CN105431913B - 同轴电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有良好的电特性且具有良好的抗滑动特性的同轴多芯电缆。同轴电缆(1)的特征在于,包括:内部导体(11);电介质层(12),配置于内部导体(11)的外周面;带材(15),具有带状的基带(16)及配置于基带(16)的一侧表面的电场屏蔽层(17),上述带材(15)以使基带(16)与电介质层(12)相接触的方式沿着电介质层(12)的外周面卷绕;多个外部导体用导线(13),以至少一部分与电场屏蔽层(17)相接触的方式配置,电场屏蔽层(17)的电阻值为500Ω/m以上。

Description

同轴电缆
技术领域
本发明涉及同轴电缆,更详细地涉及极细的同轴电缆。
背景技术
众所周知,用于内窥镜、超声波探针电缆等的医疗用电缆的信号线等使用极细的同轴电缆,并利用极细的传输路径来传输高频信号。同轴电缆包括:内部导体;电介质层,配置于内部导体的外周面;外部导体,配置于电介质层的外周面。通常,当使用同轴电缆时,外部导体在同轴电缆的端部进行接地。同轴电缆的外部导体由多个外部导体用导线以织入的方式编织而成,或者由多个外部导体用导线以螺旋状卷绕方式横向卷绕而成。沿着配置于内部导体的外周面的电介质层的外周面配置有由编织或横向卷绕而成的外部导体。用于医疗用电缆的同轴电缆,从它的用途上,要求有抗弯曲性特性,进而要求细径化来提高操作性。因此,进行着既不降低同轴电缆的传输特性,又使同轴电缆细径化的研究。
专利文献1中记载有在电介质层的外周面形成金属层来代替极细的同轴电缆的编织或横向卷绕而成的外部导体,尽管屏蔽层的厚度薄,但可提供屏蔽性能优秀的极细同轴电缆。专利文献1中记载的同轴电缆的金属层由蒸镀或金属镀敷来形成,且厚度为0.1μm至20μm。
专利文献1中记载的同轴电缆通过利用金属蒸镀等来形成外部导体,可防止屏蔽性能降低,且因不使用外部导体用导线,还可相应地使电缆口径变细。然而,专利文献1中记载的同轴电缆中,若同轴电缆反复进行弯曲动作,会造成形成于电介质层的外周面的金属层发生龟裂,存在同轴电缆的传输特性恶化的忧虑。即,专利文献1中记载的同轴电缆中存在无法取得充分的抗弯曲性的问题。
并且,众所周知,有一种将在塑料带的一侧表面形成有金属层的附带金属层的带配置于电介质层的外周面的同轴电缆。对于同轴电缆,当电介质层的外径大时包括电介质与外部导体用导线之间的空隙部分和电介质在内的有效电介质的外形可视为与内部导体同轴的大致圆筒形。然而,为了细径化,而使同轴电缆的外径变细,直至可称为极细电缆的范围,上述有效电介质的外形无法视为大致圆筒形。因此,存在传输特性恶化的忧虑。专利文献2中记载的同轴电缆包括:附带金属层的塑料带,以使金属层配置于电介质层的表面的方式沿着电介质层的外周面卷绕;以及多个外部导体用导线,配置于附带金属层的塑料带的外周面。专利文献2中记载的同轴电缆通过附带金属层的塑料带的金属层,将包括电介质与外部导体用导线之间的空隙部分和电介质在内的有效电介质的外形校正为大致圆筒形,因而可抑制上述传输特性恶化的问题。
专利文献2的第[0006]段落中具有如下记载:为了利用由铜或银形成的金属层取得充分的表皮效应,在1GHz的高频中需要至少2μm的厚度,在5GHz的高频中需要至少1μm的厚度,然而利用蒸镀方法难以加厚金属层的厚度,具有无法发挥充分的电特性的不便利性。使专利文献2中记载的同轴电缆的金属层的厚度加厚,是为了使附带金属层的塑料带的金属层作为导体来发挥功能。因此,在专利文献2中,将同轴电缆的附带金属层的塑料带的金属层的厚度设为大于1μm且4μm以下。
并且,专利文献2的[0013]段落中具有如下记载:优选地,作为适用发明的同轴电缆,内部导体尺寸为40AWG至28AWG(外径为约0.08至0.32mm)。
通常,内部导体尺寸为32AWG以上的电缆称为细径电缆,且内部导体尺寸为38AWG以上的电缆称为极细电缆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-40806号公报
专利文献2:日本特开2003-257257号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献2中记载的结构的同轴电缆中,附带金属层的塑料带的金属层厚,且电阻值低,因此作为导体来发挥功能。当利用上述同轴电缆传输高频信号时,根据表皮效应,传输信号在配置于外部导体的内侧且附带金属层的塑料带的金属层中流动,而不是在由多个导线形成的外部导体中流动。由于传输信号在附带金属层的塑料带的金属层中流动,而不是在电阻值更低的外部导体中流动,因而存在增加由电阻损耗引起的信号传输的损耗的忧虑。
为了使在专利文献2中记载的结构的同轴电缆的信号传输的损耗降低,可考虑将附带金属层的塑料带的金属层的厚度加厚来使其电阻值变小的方法。然而,若将附带金属层的塑料带的金属层的厚度加厚,则存在同轴电缆的可挠性和耐久性降低的忧虑。
并且,对于极细的同轴电缆,为了使信号在外部导体中流动,在电介质层与外部导体之间未配置金属层的情况下,由在电介质层与外部导体之间形成的空隙引起的传输特性的恶化成为问题。即,极细的同轴电缆中,外部导体用导线的口径与电介质层的外径之差变小,因此包括在电介质层与外部导体用导线之间形成的空隙在内的有效的电介质形状无法成为大致圆筒形,因填充于空隙的空气的介电常数与形成电介质层的材料的介电常数之差而发生反射,因此存在同轴电缆的传输特性的恶化的忧虑。
因此,本发明的目的在于,提供当传输高频信号时插入损耗低且不存在传输特性恶化的忧虑的极细同轴电缆。
用于解决问题的手段
本发明同轴电缆包括:内部导体;电介质层,配置于内部导体的外周面;带材,具有带状的基带及配置于基带的一侧表面的电场屏蔽层,上述带材以使基带与电介质层相接触的方式沿着电介质层的外周面卷绕;以及多个外部导体用导线,以至少一部分与电场屏蔽层相接触的方式配置,电场屏蔽层的电阻值为500Ω/m以上。
本发明同轴电缆的电场屏蔽层的电阻值为500Ω/m以上,在传输高频信号的情况下,也不作为导体来发挥功能,而且根据表皮效应可以抑制传输信号在电场屏蔽层中流动,传输信号的大部分在与电场屏蔽层相接触的外部导体用导线中流动。其结果,电场屏蔽层不作为外部导体来发挥功能。因此,可抑制信号在电场屏蔽层中流动的情况下电场屏蔽层的电阻成分引起的传输信号损耗。并且,在本发明的同轴电缆中,配置于电介质层与外部导体之间的电场屏蔽层非常薄且电阻值非常大,因此几乎不会有传输信号的流动,由于在电介质层上以相接触的方式配置有外部导体用导线,可发挥将包括形成于上述电介质层与外部导体用导线之间的空隙在内的有效的电介质形状校正为圆筒形的功能。由此,可在不受在电介质层与外部导体之间形成的空隙的影响的情况下取得良好的传输特性。
进而,优选地,本发明同轴电缆的电场屏蔽层的电阻值为12kΩ/m以下。
本发明同轴电缆的电场屏蔽层的电阻值为12kΩ/m以下,因而可发挥将有效电介质的形状校正为圆筒形的功能,且可抑制在电介质层与外部导体之间形成的空隙的影响。
进而,优选地,本发明同轴电缆的电场屏蔽层的厚度为0.02μm以上且0.3μm以下。
本发明同轴电缆的电场屏蔽层的厚度为0.02μm以上,因而遍及整个电场屏蔽层厚度可以大致均匀。并且,本发明同轴电缆的电场屏蔽层的厚度为0.3μm以下,因而在使用38AWG以上的极细的导线来作为内部导体的情况下,在电场屏蔽层中不会有信号流动,根据表皮效应,信号在外部导体中流动,因而不产生由电场屏蔽层的电阻成分引起的信号的损耗。
对此,对比文件1中记载的同轴电缆中,将设在电介质层的外周的金属层厚度设为0.1μm至20μm,但未对金属层厚度进行详细的记载,若要仅利用通过涂敷或镀敷等制作的金属层独自取得充分的电特性,需要1μm至4μm左右的金属层厚度,由此可想到实质上的金属层厚度为1至4μm以上。并且,如上所述,对比文件2中记载的同轴电缆中,也将金属层的厚度设为大于1μm且4μm以下。
进而,优选地,本发明同轴电缆的多个外部导体用导线被横向卷绕。
本发明同轴电缆的多个外部导体用导线被横向卷绕,因此与多个外部导体用导线编织的情况相比,可使同轴电缆的口径变小。并且,与多个外部导体用导线编织的情况相比,本发明同轴电缆可具有高的可挠性。
进而,优选地,本发明同轴电缆的多个外部导体用导线的横向卷绕方向与带材的卷绕方向相同。
本发明同轴电缆的多个外部导体用导线的横向卷绕方向与带材的卷绕方向相同,因此,本发明同轴电缆可具有高的可挠性,且可使电场屏蔽层与外部导体用导线之间的空隙变小。
发明的效果
根据本发明,可提供在传输高频信号的情况下插入损耗低且不存在传输特性恶化的忧虑的极细同轴电缆。
附图说明
图1的(a)部分为以往的同轴电缆的一例的与长度方向垂直的截面的剖视图,图1的(b)部分为将以往的同轴电缆制作成极细电缆的口径时与长度方向垂直的截面的剖视图,图1的(c)部分为在图1的(b)部分中示出的同轴电缆的电介质层部分的放大剖视图。
图2为实施方式的同轴电缆的与长度方向垂直的截面的剖视图。
图3为简要示出计算电场屏蔽层的电阻值时使用的常数的图。
图4为示出传输信号频率与反射损耗量之间的关系的图。
图5为示出传输信号频率与插入损耗之间的关系的图。
图6为示出电场屏蔽层的电阻值与插入损耗的降低率之间的关系的图。
图7为电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比与反射损耗量降低率之间的关系的图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的同轴电缆。然而,需要留意的是,本发明的技术范围不限定于这些实施方式,而涉及发明要求保护范围中记载的发明的等同替代。
对本发明的同轴电缆进行说明之前,进一步详细说明以往电缆的问题。
图1的(a)部分为以往的同轴电缆的一例的与长度方向垂直的截面的剖视图,图1的(b)部分为将以往的同轴电缆制作成极细电缆的口径时与长度方向垂直的截面的剖视图,图1的(c)部分为在图1的(b)部分中示出的同轴电缆的局部放大剖视图。
同轴电缆101包括:内部导体111;电介质层112,配置于内部导体111的外周面;多个外部导体用导线113,配置于电介质层112的外周面;以及鞘114,以覆盖多个外部导体用导线113的方式配置。作为同轴电缆101的结构,示出了以往的同轴电缆的一例的结构,在电介质层上未设置金属层,而是直接以横向卷绕的方式配置外部导体。同轴电缆101的口径由A表示,电介质层112的口径由B表示。多个外部导体用导线113的口径由C表示,在一例中,多个外部导体用导线113的口径为30μm。
同轴电缆102包括:内部导体121;电介质层122,配置于内部导体121的外周面;多个外部导体用导线123,配置于电介质层122的外周面;鞘124,以覆盖多个外部导体用导线123的方式配置。作为同轴电缆102的结构,示出了将同轴电缆101细径化来形成了极细同轴电缆的结构,在电介质层上未设置金属层,而是直接以横向卷绕的方式配置外部导体。同轴电缆102的口径由D表示,电介质层122的口径由E表示。多个外部导体用导线123的口径由C表示,且与同轴电缆101的多个外部导体用导线113的口径相等。
同轴电缆102的口径D大致相当于细径化的同轴电缆101的口径A的1/5。同轴电缆101与电缆口径变小的同轴电缆102,根据在制作上的问题等,作为外部导体用导线使用口径大致相同的导体的情况较多。当将口径大致相同的导体用作用于形成外部导体的多个外部导体用导线时,若同轴电缆的口径大,则相对于电介质口径,外部导体用导线的口径非常小,在外部导体用导线与电介质之间形成的空隙可忽视,若同轴电缆的口径小,电介质口径与外部导体用导线的口径相似,在多个外部导体用导线与电介质之间形成的空隙的影响不可忽视。
图1的(a)部分中,由箭头F表示的同轴电缆101的空隙的总大小与电介质层112的截面积的比例为2%左右。另一方面,如图1的(c)部分的放大剖视图所示,图1的(b)部分中由箭头G表示的同轴电缆102的空隙的总大小与电介质层112的截面积的比例为8%左右。像这样,在同轴电缆102中,与同轴电缆101相比,空隙的总大小与电介质层112的截面积的比例增加到了4倍。
若同轴电缆极细化,而使在多个外部导体用导线与电介质之间形成的空隙的大小与电介质层的截面积的比例变大,则在多个外部导体用导线与电介质层之间形成的空隙的影响不可忽视,包括形成于电介质层与外部导体之间的空隙在内的有效的电介质外形不呈大致圆筒形,而是如图1的(c)部分所示,呈歪的形状。其结果,产生同轴电缆的传输特性恶化的问题。
因此,如对比文件1及对比文件2中所述,考虑可利用在电介质层上配置金属层的结构来排除在多个外部导体用导线与电介质之间形成的空隙所造成的影响。
然而,如上所述,对比文件2中记载的同轴电缆的金属层具有足以发挥作为导体的功能的厚度,当传输高频信号时,根据表皮效应,传输信号可在配置于外部导体的内侧的附带金属层的塑料带的金属层中流动。附带金属层的塑料带的金属层的电阻值发挥作为导体的功能显著,从而传输信号在附带金属层的塑料带的金属层中流动,而不是在外部导体中流动,因此存在由传输信号时的电阻损耗引起的传输信号的损耗增加的忧虑。
为了改善在专利文献2中记载的结构的同轴电缆的信号传输的损耗,当进一步加厚附带金属层的塑料带的金属层的厚度时,如上所述,同轴电缆的可挠性和耐久性降低,且当同轴电缆反复进行弯曲动作时,存在附带金属层的塑料带的金属层中发生龟裂,并且屏蔽效果降低的忧虑。
本发明的发明人着眼于如下问题:若将配置于多个外部导体用导线与电介质之间的金属层的电阻值设得非常大,金属层不发挥作为导体的功能。即,本发明的发明人发现了如下问题:通过使配置于多个外部导体用导线与电介质之间的金属层非常薄而电阻值非常大,来抑制传输信号在金属层中流动,可抑制传输信号的反射及损耗。
根据本发明,通过将配置于多个外部导体用导线与电介质之间的金属层的电阻值设得非常大,在传输信号为高频的情况下,使传输信号在电阻值小的外部导体用导线中流动,而不是在金属层中流动,从而可抑制传输信号的反射及损耗。
本发明提供同轴电缆,上述同轴电缆在多个外部导体用导线与电介质层之间配置具有不发挥作为导体功能程度的电阻值的金属层,即,电场屏蔽层,从而将有效的电介质的外形校正为大致圆筒形,来降低传输信号的反射及损耗。
图2为实施方式的同轴电缆的与长度方向垂直的截面的剖视图。
同轴电缆1包括内部导体11、电介质层12、多个外部导体用导线13、鞘14以及沿着电介质层12的外周面卷绕的带材15。带材15具有基带16和电场屏蔽层17,基带16以与电介质层相接触的方式卷绕,电场屏蔽层17蒸镀于基带16的外侧面,并且,电场屏蔽层17的外周面与多个外部导体用导线13相接触。
内部导体11包括由捻合而成的多个银镀铜合金线。内部导体11可由银镀铜合金线形成,也可由锡镀铜、银镀铜、粗铜等形成。作为一例,内部导体11的口径为60μm。
电介质层12由四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(PFA)形成,且配置于内部导体11的外周面。作为一例,电介质层12的外径为150μm。电介质层12也可由聚乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等其他树脂形成。
多个外部导体用导线13分别由银镀铜合金线形成,且以至少一部分与电场屏蔽层17的外周面相接触的方式按照与带材15的卷绕方向相同的方向被横向卷绕。多个外部导体用导线13分别具有传输信号时的作为回归路径的功能。作为一例,多个外部导体用导线13的口径分别为30μm。多个外部导体用导线13分别由银镀铜合金线形成,也可由锡镀铜、银镀铜、粗铜等形成。
鞘14由四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(PFA)形成,且为配置于多个外部导体用导线13的外周面的保护膜层。作为一例,鞘14的厚度为30μm。
基带16为在一侧面利用蒸镀方式形成了电场屏蔽层的带状的聚酯膜,基带16以蒸镀形成的电场屏蔽层的一面朝向外侧且基带16的宽度方向的端部重叠的方式沿着电介质层12的外周面卷绕。作为一例,基带16的宽度为0.6mm,且厚度为4μm,蒸镀形成的电场屏蔽层17的厚度为0.1μm。
电场屏蔽层17为在基带16的一侧表面蒸镀形成的铝或铜等金属。在电场屏蔽层17的外周面,以至少一部分与电场屏蔽层17的外周面相接触的方式横向卷绕有多个外部导体用导线13。电场屏蔽层17以遍及整体的厚度均匀的方式形成,选择电场屏蔽层17的厚度时,要满足即使在传输高频信号的情况下也不呈现表皮效应的500Ω/m以上的电阻值。
电场屏蔽层17的厚度,是指同轴电缆1的与长度方向垂直的截面中的电场屏蔽层17的截面的平均厚度。
电场屏蔽层17的电阻值,是指从电介质层12以遍及适当的长度来剥离带材15,对配置于剥离的带材15的一侧表面的电场屏蔽层17的两端之间的电阻值进行实测,从而得出的每单位长度的电阻值。
并且,电场屏蔽层17的电阻值R(Ω/m)可利用以下公式计算:
R=k·ρ·L/(Wo·Mt)。
其中,k为蒸镀生成有电场屏蔽层的情况下用于校正用于形成电场屏蔽层的金属的电阻率ρ(Ω/m)的系数。例如,铝蒸镀的情况下,k为2.5,铜蒸镀的情况下,k为1.25。L(m)为同轴电缆1的相当于1(m)的带材15的长度,利用以下公式表示:
L=l·10-3/P。
其中,l(mm)为当带材15沿着电介质层12的外周面卷绕1周时的带材15长度,利用以下公式表示:
l=πD/sinθ。
其中,D(mm)为电介质层12的口径Do(mm)与带材15的厚度t(mm)之和,θ为当带材15卷绕于电介质层12的外周面时的角度。
P(mm)为当带材15卷绕于电介质层12的外周面时的间距,利用以下公式表示:
P=πD/tanθ。
Wo(mm)为带材15的宽度,Mt(mm)为电场屏蔽层17的厚度。带材15的宽度Wo利用以下公式表示:
Wo=W·Wr
其中,W(mm)为带材15的有效宽度,利用以下公式表示:
W=πD·cosθ。
Wr为带材15的缠绕数。缠绕数为1.1至1.3左右。
图3的(a)部分及图3的(b)部分分别为简要示出当计算电场屏蔽层17的电阻值R(Ω/m)时使用的常数的图。
在图3中,Do(mm)为电介质层12的口径,t(mm)为带材15的厚度,D(mm)为Do与t之和,θ为当带材15卷绕于电介质层12的外周面时的角度,Wo(mm)为带材15的宽度。并且,W(mm)为带材15的有效宽度,P(mm)为当带材15卷绕于电介质层12的外周面时的间距。
在同轴电缆1中,由于在电介质层12与多个外部导体用导线13之间配置电场屏蔽层17,因而有效的电介质形状为被电场屏蔽层包围的大致圆筒形。在同轴电缆1中,可防止由在电介质层12与多个外部导体用导线13之间形成的空隙引起的传输信号的反射及损耗。
并且,在同轴电缆1中,选择电场屏蔽层17的厚度时,使电场屏蔽层17具有无法发挥作为导体的功能的电阻值,因此,即使传输了高频信号,也可抑制在电场屏蔽层17中流动的传输信号引起电阻损耗而造成传输信号的损耗的增加。
并且,在同轴电缆1中,多个外部导体用导线13按照与电场屏蔽层17配置的带材15卷绕的方向相同的方向被横向卷绕,因而可将口径设得小,且具有高的可挠性。
优选地,电介质层12的外径与多个外部导体用导线13的口径之比在1:1至10:1之间。若多个外部导体用导线13的口径比电介质层12的外径大,则难以将多个外部导体用导线13均匀地横向卷绕于电介质层12的外周,并且因外部导体用导线13的口径变大而使同轴电缆1的口径增加。
若电介质层12的外径大于300μm,或多个外部导体用导线13的口径小于30μm,则多个外部导体用导线13的口径小于电介质层12的外径的10分之1。若多个外部导体用导线13的口径小于电介质层12的外径的10分之1,则在多个外部导体用导线13与电介质层12之间形成的空隙的大小与电介质层的截面积的比例为2%左右。若在多个外部导体用导线13与电介质层12之间形成的空隙的大小与电介质层的截面积的比例小于2%左右,则因空隙引起的传输信号的反射对传输信号造成的影响变小,从而配置电场屏蔽层17所带来的效果变小。
多个外部导体用导线13按照与带材15的卷绕方向相同的方向被横向卷绕,然而多个外部导体用导线13也可以按照与带材15的卷绕方向相反的方向被横向卷绕。并且,多个外部导体用导线13可横向卷绕,而多个外部导体用导线编织。
并且,同轴电缆1的多个外部导体用导线13的口径为30μm,然而不给同轴电缆1的可挠性带来影响,在同轴电缆1的口径不过大的范围内,多个外部导体用导线13的口径也可大于30μm。并且,将同轴电缆1的电介质设得细的情况等,出于与电介质口径之间的平衡及抑制外径增加的目的等,多个外部导体用导线13的口径也可小于30μm。
并且,电场屏蔽层17的厚度优选为0.02μm以上且0.3μm以下。若电场屏蔽层17的厚度小于0.02μm,则制造具有均匀厚度的电场屏蔽层变得困难,并且存在制造成本提高的忧虑。若电场屏蔽层17的厚度大于0.3μm,则当利用铁等电阻率高的金属形成电场屏蔽层17时,电场屏蔽层17作为外部导体来发挥功能,且根据表皮效应,存在因在电场屏蔽层中信号流动而引起的电阻损耗的损耗增加的忧虑。
并且,优选地,电场屏蔽层17的材料及厚度根据图4及图5中示出的反射损耗量和插入损耗的实测值和图6中示出的插入损耗降低率的理论值选择,而将电场屏蔽层17的电阻值设为500Ω/m以上。若将电场屏蔽层17的电阻值设为500Ω/m以上,则传播频率为1.5GHz的信号时,也可抑制反射损耗及插入损耗。
并且,选择电场屏蔽层17的材料及厚度时,如图4及图5所示,优选地,使电场屏蔽层17的电阻值成为800Ω/m以上。若电场屏蔽层17的电阻值为800Ω/m以上,则传播频率为3GHz的信号时,也可抑制反射损耗及插入损耗。
并且,选择电场屏蔽层17的材料及厚度时,如图4及图5所示,优选地,使电场屏蔽层17的电阻值成为12000Ω/m以下。若电场屏蔽层17的电阻值为12000Ω/m以下,则当传输频率为1.5GHz的信号时,可抑制反射损耗及插入损耗。
并且,选择电场屏蔽层17的材料及厚度时,如图4及图5所示,优选地,使电场屏蔽层17的电阻值成为6000Ω/m以下。若电场屏蔽层17的电阻值为6000Ω/m以下,当传输频率为3GHz的信号时,也可抑制反射损耗及插入损耗。
并且,当使用铝作为电场屏蔽层17的材料时,电场屏蔽层17的厚度优选为0.3mm以下。通过将由铝形成的电场屏蔽层17的厚度设为0.3mm以下,当使用尺寸为38AWG的导体来作为内部导体11,且使用宽度为1.5mm的带材15时,也可使电场屏蔽层17的电阻值小于500Ω。并且,当使用铜作为电场屏蔽层17的材料时,电场屏蔽层17的厚度优选为0.2mm以下。通过使由铜形成的电场屏蔽层17的厚度成为0.2mm以下,当使用尺寸为38AWG的导体来作为内部导体11,且使用宽度为1.5mm的带材15时,可使电场屏蔽层17的电阻值小于500Ω。
实施例1
改变特性阻抗大致相等的7个同轴电缆的传输信号的频率来测定了反射损耗量及插入损耗量。
试样1中,作为内部导体,使用口径为60μm的银镀铜合金线,作为电介质层,使用外径为150μm的四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(PFA),在电介质层的外周面,不设置电场屏蔽层,而将18根外部导体用导线被横向卷绕。外部导体用导线为口径为30μm的银镀铜合金线。覆盖外部导体用导线的鞘为厚度为30μm的四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(PFA)。
试样2为将粘结有厚度为3μm的铝箔的镀铝部配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样,试样3为将蒸镀有厚度为0.13μm的铜的带材配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样。
试样4为将蒸镀有厚度为0.05μm的铜的带材配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样,试样5为将蒸镀有厚度为0.055μm的铝的带材配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样。试样6为将蒸镀有厚度为0.035μm的铝的带材配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样,试样7为将蒸镀有厚度为0.02μm的铝的带材配置于试样1的电介质层与外部导体用导线之间的试样。
表1中示出试样1至试样7的特性阻抗、电阻值及蒸镀的金属膜的厚度。
表1
试样1不具有电场屏蔽层,试样2的电场屏蔽层的电阻值为25Ω/m,试样3的电场屏蔽层的电阻值为250Ω/m。并且,试样2的电场屏蔽层的厚度为3μm,试样3的电场屏蔽层的厚度为0.13μm。
试样4的电场屏蔽层的电阻值为800Ω/m,试样5的电场屏蔽层的电阻值为3kΩ/m,试样6的电场屏蔽层的电阻值为6kΩ/m,试样7的电场屏蔽层的电阻值为12kΩ/m。并且,试样4的电场屏蔽层的厚度为0.05μm,试样5的电场屏蔽层的厚度为0.055μm,试样6的电场屏蔽层的厚度为0.035μm,试样7的电场屏蔽层的厚度为0.02μm。
试样1至试样7的反射损耗量利用矢量网络分析仪来进行了测定。
图4为示出试样1至试样7的传输信号频率与反射损耗量之间的关系的图。图4的横轴表示传输信号的频率,纵轴表示反射损耗量。在图4中,由箭头1示出的实线表示试样1,由箭头2示出的虚线表示试样2,由箭头3示出的单点划线表示试样3。并且,由箭头4示出的实线表示试样4,由箭头5示出的虚线表示试样5,由箭头6示出的单点划线表示试样6,由箭头7示出的双点划线表示试样7。
当传输信号的频率低于1.5GHz时,与不具有电场屏蔽层的试样1相比,具有电场屏蔽层的试样2至试样7的反射损耗量小。当传输信号的频率大于1.5GHz时,电场屏蔽层的电阻值分别为25Ω/m及250Ω/m的试样2及试样3的反射损耗量与不具有电场屏蔽层的试样1的反射损耗量大致相等。另一方面,有关电场屏蔽层的电阻值大于800Ω/m的试样4至试样7的反射损耗量,不管传输信号的频率为多少,均小于不具有电场屏蔽层的试样1的反射损耗量。
图5为示出试样1至试样7的传输信号频率和插入损耗之间的关系的图。图5的横轴表示传输信号的频率,纵轴表示插入损耗。图5中,由箭头1示出的实线表示试样1,由箭头2示出的虚线表示试样2,由箭头3示出的单点划线表示试样3。并且,由箭头4示出的实线表示试样4,由箭头5示出的虚线表示试样5,由箭头6示出的单点划线表示试样6,由箭头7示出的双点划线表示试样7。
当传输信号的频率低于1.5GHz时,电场屏蔽层的电阻值为800Ω/m的试样4的插入损耗比不具有电场屏蔽层的试样1的插入损耗还小。当传输信号的频率大于1.5GHz时,试样4的插入损耗与不具有电场屏蔽层的试样1的插入损耗大致相等。
有关电场屏蔽层的电阻值大于3kΩ/m的试样5至试样7的插入损耗,不管传输信号的频率为多少,均小于不具有电场屏蔽层的试样1的插入损耗。
图6为示出试样2至试样4的电场屏蔽层的电阻值与插入损耗的降低率之间的关系的图。图6的横轴表示电场屏蔽层的电阻值,纵轴表示各种试样相对于不具有电场屏蔽层的试样1的插入损耗的插入损耗的降低率。在图6中,由标记2示出的点表示试样2,由标记3示出的点表示试样3,由标记3示出的点表示试样4。图6的插入损耗的降低率基于为了生成图6的图表而使用的小于1.5GHz的频率范围内的多个频率的插入损耗的平均值来计算。例如,试样2的插入损耗的降低率表示试样2的多个频率的插入损耗的平均值与试样1的多个频率的插入损耗的平均值的比例。在图6中,双点划线为根据各个试样的插入损耗的降低率计算出的近似直线。
从图6可知,当电场屏蔽层的电阻值大于400Ω/m时,传输信号的插入损耗降低,例如,当电场屏蔽层的电阻值为500Ω/m时,插入损耗的降低率为大致2%。
实施例2
测定了电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比不同的同轴电缆的传输信号的反射损耗量。
试样8至试样10的同轴电缆分别除了外部导体用导线的口径之外,具有与不具有电场屏蔽层的试样1相同的结构。试样8的电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比为3:1,试样8的电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比为5:1,试样8的电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比为7:1。
图7为示出试样8至试样10的反射损耗量降低率的图。图7的横轴表示电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比,纵轴表示反射损耗量降低率。在图7中,由标记8示出的点表示试样8,由标记9示出的点表示试样9,由标记10表示的点表示试样10。
试样8至试样10的反射损耗量示出由在电介质层与外部导体用导线之间形成的空隙产生的反射波的影响。从图7中可推断,若电介质层的外径与外部导体用导线的口径之比为10:1左右,则由在电介质层与外部导体用导线之间形成的空隙产生的反射损耗量为可忽视的程度。
附图标记的说明
1、101、102:同轴电缆
11、111、121:内部导体
12、112、122:电介质层
13、113、123:多个外部导体用导线
14、114、124:鞘
15:带材
16:基带
17:电场屏蔽层

Claims (5)

1.一种同轴电缆,其特征在于,
包括:
内部导体;
电介质层,配置于上述内部导体的外周面;
带材,具有带状的基带及配置于上述基带的一侧表面的电场屏蔽层,上述带材以使上述基带与上述电介质层相接触的方式沿着上述电介质层的外周面卷绕;以及
多个外部导体用导线,以至少一部分与上述电场屏蔽层相接触的方式配置,
上述电场屏蔽层的电阻值为500Ω/m以上。
2.根据权利要求1所述的同轴电缆,其特征在于,上述电场屏蔽层的电阻值为12kΩ/m以下。
3.根据权利要求1或2所述的同轴电缆,其特征在于,上述电场屏蔽层的厚度为0.02μm以上且0.3μm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的同轴电缆,其特征在于,上述多个外部导体用导线被横向卷绕。
5.根据权利要求4所述的同轴电缆,其特征在于,上述多个外部导体用导线的横向卷绕方向与上述带材的卷绕方向相同。
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