CN102763278A - 泄漏同轴电缆 - Google Patents

Abstract

一种泄漏同轴电缆，其特征在于，具有：中心导体（1）；绝缘体（2），覆盖上述中心导体（1）；外部导体（3），缠绕在上述绝缘体（2）的周围，具有5μm至44μm的厚度，具有在电缆长度方向上周期性形成的多个槽孔（6）；塑料薄膜（4），粘贴在上述外部导体（3）上，具有5μm至36μm的厚度；以及外皮（5），覆盖上述外部导体（3）以及塑料薄膜（4），上述塑料薄膜（4）粘贴在上述外部导体（3）的与上述外皮（5）相向的面上。

Description

泄漏同轴电缆

技术领域

本发明涉及一种绝缘体的外径小于10mm的泄漏同轴电缆。

背景技术

如非专利文献1所述，泄漏同轴电缆（LCX）是将在电缆内部传输的电信号能量的一部分作为电磁波放射到外部的电缆，作为无线通信系统的收发用天线使用。例如，LCX以列车和地面之间的无线联络为目的而铺设在列车轨道沿线。并且，LCX以与地铁通道内、地下街道之间的消防无线联络、警察无线联络为目的，铺设在地铁通道内、地下街道中。

图1表示现有的LCX。如该图所示，LCX作为同轴电缆而构成，具有：中心导体201；覆盖该中心导体201的绝缘体202；配置在该绝缘体202周围的外部导体203；覆盖该外部导体203的外皮205。中心导体201及外部导体203的材料一般是铜，也存在使用铝的情况。绝缘体202的材料主要使用聚乙烯等。

在LCX的外部导体203上，作为电磁波泄漏机构，在电缆长度方向上周期性地设置有槽孔（slot）206。各槽孔是细长形状、圆形形状的开孔部。

LCX的型号一般通过绝缘体的外径和标准阻抗来表示。例如，LCX具有外径20mm的绝缘体、500Ω的阻抗时，该LCX表示为20D型。现有技术中，LCX存在20D型、33D型、43D型等，其外皮的外径分别是30mm、40mm、50mm，非常粗。另外，外部导体需要具有充分的厚度，以便在室外铺设作业时即使施加牵引力、弯曲力时也不产生伸展、龟裂。具体而言，考虑到材料成本，该厚度为0.1mm至0.2mm左右。

在外部导体203上形成槽孔206的方法记载于专利文献1及专利文献2中。专利文献1公开了使用和槽孔206的形状对应的阴阳金属模具的冲压加工，专利文献2公开了通过激光照射的形成。此外，也提出了通过立铣刀切削加工的形成方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－193001号公报

专利文献2：日本特开2003－179415号公报

非专利文献

非专利文献1：“LCX通信系统”（岸本利彦、佐佐木伸共著）コロナ公司初版

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，现有的LCX主要假设在室外铺设中使用，考虑了在铺设时受到较大张力的情况。因此，绝缘体202的外径粗至20mm以上，外部导体203的厚度厚到0.1mm至0.2mm左右。但近年来，在室内使用LCX的情况变多，需要细径的LCX。

但是，当将LCX进行细径化时，例如将绝缘体202的外径设为小于10mm时，在弯曲LCX等情况下，外部导体203反弹，难以将外部导体203粘合于绝缘体202。这是因为，外部导体203的刚性大，复原应力较强。另外，若外部导体203和绝缘体202之间的摩擦力较弱，则在铺设工事中，拉伸力、弯曲力施加到LCX，进而当这些力被解除时，因被拉伸的外部导体203是金属，所以塑性变形，绝缘体202缩小。因此，绝缘体202在外部导体203的内部移动，中心导体201断线，或中心导体201和绝缘体202在连接部分脱离，从而导致通信中断这种致命性的事故。

另外，若外部导体203和覆盖该外部导体203的外皮205之间的摩擦力较弱，则拉伸力、弯曲力施加到LCX，进而当这些力被解除时，因拉伸的外部导体203是金属，所以塑性变形，外皮205缩小。因此，外皮205相对外部导体203移动。这种情况下，外皮205从连接部分脱离，其结果产生连接器的松弛。最差的情况下，连接器脱落，外部导体203、绝缘体202及中心导体201被折断，从而导致通信中断这种致命性的事故。

为实现LCX的细径化而将外部导体203设为较薄时，为保持外部导体203的强度，如图1所示，需要将塑料薄膜（塑料板）204粘贴到外部导体203上。此时，为防止来自LCX的电磁波能量的不必要的泄漏，将外部导体203缠绕到绝缘体202上，以便形成图1所示的外部导体203的重叠部。但是，在该重叠部中，因塑料薄膜204的存在而无法进行电接触，与绝缘体之间产生仅塑料薄膜204的厚度的程度的间隙。其结果是，存在导致电磁波能量从该间隙略微泄漏的问题。

另外，在LCX的制造中，使用冲压加工在外部导体203上形成槽孔206时，因金属模具高价，所以制造成本加大，并且存在金属模具使用寿命较短的问题。另外，通过切削加工形成槽孔206时，存在其加工时间较长且立铣刀使用寿命较短的问题。如上所述，设置有槽孔206的外部导体203的制造较复杂，制造成本也易变高。因此要求更容易且低价的制造方法。

本发明是鉴于以上实情而提出的，其目的在于提供一种制造容易且低价的泄漏同轴电缆，该泄漏同轴电缆即使进行细径化也不会产生外部导体内的绝缘体的移动、外部导体上的外皮的移动，并且不会产生电磁波能量的不必要的泄漏。

用于解决问题的手段

本发明的一种方式是泄漏同轴电缆，该泄漏同轴电缆的特征在于，具有：中心导体；绝缘体，覆盖上述中心导体；外部导体，缠绕在上述绝缘体的周围，具有5μm至44μm的厚度，具有在电缆长度方向上周期性形成的多个槽孔；塑料薄膜，粘贴在上述外部导体上，具有5μm至36μm的厚度；以及外皮，覆盖上述外部导体及塑料薄膜，上述塑料薄膜粘贴在上述外部导体的与上述外皮相向的面上。

本发明泄漏同轴电缆的特征在于，上述塑料薄膜通过具有粘性及粘接性的第一粘接剂粘贴到上述外部导体上。

优选上述塑料薄膜通过第二粘接剂粘接到上述外皮。

优选上述外部导体具有在缠绕到上述绝缘体时产生该外部导体相互重叠的重叠部的宽度，上述外部导体的上述宽度比上述绝缘体的外周长长2mm至10mm，上述重叠部中的位于上述绝缘体侧的上述外部导体的端部向外侧弯曲。

优选上述外部导体的上述宽度比上述塑料薄膜的宽度长2mm至10mm，上述重叠部中的位于上述绝缘体侧的上述外部导体的端部从上述塑料薄膜伸出。

优选上述槽孔通过蚀刻法同时形成。

发明效果

根据本发明，可提供一种制造容易且低价的泄漏同轴电缆，该泄漏同轴电缆即使进行细径化也不会产生外部导体内的绝缘体的移动、外部导体上的外皮的移动，并且不会产生电磁波能量的不必要的泄漏。

附图说明

图1是表示现有的泄漏同轴电缆结构的截面图。

图2是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆结构的截面图。

图3是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆的制造工序的截面图。

图4是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆的要部结构的截面图。

图5是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆的要部结构的截面图。

图6是表示外部导体和绝缘体的贴合力的测定方法的平面图。

图7是表示电磁波测定泄漏的方法的示意图。

图8是表示本发明的第二实施方式涉及的泄漏同轴电缆结构的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

（第一实施方式）

图2是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆（LCX）结构的截面图。

本实施方式涉及的泄漏同轴电缆具有：中心导体1；绝缘体2，覆盖中心导体1；大致圆筒状的外部导体3，缠绕在绝缘体2的周围。此外，在本实施方式中，外部导体3纵向缠绕于绝缘体2上。纵向缠绕（longitudinal wrapping）是指，例如将带状的物体缠绕到电缆等细长的圆柱体时，以使该物体的与长度方向平行的两个边缘部重叠（或对碰）的方式缠绕到圆柱体的周围（参照图3）。

中心导体1是金属线，例如是铜线、铝线。绝缘体2例如由聚乙烯等合成树脂材料构成，其外径为10mm以下。外部导体3是由铜、铝等构成的带状的金属薄膜，其厚度为5μm至44μm。在外部导体3的表面沿着电缆长度方向周期性地形成有起到电磁波泄漏机构作用的多个槽孔（细长的开孔部）6。在该泄漏同轴电缆中，在电缆内部传输的电信号能量的一部分在多个槽孔6中，作为电磁波放射到外部。

本实施方式的槽孔6的形成使用蚀刻法。通过对成为外部导体3的金属带进行蚀刻，能够同时形成多个槽孔。因此，可容易且低价地制造具有多个槽孔6的外部导体3。

在现有的泄漏同轴电缆中，外部导体的厚度厚达0.1mm至0.2mm。并且，在20D型LCX、33D型LCX、43D型LCX中，缠绕到绝缘体之前的外部导体的宽度分别宽达80mm、120mm、150mm左右。因此，为了在这些外部导体上形成槽孔，使用阴阳金属模具，将缠绕到绝缘体前的外部导体单独进行冲压。

但是，在本实施方式的泄漏同轴电缆中，外部导体3的厚度为5μm至44μm。并且，缠绕到绝缘体2之前的外部导体3的宽度在5D型LCX中为18mm左右，在2.5型LCX中为10mm左右，与现有的泄漏同轴电缆中使用的外部导体的宽度相比，非常狭窄。因此，对槽孔6的形成可适用蚀刻技术，若使用分割后成为多个外部导体3的宽度较宽的金属片材（金属板），则可同时制造多个外部导体3，能够实现低成本化。

例如，使用宽500mm的金属片材制造2.5D型LCX用的外部导体3时，由于该外部导体3的宽度为10mm，因此能够通过一次蚀刻一次制造50个外部导体3。这样一来，不需要在现有的外部导体的形成中使用的、需要定期更换的金属模具，能够使制造成本变成约10分之1。

本实施方式的外部导体3上粘贴有塑料薄膜（塑料板）4。塑料薄膜4的厚度为5μm至36μm。并且，外部导体3及塑料薄膜4被外皮5所覆盖。外皮5由合成树脂材料构成。塑料薄膜4粘贴在外部导体3的、与外皮5相向的面上。

该塑料薄膜4加强具有上述厚度的较薄的外部导体3，因此即使将绝缘体2的外径进行细径化，也可容易地缠绕（纵向缠绕）到该绝缘体2上。

图3是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆的制造工序的截面图。

外部导体3例如通过使用了多段的辊组（未图示）、或喇叭状的板（未图示）的轧制，如图3的（a）至（e）所示地缠绕到绝缘体2上。

如上所述，现有的泄漏同轴电缆中的外部导体的厚度为0.1mm至0.2mm左右。尝试了将0.1mm厚度的钢制的外部导体缠绕到外径5mm的绝缘体上，但因外部导体的刚性较强，所以难以无间隙地缠绕到绝缘体的外周。能够无间隙地缠绕0.1mm厚度的外部导体的绝缘体的外径为10mm以上。进一步进行试验的结果是，当绝缘体的外径为9mm时，若钢制的外部导体的厚度为0.08mm左右，则能够无间隙地缠绕。

如上所述，从成型性的角度来讲，期望外部导体的厚度较薄。但是，当传输高频信号时，因皮层效应，信号电流集中到表面附近，因此需要考虑了皮层深度的厚度。一般来讲：考虑了皮层效应的厚度只要是使用皮层深度的5倍左右的金属板即可。

（表1）表示计算铜和铝中的、相对于频率的皮层深度及其5倍厚度的结果。各深度及厚度的单位为μm，表中的括号内的值表示皮层深度的5倍厚度。关注的频率为0.1GHz至10GHz。该频率的范围包括一般使用LCX的频率。

如（表1）所示，对于铜和铝必要的厚度在频率为0.1GHz时是33μm至44μm，在10GHz时是3.3μm至4.4μm。

（表1）

铜和铝的皮层深度（μm）注）（）内是皮层深度的5倍的值

因此，可知：在一般的同轴电缆中使用的铜、铝的情况下，在通常使用的频带中，外部导体3的厚度应该是5μm至44μm。此外，当外部导体3变薄时，为了提高强度，优选粘贴PET等塑料薄膜4。根据上述试验结果可知，外部导体3和塑料薄膜4的总厚度优选为0.08mm以下，因此塑料薄膜4的厚度优选为5μm至36μm。

图4是表示本发明的第一实施方式涉及的泄漏同轴电缆的要部结构的截面图。

塑料薄膜4粘贴在外部导体3的、与外皮5相向的面上。外部导体3的槽孔6和绝缘体2直接接触，槽孔6的边缘部分陷入到绝缘体2的表面部，所以使外部导体3和绝缘体2的贴合力提高。因此，即使对泄漏同轴电缆施加伸缩、弯曲延伸，也能够防止绝缘体2在外部导体3内移动。并且，槽孔6是去除了外部导体3的一部分的开口部，因此通过该开口部的边缘部陷入到绝缘体2的表面部，从而使外部导体3和绝缘体2的贴合力提高。

在此，记述本实施方式涉及的外部导体3和绝缘体2的贴合力的测定。该测定中，作为本实施方式涉及的泄漏同轴电缆的样品使用以下的电缆，即，在由厚度10μm的铜膜构成的外部导体3上，作为塑料薄膜4粘贴厚度10μm的PET薄膜而缠绕到外径2.5mm的绝缘体2上。并且，该样品的全长设为30mm。外部导体3上形成的槽孔6的长度为10mm，宽为2mm。槽孔6相对于外部导体3的长度方向（或电缆长度方向）倾斜20°。换言之，外部导体3的长度方向和槽孔6的延伸方向所形成的角度为20°。外皮5作为最外层形成在外部导体3（或塑料薄膜4）的周围。

另外，在上述样品中，制造出：样品A，将塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与外皮5相向的面上；样品B，将塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与绝缘体2相向的面上。对于这些样品A、B，比较外部导体3和绝缘体2的贴合力。

图6是表示外部导体和绝缘体的贴合力的测定方法的平面图。

上述测定中使用图6所示的测定夹具101。测定夹具101例如是截面为矩形的角棒，具有贯通彼此平行的侧面的孔102。贴合力如下地进行评价：将上述样品A、B沿着图6的箭头A所示的方向插入到孔102中，测定用于通过其中所需的力。孔102的内径与绝缘体2的外径一致，泄漏同轴电缆（样品A、B）通过孔102时，外部导体3及外皮5被剥落。进行这样的测定的结果是：在样品A中为1.8kgf，在样品B中为1.5kgf。即，将塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与外皮5相向的面的样品A的贴合力大于将塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与绝缘体2相向的面的样品B。其原因是，在样品A中，塑料薄膜4位于外部导体3和外皮5之间，因此槽孔6的边缘部陷入到绝缘体2中。

此外，塑料薄膜4通过具有粘着性（即粘性及粘接性）的粘接剂（第一粘接剂）7粘贴到外部导体3。因此，塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与外皮5相向的面时，如图4所示，塑料薄膜4经由外部导体3的槽孔6，通过粘接剂7直接粘贴到绝缘体2，加强外部导体3和绝缘体2的贴合力。因此，即使对泄漏同轴电缆施加伸缩、弯曲延伸，也能够防止绝缘体2在外部导体3内移动。

作为上述泄漏同轴电缆的样品制造以下的样品C：将作为塑料薄膜4的厚度10μm的PET薄膜通过作为粘接剂7的厚度2μm的丙烯类粘接材料粘贴到由厚度10μm的铜膜构成的外部导体3上，并缠绕到外径2.5mm的绝缘体2。此外，如图4所示，塑料薄膜4粘贴到外部导体3的与外皮5相向的面上。并且，和上述样品A、B相同地，样品C的长度为30mm。并且，槽孔6的长度为10mm，宽为2mm，其延伸方向相对于外部导体3的长度方向倾斜20°。

对这种样品C，使用上述的测定夹具101测定外部导体3和绝缘体2的贴合力。其结果为2.0kgf，可知通过粘接材料提高了绝缘体2和外部导体3之间的贴合力。

进一步，如图5所示，可在塑料薄膜4的与外皮5相向的面上设置将塑料薄膜4粘接到外皮5的粘接剂（第二粘接剂）8。此时，外部导体3和外皮5的贴合力增加，即使对电缆施加伸缩、弯曲延伸，也能够防止外皮5在外部导体3上移动。

粘接剂8例如是EVA（乙烯－乙酸乙烯）类粘接剂。将塑料薄膜4作为PET薄膜，向其涂布粘接剂8。将粘贴了该塑料薄膜4的外部导体3缠绕到绝缘体2，附加由聚乙烯构成的外皮5而制作泄漏同轴电缆。此时，通过构成外皮5的聚乙烯的熔融热量，外皮5经由粘接剂8粘接到塑料薄膜4。其结果是，外部导体3和外皮5牢固地粘接，从而防止了外部导体3在外皮5内移动。

如图2所示，外部导体3的宽度（即，缠绕到绝缘体2之前的状态下的、沿着与长度方向垂直的方向的长度）比绝缘体2的外周长长2mm至10mm。因此，当外部导体3缠绕到绝缘体2时，产生因外部导体3自身而形成的重叠部。该重叠部中的位于绝缘体2侧的外部导体3的端部向外侧弯曲，外部导体3彼此导通。

因此，防止了来自外部导体3的重叠部的不必要的电磁波泄漏，不会存在原来的电磁波放射状态紊乱的情况，且可抑制因不必要的电磁波泄漏而产生的衰减。

此外，在现有的泄漏同轴电缆中，在外部导体的重叠部中介入有塑料薄膜。因此，在重叠部中不存在各外部导体的物理性接触，成为电绝缘的状态。这种情况下，从重叠部中的外部导体彼此的间隙产生电磁波的不必要的泄漏。

图7是表示调查电磁波的不必要的泄漏的程度的方法的示意图。

如该图所示，对于与信号发生器103连接的电缆106，仅离开规定距离（例如1.5m）而设置与接收机105连接的天线104，通过测定来自电缆106的电磁波，评价电缆106的屏蔽效果。

首先，作为电缆106，使用中心导体、绝缘体、外部导体、塑料薄膜及外皮的结构与本实施方式的LCX相同且无槽孔的同轴电缆。即，在该同轴电缆的重叠部中，相互相向的外部导体接触。当使用这种同轴电缆时，在直接连接信号发生器103和接收机105时的接收电力为0dBm时，接收电力是测定界限的－150dBm。

接着，作为电缆106，使用以下的泄漏同轴电缆进行测定的情况下，接收电力为－130dBm，即，除了在重叠部中的外部导体之间介入有厚度20μm的塑料板这一点以外，中心导体、绝缘体、外部导体、塑料薄膜及外皮的结构与本实施方式相同。

接着，使用本实施方式的同轴电缆进行测定的情况下，接收电力为－150dBm。因此可知，通过重叠部中的外部导体的接触，与现有的泄漏同轴电缆相比，电磁波的不必要的泄漏降低20dB左右，与现有的同轴电缆相比，至少具有同等的屏蔽效果。

（第二实施方式）

图8是表示本发明的第二实施方式涉及的泄漏同轴电缆结构的截面图。

在本实施方式中，将外部导体3的宽度（即，缠绕到绝缘体2之前的状态下的、沿着与长度方向垂直的方向的长度）设为比绝缘体2的外周长长2mm至10mm，且比塑料薄膜4的宽度长2mm至10mm。这种情况下，外部导体3因相对于塑料薄膜4的多余长度部分（余宽）而开始缠绕到绝缘体2时，具有从塑料薄膜4伸出的部分。因此，在外部导体3的缠绕进一步进行时产生的重叠部中，位于绝缘体2侧的外部导体3的端部及其附近与外皮5（塑料薄膜4）侧的外部超导体3直接接触而电连接。

因此，能够防止来自外部导体3的重叠部的电磁波的不必要的泄漏，不会发生原来的电磁波放射状态紊乱的情况，且能够抑制因不必要的电磁波泄漏而产生的的电磁波的衰减。

为了调查这种电磁波的不必要泄漏的程度，对本实施方式的泄漏同轴电缆，进行了与对第一实施方式进行的评价相同的评价。即，评价了与信号发生器103连接的同轴电缆、和与接收机105连接的天线104之间的屏蔽效果。使用本实施方式的同轴电缆进行测定的情况下，接收电力为－150dBm。因此，可知：与第一实施方式相同地，与现有的泄漏同轴电缆相比，泄漏电磁波降低20dB左右，与现有的同轴电缆相比，也至少具有同等的屏蔽效果。

产业上的可利用性

本发明适用于泄漏同轴电缆（LCX），尤其适用于绝缘直径小于10mm的细径LCX。

Claims (6)

1.一种泄漏同轴电缆，其特征在于，

具有：中心导体；

绝缘体，覆盖上述中心导体；

外部导体，缠绕在上述绝缘体的周围，具有5μm至44μm的厚度，具有在电缆长度方向上周期性形成的多个槽孔；

塑料薄膜，粘贴在上述外部导体上，具有5μm至36μm的厚度；以及

外皮，覆盖上述外部导体及塑料薄膜，

上述塑料薄膜粘贴在上述外部导体的与上述外皮相向的面上。

2.根据权利要求1所述的泄漏同轴电缆，其特征在于，

上述塑料薄膜通过具有粘性及粘接性的第一粘接剂粘贴到上述外部导体上。

3.根据权利要求1或2所述的泄漏同轴电缆，其特征在于，

上述塑料薄膜通过第二粘接剂粘接到上述外皮。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泄漏同轴电缆，其特征在于，

上述外部导体具有在缠绕到上述绝缘体时产生该外部导体相互重叠的重叠部的宽度，

上述外部导体的上述宽度比上述绝缘体的外周长长2mm至10mm，

上述重叠部中的位于上述绝缘体侧的上述外部导体的端部向外侧弯曲。

5.根据权利要求4所述的泄漏同轴电缆，其特征在于，

上述外部导体的上述宽度比上述塑料薄膜的宽度长2mm至10mm，

上述重叠部中的位于上述绝缘体侧的上述外部导体的端部从上述塑料薄膜伸出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的泄漏同轴电缆，其特征在于，

上述槽孔通过蚀刻法同时形成。

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