CN108885925B

CN108885925B - 用于传输电信号的线缆

Info

Publication number: CN108885925B
Application number: CN201780017431.0A
Authority: CN
Inventors: G·阿姆布雷希特; T·施密特; S·昆茨
Original assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: WO2017157521A1; JP2019508858A; EP3430633A1; US10347397B2; CN108885925A; KR20180121535A; US20190080823A1; EP3430633B1; DE102016003134A1; TW201805959A

Abstract

本发明涉及用于传输电信号的线缆(10)，线缆(10)包括由电绝缘材料制成的外壳(12)以及至少N条线n，其中N≥2且所述N条线配置于外壳(12)内，各线m具有由导电材料制成的总共M条配线(16、18、20、22)，其中M≥1且满足n∈[1,N]、的线n的满足m∈[1,M]、的配线m(16、18、20、22)由电介质(24、26、28、30)围绕，所述电介质(24、26、28、30)具有相对介电常数ε_r(m,n)>1的预定值。对于至少两条不同的线n＝j和n＝(j+s)，适用如下情况：ε_r(m,j)＝ε_r(m,j+s)‑k(s)，其中m∈[1,M]，j∈[1,N‑1]，s∈[1,N‑j]，其中，k(s)∈R且k(s)∈[‑2.0,‑0,01]且k(s)∈[0.01,2.0]。

Description

用于传输电信号的线缆

技术领域

根据技术方案1的前序部分，本发明涉及用于传输电信号的线缆，所述线缆具有由电绝缘材料制成的外壳以及至少N条线n，其中N≥2且所述N条线配置于所述外壳内，满足n∈[1,N]的各线n具有由导电材料制成的总共M条配线，其中M≥1且满足n∈[1,N]、的线n的满足m∈[1,M]、的配线m由电介质围绕，所述电介质具有相对介电常数ε_r(m,n)>1的预定值，其中对于各条线n，除了制造过程导致的偏差之外，该线n的所述配线(16、18、20、22)的电介质(24、26、28、30)的相对介电常数值相同，使得ε_r(p,n)＝ε_r(p+q,n)，其中q∈[1,M-p]，p∈[1,M-1]，

背景技术

用于传输电信号的线缆包含由导体材料制成的配线，为了相互电绝缘的目的，该配线在各情况下均由电绝缘体围绕。电绝缘体具有电介质特性并且对用于电信号的线缆的传导特性或传播特性具有决定性影响，该电信号基本上是电磁波。电介质或电介质材料的重要特性为其介电常数ε。

介电常数(来自拉丁语permittere：允许、传输、承认)ε(也被称为“电介质导电率”或“电介质函数”)表征了材料对于电场的渗透性(permeability)。真空也被赋予介电常数，因为在真空中也能够形成电场或传播电磁场。

介质的相对介电常数(还被称为介电常数或电介质常数)是介质的介电常数ε与真空的介电常数(电场常数ε₀)的比：

它是介质的电介质极化的弱磁效应的量度，并且与电极化率χ_e＝ε_r-1密切相关。在英语文学和半导体技术中，相对介电常数还利用κ(kappa)表示或例如在低k电介质的情况下利用k表示。较早的术语“电介质常数”还通常用作相对介电常数的同义词。

对于用于输送电信号的线缆的电磁屏蔽，通常利用由导电材料制成的屏蔽壳体围绕线缆。这减少了线缆的电信号或电磁信号的无阻碍发射，该电信号或电磁信号经由线缆传输，同时减少了电磁信号从外部进入线缆的线。在经由线缆的不同线输送多个电信号的情况下，除了增加了线缆的直径和重量之外，还出现了如下问题：以不期望地方式从线缆的一条线进入线缆的不同的线的电信号串扰。为了防止这种情况，已知的是设置线缆的具有由导电材料制成的屏蔽壳体的独立的线。然而，这使得线缆既昂贵又在铺设时不灵活，因为线缆整体变得非常刚性，并且不会超过特定弯曲半径以便不损坏线的屏蔽壳体。

在不需要存在用于线缆中的各线的额外的屏蔽壳体的情况下，为了减小在线缆内从一条线进入不同的线的电信号的串扰，建议使用所谓的星绞线缆(加捻/星绞(TQ)；以下也简称为“星绞”)。星绞线缆如同STP线缆(屏蔽双绞线)和UTP线缆(非屏蔽双绞线)被归类为对称铜线缆中的一种。在星绞线缆中，包括均由导电材料制成的两条配线的两条线结合以形成线缆。各配线由电介质围绕并且四条配线以十字形的方式彼此加捻，其中，在星绞线缆的截面中观察，相对的配线分别形成配线对，使得星绞线缆包括两条配线对或两条线。彼此加捻的四条配线由共同保护鞘围绕，共同保护鞘能够包括编制屏蔽件或箔屏蔽件。该机械结构确定诸如近端串扰和远端串扰的技术传输参数。该线缆类型的首要特征在于小直径和由此产生的小弯曲半径。除了相对于彼此的导体或配线的配置的机械稳定性之外，与成对绞合相比，星绞绞合的另一优点在于较高的包装密度。

星绞线缆大致对应于UTP线缆和STP线缆，并且能够被相应地分类：非屏蔽星绞线缆被称为加捻绞合(UTD)。

在星绞线缆中，具有围绕其配置的由绝缘材料制成的鞘的配线形成导体，并且两条配线或导体分别形成线。两对导体或两条线彼此加捻然后形成以十字形的方式加捻的两条双配线(一条双配线对应于一条线)。在星绞线缆的截面中彼此相对配置的两个导体或配线形成一对，其中电信号在该对上传输。换言之，星绞的截面中的四个导体或配线配置于正方形的角处，其中一对导体或配线配置于对角地相对的角。导体对或配线对彼此垂直地配置的事实引起对于从一对到另一对的串扰的期望地抑制，或仅发生从一对到另一对的非常轻微的串扰。表述“导体对或配线对彼此垂直地配置”意味着，当在线缆的截面中观察时，延伸通过一对导体或配线的中心点的第一直线被定向为垂直延伸通过另一对导体或配线的中心点的第二直线。

公开US 2010/307790A1涉及具有至少一对芯导体的线缆，该芯导体分别包括导体和围绕所述导体的电介质。围绕的电介质由此形成为包括内电介质和外电介质的两个部件。公开US 2010/307790A1解决了两个导体的电介质应该为不同颜色的问题。根据US2010/307790A1，这是有问题的，因为将不同颜色的颜料引入相应的电介质导致电介质的介电常数不同。芯导体均具有相同的结构，并且仅在外电介质的色调方面不同。公开US 2010/307790A1明确教导了不同的芯导体的电介质的介电常数的差异被最小化。这由如下实现：使介电常数不期望地改变的颜色颜料仅被引入薄的外电介质，以便最小化介电常数的差异。可以接受一对芯导体的电介质的介电常数的差异最大到0.05，以便实现期望的颜色选择。

公开JP H11 25765 A解决了在为不同的配线对形成不同的捻距(lay length)的情况下不同的加捻配线对上的不同信号传输时间的问题。具有不同捻距的加捻配线对之间的传输时间的差异被减小，因为在具有多个加捻配线对的线缆中，选择具有最长捻距的配线对中的电介质的介电常数与具有最短捻距的配线对相比大0.1或更多。这旨在改善近端串扰(在线缆的信号馈入的端处的串扰)的衰减，因为可以保留不同的捻距。

发明内容

本发明是基于在两条线之间的串扰方面改善前述类型的线缆的问题。

根据本发明，通过具有技术方案1的特征的前述类型的线缆解决该问题。本发明的有利实施方式在进一步的技术方案中说明。

为此，在上述类型的线缆中，根据本发明，对于至少两条不同的线，适用如下情况：ε_r(m,j)＝ε_r(m,j+s)-k(s)，其中m∈[1,M]，j∈[1,N-1]，s∈[1,N-j]，其中，且k(s)∈[-2.0,-0.01]且k(s)∈[0.01,2.0]。换言之，一条线的配线的围绕相应配线的电介质的相对介电常数εr值与不同的线的配线相比相差|k(s)|，其中|k(s)|在0.01至2.0之间。这使得在利用不同的电介质围绕配线的这些线上的电信号的传播速度不同。对于不同的s值，k(s)的值例如是不同的(k(1)≠k(2)…≠k(N-j))；然而，可选地，对于一些或所有s的值，k(s)的值也可以是相同的(k(1)＝k(2)＝…＝k(N-j))。对于s的从1至(N-j)的范围中的几个部分量值，k(s)的值也能够是相同的，使得例如三个或更多个相同的k(s)的值存在于线缆内(如果N大于或等于4)，其中对于不同的部分量，k(s)的值不同。在线缆中，不同的线可以具有不同数量M的配线。在这种情况下，M是n的函数：M(n)，线缆(10)是M＝2且N＝2的星绞线缆，其中两条线的四条配线(16、18、20、22)以十字形的方式彼此加捻。

这具有令人惊讶的优点，相应的配线的电介质的介电常数值不同的两条线中的电信号的不同的传播速度使得从一条线进入另一条线的信号的串扰减小。

不同的线的配线的电介质的相对介电常数ε_r(m,n)的值相差为大约0.3的|k|值以如下方式实现：该方式的制造特别简单且经济，因为至少一条线的配线的电介质由聚丙烯(PP；ε_r≈2.1)材料制成，至少一条不同的线的配线的电介质由聚乙烯材料(PE；ε_r≈2.4)制成。

总的来说，利用k值特定调整线的配线的电介质的相对介电常数ε_r的不同值用于不同线的配线的电介质的相对介电常数ε_r值的偏差以如下简单的方式实现：至少一条线的配线的电介质由具有不同所述相对介电常数ε_r值的两个或更多个电介质材料的同心层叠结构建立。

高效地特别有利地调整线的配线的电介质的相对介电常数ε_r值由如下实现：在至少一条线的配线的情况下，该线的配线与面向该线的配线的所述外壳之间的空间由额外电介质材料填充，所述电介质材料具有与围绕该线的配线的所述电介质不同的所述相对介电常数ε_r值。由此，用于填充的电介质位于高场强度密度的区域中，因而特别有效。

改变独立的线的配线的相对介电常数ε_r而不需要改变独立的配线的机械结构的可选的可能性由如下实现：在所述外壳的面向线的配线的内侧设置有具有额外电介质的覆层，所述额外电介质具有与围绕该线的配线的所述电介质不同的所述相对介电常数ε_r值。

特别明显地影响独立的配线的相对介电常数ε_r由如下实现：所述额外电介质被构造为电介质材料的序列层，各所述电介质材料均具有不同的所述相对介电常数ε_r值。

电介质的高效由如下实现：至少一条配线的所述电介质配置于所述配线与所述外壳之间的空间中，使得在所述线缆的截面中观察时，该空间以抛物线的形式从相邻的所述配线界定。结果，电介质填充场线密度高的空间。

以下对于k(s)值的可能范围是优选的：k(s)∈[-u,-w]且k(s)∈[w,u]，其中w＝0.01,0.03,0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0,1.2,1.4或1.6，且u＝0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0,1.2,1.4,1.6或1.8，且|w|<|u|。例如，0.01<k(s)<1.0；0.03<k(s)<0.3或0.1<k(s)<0.2。

附加的电磁屏蔽由如下实现：另外，设置有由导电材料制成的屏蔽壳体，所述线配置在所述屏蔽壳体内。例如，所述屏蔽壳体径向地配置于所述外壳外侧或径向地配置于所述外壳内，或者所述屏蔽壳体集成到所述外壳中。

附图说明

以下将参照附图更详细地说明本发明，其中：

图1以立体截面图示出了根据本发明的线缆的第一优选实施方式；

图2示出了根据本发明的作为四端口的线缆；

图3示出了基于线缆模型算术确定电信号的从一条线到另一条线的串扰的图表，其中k(s)值不同；

图4以截面图示出了根据本发明的线缆的第二优选实施方式；

图5以截面图示出了根据本发明的线缆的第三优选实施方式；

图6以截面图示出了根据本发明的线缆的第四优选实施方式；

图7以截面图示出了根据本发明的线缆的第五优选实施方式；

图8以截面图示出了根据本发明的线缆的第六优选实施方式；

具体实施方式

为了在多导体线缆或具有多条配线的线缆中进行信号传输的目的，为了实现快速数据传输，优选地使用利用差分线对或差分导体对的信号传输。用于这种应用的典型的线缆为星绞线缆。

一般地，用于电信号传输的线缆具有由电绝缘材料制成的管状外壳。还例如设置有由导电材料制成的屏蔽壳体，其中屏蔽壳体由外壳同轴地围绕。可选地，将屏蔽壳体集成到外壳中。N条线(N≥2且)径向地配置于屏蔽壳体内，其中各线n(n∈[1,N])均包括由导电材料制成的总共M条配线(M≥1且)。线n(n∈[1,N]，)的配线m(m∈[1,M]，)由具有预定值的相对介电常数ε_r(m,n)>1的电介质围绕。由此，优选的是，不同配线的电介质由不同颜色制成，使得可以在线缆的各端处清楚地识别配线。由此，线n的M条配线在各情况下均由电介质围绕，其中线n的M条配线的所有电介质均应具有大致相同值的相对介电常数ε_r(m,n)(其中m＝1,...M)。然而，由于制造过程产生的偏差并由于着色，对于线的M条配线的电介质的相对介电常数ε_r(m,n)的值，得到稍微不同的值。这些偏差通常在5/1000的范围内，虽然实际上是不期望的，但是不可避免。

换言之，对于各线n，除了由于制造过程产生的偏差外，该线n的M条配线的电介质的相对介电常数ε_r的值是相同的，使得ε_r(p,n)＝ε_r(p+q,n)，其中p∈[1,M-1]，且q∈[1,M-p]，换言之，运行指数p从1运行到(M-1)并且为大于零的整数，运行指数q从1运行到(M-p)并且为大于零的整数。这意味着在各情况下，对于n＝1至N的各线n：

n＝1:ε_r(1,1)＝ε_r(2,1)＝...＝ε_r(M-1,1)＝ε_r(M,1)

n＝2:ε_r(1,2)＝ε_r(2,2)＝...＝ε_r(M-1,2)＝ε_r(M,2)

n＝N-1:ε_r(1,N-1)＝ε_r(2,N-1)＝...＝ε_r(M-1,N-1)＝ε_r(M,N-1)

n＝N:ε_r(1,N)＝ε_r(2,N)＝...＝ε_r(M-1,N)＝ε_r(M,N)。

根据本发明，线j的总共M条配线的电介质的相对介电常数ε_r的值与至少一条不同线(j+s)(例如线(j+1))的M条配线的电介质的相对介电常数ε_r的值相差值k(s)。由此，对于至少两条不同的线，适用如下情况：ε_r(m,j)＝ε_r(m,j+s)-k(s)，其中m∈[1,M]，j∈[1,N-1]，s∈[1,N-j]，其中且k(s)∈[-2.0,-0.01]且k(s)∈[0.01,2.0]，或者配线的指数m从1运行到M并且为大于零的整数，线j的指数j从1运行到(N-1)并且为大于零的整数，线(j+s)的指数s从1运行到(N-j)并且为大于零的整数。写出来，这意味着，例如对于M条配线(m＝1至M)的线1和2(j＝1；s＝1)：

m＝1:ε_r(1,1)＝ε_r(1,2)-k(1)

m＝2:ε_r(2,1)＝ε_r(2,2)-k(1)

m＝M-1:ε_r(M-1,1)＝ε_r(M-1,2)-k(1)

m＝M:ε_r(M,1)＝ε_r(M,2)-k(1)。

由此，值k(1)是如下数：|k(1)|大于应当大致相同的相对介电常数ε_r的值之间的前述不期望的偏差、例如5/1000。同时，对于两条不同线(s值不同)的k(s)值能够不同或相同。|k(s)|的优选值为例如0.01、0.03、0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0。

图1示出了根据本发明的线缆10的示例性实施方式，其中线缆10为N＝2且M＝2的星绞配置的形式，其中两条线的四条配线以十字形的方式彼此加捻。线缆10具有由电绝缘材料制成的外壳12、由导电材料制成的屏蔽壳体14、以及第一线的由导电材料制成的第一配线16(m＝1、n＝1)、第一线的由导电材料制成的第二配线18(m＝2、n＝1)、第二线的由导电材料制成的第一配线20(m＝1、n＝2)、第二线的由导电材料制成的第二配线22(m＝2、n＝2)。第一线(n＝1)的第一配线16(m＝1)由具有相对介电常数ε_r(1,1)的第一电介质24围绕，其中在这里和下面的术语“ε_r”之后的括号中的数字表示指数，在该情况下为指数m和n。第一线(n＝1)的第二配线18(m＝2)由具有相对介电常数ε_r(2,1)的第二电介质26包裹。第二线(n＝2)的第一配线20(m＝1)由具有相对介电常数ε_r(1,2)的第三电介质28包裹。第二线(n＝2)的第二配线22(m＝2)由具有相对介电常数ε_r(2,2)的第四电介质30包裹。

配线16、18还形成第一对线或第一线，配线20、22形成第二对线或第二线。

在线缆的截面中观察，第一直线32延伸通过第一线的配线16和18的中心点，第二直线34延伸通过第二线的配线20、22的中心点。两条直线32、34在平行于图1中的图示平面或图平面的截面平面中的各点处彼此垂直地延伸。

各配线16、18、20、22形成具有关联的电介质24、26、28、30的导体。导体16/24、18/26、20/28、22/30以十字形的方式在轴向上彼此加捻或绞合，从而形成已知的星绞配置。导体16/24、18/26、20/28、22/30绕着中央芯36彼此加捻。

为了星绞线缆(M＝2、N＝2)的该示例，配线16、18、20、22的电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)的以上方程式(其中m＝1,2且n＝1,2且j＝1且s＝1)如下：

n＝1:ε_r(1,1)＝ε_r(2,1)

n＝2:ε_r(1,2)＝ε_r(2,2)

以及

m＝1:ε_r(1,1)＝ε_r(1,2)-k(1)

m＝2:ε_r(2,1)＝ε_r(2,2)-k(1)。

图2示出了作为具有第一端38和第二端40的4端口线缆的星绞线缆。具有配线16、18的第一线和电介质24、26(图1)在第一端38处形成第一差分端口42并且在第二端处形成第三差分端口46。具有配线20、22的第二线和电介质28、30(图1)在第一端38处形成第二差分端口44并且在第二端处形成第四差分端口48。

如果现在在具有配线16、18的第一线的第一端口42处的第一端38处馈入波，则能够在第二端口44、第三端口46和第四端口48处测量到该波的一部分。在第三端口46处能够测量到的波分量是传输。在第二端口44处能够测量到的波分量是被称为近端38处的“串扰”的“NEXT”(近端串扰)、即这是被反射回第一端38的从具有配线16、18的第一线到具有配线20、22的第二线的串扰。在第四端口处能够测量到的波分量是被称为远端40处的“串扰”的“FEXT”(远端串扰)、即这是传输到第二端40的从具有配线16、18的第一线到具有配线20、22的第二线的串扰。该“FEXT”是需要被防止的不期望的效果。因此，该波分量“FEXT”的减小改善了在第二端40处的线缆10的传输特性。

为了测试相对介电常数ε_r(m,n)的不同是否引起FEXT的改善，使用线缆模型计算如上所述的根据本发明设计的星绞线缆的该FEXT。结果示出在图3中。在图3中，50表示竖直轴线，以[dB]将FEXT输入该竖直轴线。52表示水平轴线，以[MHz]将第一端口42(图2)的输入信号的频率f输入该水平轴线。

第一图线54示出了如实际测量的在传统星绞线缆中FEXT关于频率的曲线。

第二图线56示出了如从k(1)＝0的线缆模型计算的、在传统星绞线缆中FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝2.235

ε_r(2,2)＝2.240。

对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)，假设存在由于制造中的不精确性引起的值的分散以及由于电介质的着色导致的5/1000的偏差的影响。接近第一图线54的第二图线56的曲线确认了线缆模型是可用的。

第三图线58示出了如从k(1)＝0.1的线缆模型计算的、在根据本发明的星绞线缆中的FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝2.135

ε_r(2,2)＝2.140。

第四图线60示出了如从k(1)＝0.3的线缆模型计算的、在根据本发明的星绞线缆中的FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝1.935

ε_r(2,2)＝1.940。

第五图线62示出了如从k(1)＝0.5的线缆模型计算的、在根据本发明的星绞线缆中的FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝1.735

ε_r(2,2)＝1.740。

第六图线64示出了如从k(1)＝0.7的线缆模型计算的、在根据本发明的星绞线缆中的FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝1.535

ε_r(2,2)＝1.540。

第七图线66示出了如从k(1)＝0.9的线缆模型计算的、在根据本发明的星绞线缆中的FEXT关于频率的曲线。在借助于线缆模型的计算中，对于电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)假设以下值：

ε_r(1,1)＝2.235

ε_r(2,1)＝2.240

ε_r(1,2)＝1.335

ε_r(2,2)＝1.340。

两条线之间的相对介电常数ε_r(m,n)的标称值相差越大，另一条线中的串扰(FEXT)越低。因此，能够通过电介质24、26、28、30的相对介电常数ε_r(m,n)中的差值k(s)以令人惊讶的方式改善线缆10的传输特性，而不需要为各对线16、18和20、22设置额外的屏蔽壳体。

图4示出了根据本发明的线缆10的第二优选实施方式，其中具有与图1相同功能的部件用与图1相同的附图标记表示，使得关于它们的说明参照关于图1的以上说明。在图4中，电介质24、26、28、30的不同的阴影线或填充示出了不同的相对介电常数ε_r(m,n)值。外壳未在图4中示出。因此，能够观察到的是，电介质24、26、28、30基本由相同的相对介电常数ε_r(m,n)值制成；然而，电介质24、26被利用不同相对介电常数ε_r的两种材料构造为两个部件。具有与电介质28和30相同相对介电常数ε_r的第一材料包住配线16和18；然而，另外具有不同相对介电常数ε_r值的第二材料70径向地配置于配线16、18与第一材料之间，使得电介质24、26有效地具有与电介质28、30不同的相对介电常数ε_r值。第一电介质材料和第二电介质材料彼此同心并且与相应的配线16、18同心地配置。

图5示出了根据本发明的线缆10的第三优选实施方式，其中具有与图1和图4相同功能的部件用与图1和图4相同的附图标记表示，使得关于它们的说明参照关于图1和图4的以上说明。在图5中，不同的阴影线或填充示出了不同的相对介电常数ε_r值。外壳未在图5中示出。在该实施方式中，配线16、18、20、22被相同的电介质围绕，使得配线16、18、20、22的相对介电常数ε_r大致相同。然而，另外，线16/24、18/26、20/28、22/30与屏蔽壳体14之间的相应空间填充有另一第一电介质72和另一第二电介质74，其中另一第一电介质72和另一第二电介质74均具有与电介质24、26、28、30不同并且彼此不同的相对介电常数ε_r值。以这种方式，具有配线16、18的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值不同于具有配线20、22的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值。利用另一第一电介质72和另一第二电介质74的填充为如下：使得在截面中观察，以抛物线的形式对通过相邻的线16/24、18/26、20/28和22/30界定的区域进行填充。以这种方式，使另一电介质72和74精确地位于具有增加的场线密度(fieldline density)的区域中因而具有好的效果。

图6示出了根据本发明的线缆10的第四优选实施方式，其中具有与图1、图4和图5相同功能的部件用与图1、图4和图5相同的附图标记表示，使得关于它们的说明参照关于图1、图4和图5的以上说明。在图6中，不同的阴影线或填充示出了不同的相对介电常数ε_r值。外壳未在图6中示出。在该实施方式中，配线16、18、20、22被相同的电介质24、26、28、30围绕，使得配线16、18、20、22的相对介电常数ε_r大致相同。屏蔽壳体14的内侧配置有额外电介质72和74，使得在各情况下电介质72、74均位于配线16、18、20、22的电介质24、26、28、30与屏蔽壳体14之间。以这种方式，具有配线16、18的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值不同于具有配线20、22的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值。

图7示出了根据本发明的线缆10的第五优选实施方式，其中具有与图1、图4、图5和图6相同功能的部件用与图1、图4、图5和图6相同的附图标记表示，使得关于它们的说明参照关于图1、图4、图5和图6的以上说明。在图7中，不同的阴影线或填充示出了不同的相对介电常数ε_r值。外壳未在图7中示出。在该实施方式中，配线16、18、20、22被相同的电介质24、26、28、30围绕，使得配线16、18、20、22的相对介电常数ε_r大致相同。屏蔽壳体14的内侧配置有额外电介质72和74，使得在各情况下电介质72、74均位于配线16、18、20、22的电介质24、26、28、30与屏蔽壳体14之间。与图6所示的第四实施方式不同，额外电介质72和74与另一电介质70一起以层的方式建立。以这种方式，具有配线16、18的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值不同于具有配线20、22的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值。

图8示出了根据本发明的线缆10的第六优选实施方式，其中具有与图1、图4、图5、图6和图7相同功能的部件用与图1、图4、图5、图6和图7相同的附图标记表示，使得关于它们的说明参照关于图1、图4、图5、图6和图7的以上说明。在图8中，不同的阴影线或填充示出了不同的相对介电常数ε_r值。外壳未在图8中示出。在该实施方式中，配线16、18、20、22由另一电介质72至74独占地(exclusively)围绕，并且电介质72、74在各情况下类似于根据图4的第二实施方式从配线16、18、20、22延伸直到屏蔽壳体14，由此在各情况下在截面中以抛物线的形式对界定的空间进行填充。以这种方式，具有配线16、18的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值不同于具有配线20、22的线的相对介电常数ε_r(m,n)的有效值，并且电介质72、74精确地填充存在最高场线密度的屏蔽壳体14内的空间。

本发明涵盖如下特征的所有组合：说明书中公开的在各情况下的特征、权利要求中要求的在各情况下的特征、以及附图的图中示出的在各情况下的特征，只要这些特征在技术上是有意义的即可。

Claims

1.一种用于传输电信号的线缆(10)，所述线缆(10)具有由电绝缘材料制成的外壳(12)以及至少N条线n，其中N≥2且所述N条线配置于所述外壳(12)内，满足n∈[1,N]的各线n具有由导电材料制成的总共M条配线(16、18、20、22)，其中M≥1且满足n∈[1,N]、的线n的满足m∈[1,M]、的配线m(16、18、20、22)由电介质(24、26、28、30)围绕，所述电介质(24、26、28、30)具有相对介电常数ε_r(m,n)>1的预定值，其中对于各条线n，除了制造过程导致的偏差之外，该线n的所述配线(16、18、20、22)的电介质(24、26、28、30)的相对介电常数值相同，使得ε_r(p,n)＝ε_r(p+q,n)，其中q∈[1,M-p]，p∈[1,M-1]，

其特征在于，

对于至少两条不同的线n＝j和n＝(j+s)，适用如下情况：

ε_r(m,j)＝ε_r(m,j+s)-k(s)，其中m∈[1,M]，j∈[1,N-1]，s∈[1,N-j]，其中，且k(s)∈[-2.0,-0.01]且k(s)∈[0.01,2.0]，所述线缆(10)是M＝2且N＝2的星绞线缆，其中两条线的四条配线(16、18、20、22)以十字形的方式彼此加捻。

2.根据权利要求1所述的线缆(10)，其特征在于，至少一条线的配线(16、18、20、22)的电介质(24、26、28、30)由聚丙烯材料、即PP制成，至少一条不同的线的配线(16、18、20、22)的电介质(24、26、28、30)由聚乙烯材料、即PE制成。

3.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，至少一条线的配线(16、18、20、22)的电介质(24、26、28、30)由具有不同所述相对介电常数ε_r值的两个或更多个电介质材料(70)的同心层叠结构建立。

4.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，在至少一条线的配线(16、18、20、22)的情况下，该线的配线(16、18、20、22)与面向该线的配线(16、18、20、22)的所述外壳(12)之间的空间由电介质材料(72、74)填充，所述电介质材料(72、74)具有与围绕该线的配线(16、18、20、22)的所述电介质(24、26、28、30)不同的所述相对介电常数ε_r值。

5.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，在所述外壳(12)的面向线的配线(16、18、20、22)的内侧设置有具有额外电介质(70、72、74)的覆层，所述额外电介质(70、72、74)具有与围绕该线的配线(16、18、20、22)的所述电介质(24、26、28、30)不同的所述相对介电常数ε_r值。

6.根据权利要求5所述的线缆(10)，其特征在于，所述额外电介质被构造为电介质材料(70、72、74)的序列层，各所述电介质材料均具有不同的所述相对介电常数ε_r值。

7.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，至少一条配线(16、18、20、22)的所述电介质(24、26、28、30)配置于所述配线(16、18、20、22)与所述外壳(12)之间的空间中，使得在所述线缆(10)的截面中观察时，该空间以抛物线的形式从相邻的所述配线(16、18、20、22)界定。

8.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，k(s)∈[-u,-w]且k(s)∈[w,u]，其中w＝0.01,0.03,0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0,1.2,1.4或1.6，且u＝0.03,0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0,1.2,1.4,1.6或1.8，且|w|<|u|。

9.根据权利要求1或2所述的线缆(10)，其特征在于，另外，设置有由导电材料制成的屏蔽壳体(14)，所述线配置在所述屏蔽壳体(14)内。

10.根据权利要求9所述的线缆(10)，其特征在于，所述屏蔽壳体(14)径向地配置于所述外壳(12)外侧或径向地配置于所述外壳(12)内。

11.根据权利要求9所述的线缆(10)，其特征在于，所述屏蔽壳体(14)集成到所述外壳(12)中。