans le cas des conducteurs en cornière.
La fig. 16 montre un exemple d'exécution d'une quarte en étoile dont les conducteurs sont séparés par une natte de cordons de ce genre, 101, 102, 103, 104 sont les quatre conducteurs. On a représenté des conducteurs ronds uniquement pour la simplicité du dessin. Les conducteurs ont avantageusement la forme d'une cornière. Autour des
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quatre conducteurs, on enroule le cordon 105 en hélice.
Entre les conducteurs 101 et 102, d'une part, et les con- ducteurs 103 et 104, d'autre part, se.trouve le cordon 106 de forme ondulée qui entoure par les deux côtés le cordon 105 s'étendant en hélice. D'une façon analogue, le cordon 107 se trouve disposé entre les conducteurs 101 et 104, d'une part, et les conducteurs 102 et 103, d'autre part, qu entoure également par les deux côtés le cordon 105. De cette façon, on obtient, avec une dépense minimum de matériel isolant, un bon maintien-des conduc- teurs. Il est indiqué d'entourer la quarte d'une gaine isolante.
Le champ de dispersion magnétique d'un câble à haute fréquence, spécialement pour la transmission des fréquences jusqu'à 106 Herz ou plus, peut encore être ré- duit d'une façon appréciable en constituant le câble à haute fréquence par un ruban comme conducteur central et le conducteur de retour par une gaine aplatie entourant le ruban. La gaine extérieure assure, par rapport à un câble composé de deux rubans, une réduction du champ à l'inté- rieur de la gaine et, d'autre part, vis-à-vis des câbles tubulaires un poids inférieur, un prix de revient in- férieur, une plus grande flexibilité, puis, dans le cas de câble aérien, la sollicitation du vent est moindre. Com- paré aux câbles composés de deux rubans, on obtient encore l'avantage que la capacité, pour une même section de câble, se trouve être environ de moitié.
Pour la transmission d'images animées, les li- gnes sous câbles de ce genre sont particulièrement indi- quées. Pour la télévision, et applications analogues, il est nécessaire de transmettre des fréquences jusqu'à 106 Herz, étant donné que les courants pour la transmission des nouvelles sont avantageusement transmis dans la bande latérale inférieure avec une largeur d'environ 500.000 Herz et une fréquence porteuse d'environ 106 Herz. A. ces hautes
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fréquences, les courants ont dans la matière de ligne, lorsquion utilise du cuivre, une profondeur de pénétra- tion de l'ordre de 0,1 m/m, de sorte qu'il suffit pour la propagation,d'une tôle de cuivre relativement mince, qui est constituée, dans la construction selon l'invention, sous forme de conducteur central, d'une part, et de, gaine conductrice d'autre part.
Le ruban central est fabriqué de préférence en cuivre et n'a pas besoin d'être divisé, ce qui rend la fabrication particulièrement bon marché.
Par dessus le ruban de cuivre, on peut disposer un isole- ment en papier, et, autour de celui-ci, la gaine extérieu- re qui peut être constituée, par exemple par une feuille en cuivre filée sur cet isolement ou une enveloppe de plomb ou, ce qui est encore préférable, une combinaison des deux. On peut aussi disposer autour du conducteur en ru- ban central deux rubans en cuivre et passer une gaîne de plomb sur les deux rubans de lignes de retour. Les rubans 'de cuivre peuvent par endroits, être reliés électriquement, en les entourant, par exemple, d'une tresse de fil métalli- que, pour diminuer la résistance.
La fig. 17 représente, schématiquement en coupe, à titre d'exemple un câble construit selon l'invention. Le ruban intérieur 180 est entouré d'un isolement en papier
181. Sur celui-ci se trouvent les rubans 182 et 183.et ceux-ci sont entourés de la gaine en plomb 184 moulée sur eux à la presse. Si l'on compte un amortissement de 1/10e de Neper par kilomètre, on peut construire un câble d'a- près la fig. 17 avec les dimensions suivantes : le ruban en tôle de cuivre 180 a une largeur de 25 m/m et une épaisseur de 0,5 m/m.
Pour éviter de couper le papier iso- lant, le conducteur de cuivre central peut être replié sur 'les deux côtés,
Pour établir la ligne sous câble suivant l'in- vention sans pertes, on peut établir, à la place d'un iso- lement continu en papier, un isolement à espace d'air avec
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des corps d'écartement qui n'ont pas besoin d'être posés sur le conducteur central, comme on le fait dansles cons- tructions connues.
Afin de conserver la mobilité du câble et pour éviter un déplacement des corps qui maintiennent 1+.écarte- ment, on peut juxtaposer des organes d'écartement tels que des perles sur une ou plusieurs ficelles, de telle façon qu'il n'y ait qu'une partie de l'espace entre la ligne d'aller et la ligne de retour qui soit remplie du diélec- trique fixé.On constitue de préférence des perles de deux types qui maintiennent la distance ; un type porte la gaâ- ne extérieure, tandis que l'autre maintient l'écarte.ment entre les perles du premier type.
La fig. 18 montre une forme de réalisation du système de maintien d'écartement pour les câbles, selon l'invention. Contre le ruban de cuivre 180, on dispose des deux côtés des chaînes de perles constituées par des pièces d'appui 185 et des pièces d'écartement 186, qui sont reliées entre elles par des fils 187. Les bandes de soutien peuvent, lors de la fabrication d'un câble, être préparées d'avance; la fabrication du câble peut alors se faire dans l'ordre suivant : Pose des chaînes de perles, pose de la gaine extérieure, par exemple pose des rubans de cuivre 182, 183, et moulage à la presse autour de l'en- semble de la gaine de plomb, le touten un seul processus de travail. La fig. 19 montre des chaînes de perles sui- vant la fig. 18 vue du haut.
D'après une autre forme d'exécution avantageuse, les corps d'appui en forma d'U sont glissés sur le ruban central.
Pour la mise en place des corps d'appui, il est particulièrement avantageux que, d'après le procédé de construction mentionné plus haut, ceux-ci ne soient pas en- filés directement sur le conducteur en cuivre lui-même, mais seulement posés contre lui. Pour les corps d'appui,
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conviennent surtout les matières isolantes de bonne qualité awant une faible perte diélectrique, notamment les matières céramiques. Les composés polyvinyliques, de préférence le polystyrol se sont révélés spécialement intéressants, étant donné leur faible angle de perte, leur petite constante dié- lectrique et leur faible poids spécifique.
REVENDICATIONS:-
1 - Ligne double pour câbles de télécommunication, pour la transmission de courants à hautesfréquences, carac- térisée en ce que les conducteurs ont une section présentant la forme ou approximativement la forme de rubans et les lar- ges surfaces latérales des conducteurs sont tournées les unes vers les autres.
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Double line for telecommunication cables for the transmission of high frequency currents.
It is known that double lines wired in the usual way of a telecommunications cable are not suitable for the transmission of high frequency currents, for example currents with multiple carrier frequencies, because the magnetic field produced by the - current generates to a great extent, with increasing frequencies of the currents, parasitic currents in neighboring metallic bodies, as for example in the lead sheath, and further results in disturbing crosstalk in parallel transmission lines. It is for this reason that it has been proposed to employ, for the transmission of high frequency currents, the double concentric line, in which one of the conductors established in tubular form surrounds the other conductor. .
But the lines
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Concentric double lines have the disadvantage, compared to twisted double lines, that they are more difficult to manufacture and that the two conductors must be arranged at a relatively large distance from one another. the other to obtain a sufficiently small capacity, which greatly increases the cost of the cable. The large distance required between the conductors of a double concentric line, furthermore has the consequence that the double concentric line is less flexible, at equal capacity, than a normal double line.
The invention poses the problem of establishing the double twisted or crossed line, the manufacture of which is simple and inexpensive, of a telecommunication cable, in a better form for the transmission of currents at high frequency. This is done, according to the invention, because the conductors of the double line receive a section differing from the circular shape, preferably ribbon-like or approximately ribbon-like, the wide side surfaces of the conductors being facing each other.
This measure has, as a consequence, an increase in the reciprocal capacity of the two conductors.
But the invention is based on the finding that the increase in capacity, in a double line according to the invention, does not make itself felt - in such a disturbing way as it would first have to be. believe, because one obtains other advantages which surpass this increase in capacity. The double line constructed according to the invention first of all has the advantage that it is more free from interference and less sensitive to external disturbing fields, than crosstalk disturbances and losses by parasitic currents caused by metallic bodies. neighbors, for example by the lead sheath, are weaker than in a normal double line.
By the large crosstalk exemption from transmission lines
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neighbors, the further advantage is obtained that the damping of the line can be increased to an appreciable extent, which allows the reduction of the section of the conductors, whereby the installation of cables is in its more economical together. The lower sensitivity to external fields and the reduction in diaphony come primarily from the relatively weak external field of a double line constructed according to the invention.
The simplest embodiment of the invention is to use two thin ribbons of rectangular cross section which are rationally wired together. In order to prevent the insulation between the conductors from being damaged, it is advantageous to round the edges of the tapes. An even greater reduction in disturbances, in particular disturbances which arise from magnetic couplings, can be obtained by dividing each conductor into two or a greater number of partial conductors which also have, according to the invention, the cross-section of. a ribbon, or overlap, as much as possible, and in which the wide side surfaces are advantageously turned towards each other.
To obtain a small capacitance, the conductors are rationally insulated in a manner known per se, so that there are as many empty spaces as possible in the dielectric. As insulating material, bodies having a small dielectric constant and negligible dielectric losses can be employed.
The manufacture of the conductors in the form of ribbons is advantageously carried out by rolling round conductors of suitable cross-section into tapes. The conformation of the conductors, their insulation and if necessary also their wiring to make a double line can be done in a single working process.
In order to further reduce the sensitivity to
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disturbances of the double line, it can be surrounded by an open or closed conductive screen, which is either isolated or electrically connected with the cable sheath or with the earth. Several double lines constructed according to the invention can be combined into a cable. The grouping of the double lines into a multiple cable is advantageously done in such a way that they can be connected together for the formation of phantom circuits. For this purpose, the double lines are wired together or also crossed over. It is advantageous to assemble each group of four double lines according to the star or D.M.
The double line can in each case depending on the circumstances be loaded in the manner known per se pointwise or constantly, or constantly partially loaded or it can also be unloaded.
The figures of the appended drawing illustrate a few embodiments of the invention.
Fig. 1 shows a double line consisting of two flat ribbons with good conductors, in which 1 is one and 2 the other conductor in the form of a ribbon; 3 is the insulation which is preferably made as an insulator to air spaces.
Fig. 2 shows a double tooth line; conductors 4 and 5 have a section, flat and semi-circular, and the rounded outer surfaces of which have grooves.
Fig. 3 shows a double line, each conductor of which is divided into two partial conductors, the two corresponding partial conductors being arranged diagonally; and 7 are the two partial conductors of one of the conductors; and 9 the two partial conductors of the other conductor, 10 is the insulator of the double line.
According to another characteristic of the invention,
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the conductors, in the form of tapes of a double line, are shaped and arranged in a relative position such that the distance of the conductors in the form of tapes of a double line is greater in the middle than on the side edges. Compared to a double line of previous construction, we therefore obtain the advantage that, for the same size, the capacity of the double line is lower and that with certain specific embodiments, the The influence of disturbances is reduced. An advantageous embodiment of the invention consists in giving the conductors in the form of ribbons a concave shape, for example the shape of a hollow half-cylinder.
Such an advantageous effect is obtained with a double line, the conductors of which have an angle-shaped or U-shaped section, or respectively shapes approaching those of an angle iron or a U. In order to obtain between the conductors, as small a capacitance as possible, the conductors are insulated from one another so as to have the largest possible empty spaces in the insulation.
An advantageous embodiment of the insulation consists in placing a tape of insulating material between the conductors, this insulating tape being perforated as much as the mechanical strength of the tape allows. Insulation by air spaces can also be obtained by providing, as is known, each conductor with insulation with air spaces and then wiring the two conductors with one another. In addition, it is possible to arrange the conductors around a hollow core whose shape depends in each case on that of the conductors. In a double line whose conductor section resembles that of a hollow half-cylinder, the hollow core receives the cylindrical shape. For example the hollow core, which at the same time serves as a support for the conductors, is formed by a central core around which a cord is wound helically.
The central core is advantageously made of insulating material, but
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it can also be made of copper or some other good conductive material, so that it can be used for current transmission, by coupling together the center conductor and the ribbon-shaped conductors of the double line into a double concentric line . In order to ensure * the position of the conductors of a double line, especially in the case where an insulating tape is used as insulation, it is rational to maintain the conductors by a winding, consisting of a tape or a wire. , fixed around the double line.
In order to obtain a small capacitance between the conductors of the double line and the sheath of the cable or neighboring conductors in a multiple cable, there is also advantageously available on the double line an air gap insulation, for example, in the form of a cord wound in a helix around the double line.
In order to take account of the skin effect, the conductors can be produced in the conn # way, in the form of strand conductors, for example in the form of braided tapes. The interference and coupling exemption of the double lines can be further increased, according to the invention, by causing side edges which face each other of the two ribbon-shaped conductors to overlap.
The figures show some exemplary embodiments of the invention, in which the distance separating the ribbon-shaped conductors is greater in the middle than at the side edges.
In fig. 4, the numbers 12 and 13 are two conductors, the cross section of which resembles that of a hollow half cylinder and which are separated by the insulating tape 14, so that the two conductors are essentially insulated from one of the 'other by air. An insulating tape 15 is wound around the double line, in order to avoid subsequent displacement of the conductors. Then come the
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cord 16 which is wound in non-contiguous turns, then a layer of paper tape 17 and the cable sheath 18 which is made of lead or of another metal, but which can also, where appropriate, be of a suitable insulating material.
Fig. 5 shows a double line, the conductors 19 and 20 of which have the shape of an angle bar and are separated as in the example of FIG. 4 with an insulating tape 21.
Fig. 6 shows a double line of which the conductors 22 and 23 have the shape of a U and are separated by a tape of insulating material 24. The angles can be rounded, so as to obtain a section which corresponds to a half oval.
Fig. 7 shows in elevation a tape of insulating material serving for the reciprocal insulation of the conductors and which is pierced with holes, in order to leave as many air spaces as possible between the conductors.
Fig. 8 shows a double line, in which the ribbon-shaped conductors 31 and 32 are formed by several thin wires 34 wired on a core of insulating material 33. This insulating core 33 consists of a central core 35, which can be of a suitable insulating material or of a good conductive material, on which the cord 36 with non-contiguous turns has been wound. The two conductors are kept apart from each other by the insulating cords 37.
Fig. 9 shows a double line composed of two conductors 38 and 39, the side edges of which overlap and which are separated by a tape of insulating material 40.
The invention is further based on the finding that double lines comprising conductors in the form of ribbons still have the advantage that the resistance produced as a result of the film effect at high frequencies is less than in a double line with conductors.
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round, assuming the same thickness of the conductors.
This advantageously makes it possible to use a double line formed by conductors in the form of ribbons also for high-frequency transmission, even when the distance separating the two conductors is relatively large. On the basis of this observation, according to the invention, arrangements of conductors are also constructed with son in the form of tapes, in which, as a result of the reciprocal position of the conductors taken separately, a relatively large distance results between conductors. One such conductor arrangement is found in the star quad.
However, the increase in the distance between the conductors due to the ribbon-shaped section can be avoided by giving the conductors an appropriate shape. Taking into account the skin effect, the conductors advantageously receive a section whose part directed towards the interior will correspond, for the star quad, to a round or square conductor. A particularly advantageous shape of the conductors for establishing a star quad is the angle shape. However, a large number of other shapes can also be used with advantage for the conductors, for example, semi-circular or sector-shaped conductors.
In this way, groups of conductors are obtained which have both a small external field and also a small increase in resistance at high frequencies due to the skin effect.
The external magnetic field of a group of conductors established according to the invention can be further reduced by grouping each pair of conductors and preferably the two conductors diametrically opposed to each other in a known manner, by bringing them together. into one of the conductors of a double high frequency line. All four conductors then form a single double line for the transmission of currents to
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high frequency, two of the conductors form the outgoing line and the other two the return line.
With this arrangement, each pair of conductors can be used at the same time for the transmission of low-frequency currents, provided that the high-frequency conduits are separated from those at low frequency in the known manner by branch translators, bridge couplings, electric points, etc ...
The individual conductors can be implemented as solid conductors or as high frequency toon conductors. In order to avoid the harmful actions of the oxide layers which are on the conductors, these are advantageously removed and the surface of the conductors is coated with a thin stainless layer, for example of 'a varnish or a layer of chromium. As insulating materials it is possible to use, in addition to the usual materials such as paper, rubber, gutta-percha, also artificial materials, such as derivatives of cellulose , polyvinyl compounds, etc. Polystyrol has been shown to be particularly advantageous; besides its small dielectric constant, this product exhibits low dielectric losses at high frequencies.
The insulation itself is rationally established in the form of air-space insulation.
The invention can be applied sensibly also to a plurality of conductors, for example for groups of three, five, six and eight conductors.
The figures show various examples of execution of quads with conductors in the form of ribbons.
In fig. 10 has been shown a quad made with conductors in the form of ribbons. The four conductors in the form of tapes 41, 42, 43, 44, are each surrounded by an insulating sheath which is preferably air-gap insulated and arranged around the central core 45.46 is a winding of tapes which holds the four
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drivers of the fourth in place.
Fig. 11 shows a star quad, the four conductors 51, 52, 53, 54, of which are of semi-circular section and each provided with an insulating sheath. The shape of each conductor can be assumed to be obtained by removing the outer half of a round conductor.
At the same time, this results in a reduction in the diameter of the whole of the star quad; 55 is a central interior trim and 56 is a coiled ribbon shaped sheath that surrounds the star quad.
According to fig. 12, conductors 61, 62,
63 and 64 of a star quad have a triangular section. Each conductor is surrounded by a sector-shaped insulating jacket to keep the individual conductors in their reciprocal position and to give the quad a round shape. 65 represents an insulating sheath surrounding the star querte.
The star quad shown in fig. 13 differs from that shown in fig.12 by the fact that not only the insulating sheaths of the different conductors have a section in the form of a sector. but in that the conductors themselves 71, 72, 73, 74 also have this shape. 75 is the insulating sheath which surrounds the star quad.
Fig. 14 shows a particularly advantageous embodiment of the invention. The conducers 81, 82, 83, 84, of the quad have an angle section. They are, on the one hand, from a manufacturing point of view easy to manufacture and, on the other hand, they take into account, to a particularly great extent, the film effect.
For the establishment of the various conductors in the form of an angle, advantageously used conductors in the form of strips which, at the time of wiring the star quad are brought in the form of angles. In order to avoid damaging the insulation, it is recommended not to
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do not use angles with sharp edges, but on the contrary round them a little. 85 represents the insulating sheath which surrounds the star quad.
Fig. 15 shows a star quad with angle-shaped conductors in which additional torona conductors have been inserted from the outside to reduce resistance. 91, 92, 93; 94, are the conductors in the form of an angle; 95.96, 97,
98, are the conductors of additional strands; 99 is the outer insulating sheath.
In order to maintain the various conductors in their prescribed position, immovably, while using a minimum of material. ' insulation, according to another characteristic of the invention, the air space insulation customary hitherto in which each conductor was separately surrounded by an air space insulation and the four conductors of a quarter are maintained in the known manner with the aid of an untightened braid or mat system. An advantageous (as yet unknown) method of mutually insulating and keeping the conductors assembled in a star quad consists of placing between the four conductors one or more zig-zag or corrugated cords and holding them in place by the wrapping one or more cords around all four conductors.
This special method is particularly advantageous in the case where large flat conductor surfaces are placed opposite each other, as happens, for example, in the case of angled conductors.
Fig. 16 shows an exemplary embodiment of a star quad whose conductors are separated by a mat of cords of this type, 101, 102, 103, 104 are the four conductors. Round conductors have been shown only for the simplicity of the drawing. The conductors advantageously have the shape of an angle. Around the
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four conductors, the cord 105 is wound in a helix.
Between the conductors 101 and 102, on the one hand, and the conductors 103 and 104, on the other hand, is the bead 106 of corrugated shape which surrounds the bead 105 extending in a helix on both sides. Similarly, the cord 107 is placed between the conductors 101 and 104, on the one hand, and the conductors 102 and 103, on the other hand, which also surrounds the cord 105 on both sides. , one obtains, with a minimum expenditure of insulating material, a good maintenance-of the conductors. It is recommended to surround the quad with an insulating sheath.
The magnetic stray field of a high frequency cable, especially for transmitting frequencies up to 106 Hertz or more, can be further reduced appreciably by making the high frequency cable a tape as a conductor. central and the return conductor by a flattened sheath surrounding the ribbon. The outer sheath ensures, compared to a cable made up of two tapes, a reduction of the field inside the sheath and, on the other hand, vis-à-vis tubular cables a lower weight, a price of return lower, greater flexibility, then, in the case of aerial cable, the wind stress is less. Compared to cables made up of two tapes, there is also the advantage that the capacitance, for the same section of cable, is found to be about half.
For the transmission of moving images, cables of this type are particularly suitable. For television, and similar applications, it is necessary to transmit frequencies up to 106 Herz, since the currents for the transmission of news are advantageously transmitted in the lower sideband with a width of about 500,000 Herz and a frequency carrier of about 106 Herz. A. these highs
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frequencies, currents have in the line material, when copper is used, a penetration depth of the order of 0.1 m / m, so that a sheet of copper suffices for propagation. relatively thin, which is formed, in the construction according to the invention, in the form of a central conductor, on the one hand, and of a conductive sheath on the other hand.
The central strip is preferably made of copper and does not need to be split, which makes the manufacture particularly inexpensive.
On top of the copper tape, a paper insulation can be placed, and around it, the outer sheath which can be formed, for example by a copper foil spun onto this insulation or an envelope of lead or, more preferably, a combination of the two. It is also possible to arrange two copper tapes around the central ribbon conductor and pass a lead sheath over the two return line tapes. The copper ribbons can in places be electrically connected, for example by surrounding them with a braid of metallic wire, to reduce resistance.
Fig. 17 shows, schematically in section, by way of example a cable constructed according to the invention. Inner tape 180 is surrounded by paper insulation
181. On this are the ribbons 182 and 183 and these are surrounded by the lead sheath 184 press molded over them. If we count a damping of 1 / 10th of Neper per kilometer, we can construct a cable according to fig. 17 with the following dimensions: the copper sheet tape 180 has a width of 25 m / m and a thickness of 0.5 m / m.
To avoid cutting the insulating paper, the central copper conductor can be folded over on both sides,
In order to establish the cable line according to the invention without losses, it is possible to establish, instead of a continuous paper insulation, an air space insulation with
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spacer bodies which do not need to be placed on the central conductor, as is done in known constructions.
In order to maintain the mobility of the cable and to avoid a displacement of the bodies which maintain 1 +. Spacing, it is possible to juxtapose spacers such as beads on one or more strings, in such a way that there is no have only part of the space between the forward line and the return line which is filled with the fixed dielectric. Preferably, beads of two types are formed which maintain the distance; one type carries the outer sheath, while the other maintains the gap between the beads of the first type.
Fig. 18 shows an embodiment of the spacing maintaining system for cables, according to the invention. Against the copper tape 180, there are strings of beads formed by support pieces 185 and spacers 186 on both sides, which are interconnected by wires 187. The support strips can, during the manufacture of a cable, be prepared in advance; the manufacture of the cable can then be done in the following order: Laying of the pearl chains, laying of the outer sheath, for example laying copper tapes 182, 183, and press molding around the whole of the lead sheath, all in one working process. Fig. 19 shows strings of beads following fig. 18 top view.
According to another advantageous embodiment, the U-shaped support bodies are slid over the central strip.
For the installation of the supporting bodies, it is particularly advantageous that, according to the construction method mentioned above, these are not threaded directly onto the copper conductor itself, but only laid. against him. For supporting bodies,
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Good quality insulating materials with low dielectric loss, especially ceramic materials, are particularly suitable. Polyvinyl compounds, preferably polystyrene, have been found to be especially valuable due to their low loss angle, small dielectric constant and low specific gravity.
CLAIMS: -
1 - Double line for telecommunication cables, for the transmission of high-frequency currents, characterized in that the conductors have a cross-section having the shape or approximately the shape of ribbons and the large lateral surfaces of the conductors are turned together towards others.