CN101083160A

CN101083160A - 具有非圆形截面的导体

Info

Publication number: CN101083160A
Application number: CN 200710129266
Authority: CN
Inventors: J·E·卡文尼; R·A·诺丁
Original assignee: Panduit Corp
Current assignee: Panduit Corp
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2007-12-05

Abstract

提供了具有绝缘波纹状导体的通信电线。该波纹状导体具有凸起和凹陷，从而在绝缘体和电线的外表面之间凹陷所处区域提供空气间隙。在一些实施例中，在横截面上凸起和凹陷形成一正弦波轮廓。绝缘体可作成波纹状，且该绝缘体的周围可与导体的波纹对齐。多条电线可结合成一条通信电缆。

Description

具有非圆形截面的导体

相关申请的交叉引用

【0001】本申请要求于2006年6月1日递交的序列号为60/803639的美国临时申请的优先权，在此结合该申请的全部通过引用被结合。

技术领域

【0002】本发明总的涉及通信电缆，更具体地说涉及用于减小导线绝缘层的净介电常数的装置和方法。

背景技术

【0003】抑制通信系统中的外来串扰(alien crosstalk)，对增进系统的可靠性和通信质量来说是日益重要的实践。随着通信系统带宽的增加，减少或消除外来串扰的重要性也在增加。

【0004】在有线通信系统中，串扰由通信电缆内或通信电缆间的电磁干扰所引起。双绞线之间所耦合的串扰与隔离两双绞线的材料的介电常数成正比。因此，减少导线之间的总介电常数就减少了双绞线间的串扰。这也导致在具有减小的隔离导线的材料的总介电常数的相邻通信电缆间外来串扰的减少。

【0005】在制造高性能的电缆时，介电常数是一个关键的参数。在对电缆设计进行适当优化时，其与信号通过量成反比并与衰减值直接成正比。一般来说，当介电常数减小时，信号通过量增加且信号衰减值减小——这些都由可更好优化的电缆尺寸设计而引起。这样，较低的介电常数可导致较强的信号在较少的畸变和较少的延时抖动情况下更快地到达。

【0006】因此，需要减小电缆中隔离导体的材料的总介电常数以减小串扰和延时抖动以及提供更强、衰减更小的信号。

发明内容

【0007】根据本发明的一个实施例，提供空气间隙以减小波纹电缆中导体间材料的总介电常数。

【0008】根据本发明的一些实施例，使导体成波纹状以在导体和绝缘体间提供空气间隙。

【0009】根据本发明的一些实施例，使导体及其绝缘体均成波纹状以提供空气间隙。

附图说明

【0010】图1是根据本发明一实施例的导线的横截面图；

【0011】图2是去除了部分绝缘体的图1中导线的透视图；

【0012】图3是根据图1所示实施例的双绞线的截面图；

【0013】图4是根据本发明另一实施例的导线的截面图；

【0014】图5是去除了部分绝缘体的图4中导线的透视图；

【0015】图6是根据图4所示实施例的双绞线的截面图。

具体实施方式

【0016】现参见图1，示出了电线10的截面图。该导线包括一导体12和一绝缘体14。导体12为非圆形的。更具体地说，如图1中实施例所示，该导体被作成波纹状，从而在导体12和绝缘体14之间产生凸起(ridges)16和凹陷(depressions)17。该凸起16和凹陷17产生空气间隙18，该空气间隙18减小双绞线中毗邻导体间材料的净介电常数。这就减小了包括多个双绞线的电缆中双绞线之间的串扰。

【0017】使导体12成波纹状还增加了导体12的表面面积。导体服从集肤效应，这意味着信号在导体的外表面处或邻近外表面处运动(根据电磁场模型)。增加导体的表面积就可不用通过增加导体体积而增加信号可运动的面积。这样，具有空气间隙18的导体12就比同体积的光滑导体具有更大的传输数据的能力(对中频而言)。

【0018】绝缘体14同样被作成波纹状，具有凸起20和凹陷21。凸起20和凹陷21同样产生空气间隙22。绝缘体14的凸起20的顶点与导体12的凸起16的顶点对齐，以使当向绝缘体14施加压力时绝缘体14不会塌陷进导体12的空气间隙18中。绝缘体14的凸起20和导体12的凸起16组成了图1所示的共同半径r。

【0019】当对绝缘体14施压时，会产生在压力下绝缘体14可能塌陷入导体12的空气间隙18中的危险。这将引起介电常数增大，从而增大串扰和延时扰动的可能性。压力可能在两个导线10绞合到一起以产生一双绞线时产生。然而，通过使用图1中的设计，导体12的凸起16与绝缘体14的凸起20对齐使得绝缘体14不会塌入空气间隙18中。

【0020】图2所示为电线10的透视图。如图所示，凸起16和20以及凹陷17和21沿导体12和绝缘体14的长度延伸，这样空气间隙18和22就产生长的沟道。如图1和2中均示出的，凸起16和20具有一正弦波轮廓。然而，也可使用其它非圆形形状和曲线。优选地是，该形状具有圆形棱边。同样的，凸起和凹陷的数量可以是任意的。

【0021】图3所示为根据图1中实施例的双绞线30的截面图。如图所示，当双导线10绞合到一起时，绝缘体14的凸起20将相互挤压。然而，由于导体12的凸起16的顶点与绝缘体14的凸起20的顶点对齐，因此两个绝缘体14均不会塌入导体12的空气间隙18中。这样，导体12间材料的总介电常数仍保持低的状态。

【0022】现参见图4，将对本发明的另一实施例进行描述。所示的电线50具有一非圆形导体52和一绝缘体54。导体52包括产生空气间隙58的凸起56和凹陷57。绝缘体54为光滑的圆形表面，且没有凸起或凹陷。空气间隙58减小导体52间材料的总介电常数。

【0023】图5所示为图4中实施例的透视图。如图所示，凸起56和凹陷57沿导体的长度延伸，从而使得空气间隙58生成沟道。凸起56和凹陷57生成一正弦波轮廓，但也可使用其它形状和/或曲线。优选地是，该形状具有圆形棱边。同样的，凸起和凹陷的数量可以是任意的。

【0024】图6所示为根据图3中实施例的双绞线60的截面图。如图所示，双电线50绞合到一起使得绝缘体54相互邻接。导体52为波纹状从而保留下空气间隙58。

【0025】尽管已经示出和描述了本发明的特定实施例和申请，应当明白本发明不限于在此披露的准确结构和组成，在不背离本发明精神和范围的情况下，从前述描述而来的各种修改，改变，和变动都将是明显的。

【0026】当介电常数如本申请所表明那样减小时，为了性能可对该双绞线的设计进行优化。当介电常数减小时，每单位长度的电容也按比例减小。为了使特征阻抗保持恒定(即，Z₀＝SQRT(L/C))，可增大电线的直径从而增大每单位长度的电容。由于电线外表面面积的增加，导线直径的增大将降低双绞线的衰减。另一方面，如电容由于减小的介电常数而保持较小时，为了获得恒定的特征阻抗，电感值必须减小。在电容和电感较小的情况下，特征阻抗保持恒定且传输速率将增大(速率＝1/(SQRT(LC))。

Claims

1、一种用于导通通信信号的电线，所述电线包括：

波纹状导体，该导体的外表面具有在其上的凸起和凹陷，所述凸起和凹陷在横截面上具有正弦波轮廓；

绝缘体，围绕所述波纹状导体；以及

空气间隙，在所述波纹状导体的外表面和所述绝缘体的内表面之间的所述导体的所述凹陷的区域中。

2、如权利要求1所述的电线，其特征在于，所述绝缘体为包括绝缘体凸起和凹陷的波纹状绝缘体。

3、如权利要求2所述的电线，其特征在于，所述绝缘体凸起与所述波纹状导体的所述凸起对齐。

4、一种用于导通通信信号的电缆，所述电缆由多根电线形成，所述多根电线中的至少一根包括：

绝缘体，围绕所述波纹状导体；以及

5、如权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述多根电线的全都具有所述波纹状导体、围绕所述波纹状导体的所述绝缘体以及所述空气间隙。

6、如权利要求5所述的电缆，其特征在于，所述绝缘体为包括绝缘体凸起和凹陷的波纹状绝缘体。

7、如权利要求6所述的电缆，其特征在于，所述绝缘体凸起与所述波纹状导体的所述凸起对齐。

8、如权利要求4所述的电缆，其特征在于，所述多根电线配置为绞合线对。

9、一种用于导通通信信号的电线，所述电线包括：

波纹状导体，所述导体的外表面具有在其上的导体凸起和凹陷，所述导体凸起中的每个具有顶点；和

围绕所述波纹状导体的波纹状绝缘体，所述波纹状绝缘体具有在其上的绝缘体凸起和凹陷，所述绝缘体凸起中的每个具有顶点；其中

所述导体凸起的所述顶点与所述绝缘体凸起的所述顶点对齐。

10、如权利要求9所述的电线，其特征在于，所述导体凸起和凹陷在横截面上具有正弦波轮廓。

11、如权利要求9所述的电线，其特征在于，所述绝缘体凸起和凹陷在横截面上具有正弦波轮廓。

12、如权利要求9所述的电线，其特征在于，所述导体凸起具有圆形棱边。