CN110998975B - 漏泄同轴电缆 - Google Patents

Abstract

本发明的漏泄同轴电缆具备：内部导体，其在一个方向上延伸；绝缘体，其覆盖内部导体；外部导体，其以纵向添加形成有槽的金属带的方式设置于绝缘体；非金属线，其设置于外部导体的外表面；非金属线，其包括合成树脂；以及护套，其覆盖外部导体和非金属线。

Description

漏泄同轴电缆

技术领域

本发明涉及漏泄同轴电缆。

本申请主张于2017年9月14日在日本申请的日本专利2017-176842号优先权，在这里引用其内容。

背景技术

漏泄同轴电缆例如具备内部导体、覆盖内部导体的绝缘体、设置于绝缘体外表面侧的外部导体以及设置于外部导体的外周面的护套，并具有在外部导体形成有多个槽作为辐射部的构造。

供给至内部导体的电磁波信号被外部导体屏蔽，但电磁波信号通过作为辐射部的槽向外部漏泄。即，可以说漏泄同轴电缆是电缆型天线、且是特殊的细长的信号收发天线。例如可以使用金属带等(参照专利文献1)作为外部导体。通过在绝缘体的四周纵向添加金属带而形成外部导体。

专利文献1：日本国特许第5190147号公报

在制作漏泄同轴电缆时，若以金属带与绝缘体之间产生有缝隙的状态横向卷绕金属带，则在形成护套的挤压工序中，由于树脂的挤压压力而在金属带产生皱褶。因此，作为漏泄同轴电缆的特性可能在长度方向上出现偏差。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种能够防止特性的偏差的漏泄同轴电缆。

本发明的第一形态为漏泄同轴电缆，具备：内部导体，其在一个方向上延伸；绝缘体，其覆盖上述内部导体；外部导体，其以纵向添加形成有槽的金属带的方式设置于上述绝缘体；非金属线，其设置于上述外部导体的外表面，包括合成树脂；以及护套，其覆盖上述外部导体和上述非金属线。

本发明的第二形态优选为，在上述第一形态所述的漏泄同轴电缆的基础上，在上述外部导体的外表面还具备导体线。

本发明的第三形态优选为，在上述第二形态所述的漏泄同轴电缆的基础上，上述非金属线和上述导体线中至少一者为编织或者横向缠绕。

本发明的第四形态优选为，在上述第一～第三形态中任一形态所述的漏泄同轴电缆的基础上，上述槽为矩形状，且沿着上述漏泄同轴电缆的长度方向的第二边比沿着上述漏泄同轴电缆的宽度方向的第一边长，在俯视上述漏泄同轴电缆的情况下，上述槽的第一边的长度为占上述外部导体的外径的60～90％。

本发明的第五形态优选为，在上述第二形态所述的漏泄同轴电缆的基础上，上述导体线的至少一部分形成与上述非金属线的复合线。

根据上述本发明的形态，能够通过非金属线的使用，来抑制在绝缘体与金属带之间产生缝隙。因此，使长度方向上的构造的偏差缩小，阻抗等电气特性稳定化。另外，由于使用非金属线，所以不会阻碍辐射部处的电磁波的辐射。

附图说明

图1的(A)是第一实施方式的漏泄同轴电缆的剖视图，(B)是(A)的漏泄同轴电缆的俯视图。

图2的(A)是比较方式的漏泄同轴电缆的剖视图，(B)是(A)的漏泄同轴电缆的俯视图。

图3是表示第一实施方式和比较方式的漏泄同轴电缆中的频率与VSWR间关系的一个例子的图。

图4的(A)是第二实施方式的漏泄同轴电缆的剖视图，(B)是(A)的漏泄同轴电缆的俯视图。

图5是表示第二实施方式和比较方式的漏泄同轴电缆中的频率与VSWR间关系的图。

图6是表示导体线的密度与耦合损耗间关系的图。

图7是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆的第一变形例的剖视图。

图8是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆的第二变形例的剖视图。

图9是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆的第一变形例的构造的立体图。

图10是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆的第三变形例的构造的立体图。

图11是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆的第二变形例的构造的立体图。

图12是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆的第三变形例的构造的立体图。

图13是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆的第四变形例的构造的立体图。

图14是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆的第五变形例的构造的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图并且对实施方式的漏泄同轴电缆进行说明。

第一实施方式

图1的(A)是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的剖视图。图1的(A)示出有与内部导体1的中心轴线C的方向(轴向)垂直的截面。图1的(B)是漏泄同轴电缆10的俯视图。

如图1的(A)和图1的(B)所示，漏泄同轴电缆10从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、导体线5以及护套6。

内部导体1例如为铜等金属等的导体、且为在一个方向上延伸的线条体。内部导体1也可以是绞合多个导体而成的绞线。

绝缘体2以覆盖内部导体1的外周面的方式设置。对于绝缘体2而言，可使用聚乙烯泡沫等绝缘性的树脂。

外部导体3为金属(铜等)等导体的带(例如金属带)。外部导体3例如也可以为铜箔等金属箔。外部导体3的厚度例如为0.01～0.2μm。3a为外部导体3的外周面(外表面)。

外部导体3也可以是带状的绝缘性基材(省略图示)和贴合层(省略图示)层叠起来的结构。

对于绝缘性基材而言，能够使用：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂；和聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃树脂等。绝缘性基材形成于外部导体3的内圆周面侧。贴合层为乙烯系离聚物树脂(例如Surlyn(注册商标))等。贴合层形成于绝缘性基材的内圆周面侧。贴合层使外部导体3和绝缘性基材接合于绝缘体2。也可以在绝缘性基材和贴合层上没有形成槽。

在外部导体3上形成有作为开口部的多个槽7(辐射部)。在长度方向隔着间隔地形成槽7。槽7优选为以恒定的间距在长度方向上被排列配置。根据所供给的高频信号的频率来决定槽7的间距。槽7例如能够通过对作为外部导体3的金属带进行开孔加工而形成。槽7也能够通过使用了光刻技术的图案蚀刻来形成。对于外部导体3而言，以金属带的长度方向与绝缘体2的长度方向一致地方式添加(即，纵向添加)并被卷绕于绝缘体2。

在图1的(B)示出的漏泄同轴电缆10中，在外部导体3上形成有长度方向(长边方向)沿着漏泄同轴电缆10的长度方向的矩形状的槽7。该槽7形成有漏泄同轴电缆10长度方向上的一个边L(长边L)比漏泄同轴电缆10宽度方向上的一个边W(短边W)长的开口部。例如，如图1的(B)那样，在俯视漏泄同轴电缆10的情况下，槽7的短边W的长度占外部导体3的外径60～90％左右。另外，槽7的长边L的长度是短边W的2～10倍左右。

对于槽的形状和尺寸而言，例如在2.4GHz用的漏泄同轴电缆(外部导体的直径为1.5mm)的情况下，能够使用以下的槽。

槽形状：矩形状。

槽宽度：2～4mm(根据电缆的直径、外部导体带的宽度变化)。

槽的长度：40～50mm(槽间距的45～55％)。

槽间距：91mm(根据使用频率变化。对于间距的决定方法而言，例如参照日本国特开2013-229772号)。

如图1的(B)所示，在形成有沿着漏泄同轴电缆10长度方向、矩形且开口尺寸大小的槽7的情况下，槽7附近的外部导体3容易呈相对于绝缘体2漂浮的状态。因此，在本实施方式的漏泄同轴电缆10中，将后述非金属线4设置于外部导体3的外周面3a来抑制外部导体3的漂浮。

内部导体1传播从外部的信号源等供给的高频信号。在没有槽7的部位，高频信号被外部导体3屏蔽，因此电磁波没有辐射到漏泄同轴电缆10的外部。在有槽7的部位，电磁波通过槽7辐射到漏泄同轴电缆10的外部。

非金属线4为非金属材料的线。作为非金属材料例如存在：尼龙线(聚酰胺树脂)、涤纶线(聚酯树脂)等合成树脂；棉花、丝、麻、毛等天然材料；以及玻璃纤维等。这里例示的非金属材料为不导电性材料。非金属线4为不导电性材料的不导电性线。例如能够使用10～1000但尼尔的纤维作为非金属线4。非金属线4可以由单线构成，也可以是捆扎多根单线的绞线或非绞线。

在使用尼龙线作为非金属线4的情况下，优选例如具有以下特性。

尺寸(粗细)：420±20d(但尼尔)。

抗拉强度：2.2kgf以上。

拉长度：15％以上。

如后述那样，一边对尼龙线施加300～400kgf的张力，一边进行在外部导体(例如，金属带)的四周设置尼龙线编织的工序。因此，针对该张力，上述尼龙线具有充分的抗性(抗拉强度)。

另外，对于非金属线4而言，也需要充分的伸长度。在伸长度较大的情况下，线具有弹力，且在外部导体的四周进行编织时按压外部导体的按压力不过强，因此在外部导体上不易形成皱褶。即，能够抑制外部导体的槽形状变形，因此漏泄同轴电缆的特性稳定。在使用尼龙线的情况下，优选尼龙线的伸长度在15％以上。

非金属线4被编织或横向缠绕于外部导体3的外周面3a，由此将外部导体3按压于绝缘体2。因此，能够抑制外部导体3的漂浮(绝缘体2与外部导体3之间的缝隙)，提高外部导体3相对于绝缘体2的贴合性。非金属线4的局部位于与槽7重叠的位置。

导体线5是作为金属等导体的线。构成导体线5的金属例如为铜、铜合金、钢等。导体线5例如为镀锡软铜线。导体线5的外径例如为0.05～0.5mm。导体线5也可以由碳素线材料构成。另外，导体线5可以由单线构成，也可以是捆扎多根单线的绞线或非绞线。

导体线5被编织或横向缠绕于外部导体3的外周面3a，由此将外部导体3按压于绝缘体2。因此，能够抑制外部导体3的漂浮，提高外部导体3相对于绝缘体2的贴合性。

护套6具有聚氯乙烯、阻燃聚乙烯等树脂，并设置为覆盖外部导体3、非金属线4以及导体线5。能够通过挤压成型来形成护套6。

漏泄同轴电缆10能够以接下来的方式制造。

准备内置有内部导体1的绝缘体2。对绝缘体2纵向添加带状的外部导体3，从而封闭绝缘体2。接着，使用编织机等，将非金属线4和导体线5通过编织或横向缠绕而设置于外部导体3的外周面3a。这里，对非金属线4和导体线5施加300～400kgf的张力。因此，需要非金属线4具有抗得住上述张力的充分的张力抗性(例如，抗拉强度为2.2kgf以上)。

接着，通过按压成型等在外部导体3的圆周外侧形成护套6。由此，得到图1等所示的漏泄同轴电缆10。

在漏泄同轴电缆10中，能够通过非金属线4的使用，来抑制外部导体3漂浮，提高外部导体3相对于绝缘体2的贴合性。因此，长度方向上的构造的偏差缩小，如后述那样，阻抗等电气特性稳定化。另外，在漏泄同轴电缆10中，由于使用非金属线4，所以不会阻碍槽7中的电磁波的辐射。

比较例

图2的(A)和图2的(B)表示比较方式的漏泄同轴电缆的例子。图2的(A)是比较方式的漏泄同轴电缆110的剖视图。图2的(B)是漏泄同轴电缆110的俯视图。此外，对与第一实施方式的漏泄同轴电缆10相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略其说明。

漏泄同轴电缆110具有内部导体1、绝缘体2、外部导体3、导体线5以及护套6。在漏泄同轴电缆110中，与第一实施方式的漏泄同轴电缆10不同，没有使用非金属线。

导体线5被编织或横向缠绕于外部导体3的外周面3a，由此将外部导体3按压于绝缘体2。

图3是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10和比较方式的漏泄同轴电缆110中的频率与VSWR间关系的一个例子的图。

在该图所示的例子中，第一实施方式的漏泄同轴电缆10(参照图1的(A)和图1的(B))具备内部导体1(外径0.6mm)、聚乙烯泡沫制的绝缘体2(外径1.6mm)、外部导体3(厚度0.01mm)、尼龙的非金属线4(420±20但尼尔)、镀锡软铜线的导体线5(外径0.12mm)以及护套6。

通过编织(锭数12、编织间距17mm)将非金属线4设置于外部导体3的外周面3a。

通过编织(锭数4、编织间距17mm)将导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

比较方式的漏泄同轴电缆110(参照图2的(A)和图2的(B))具备内部导体1(外径0.6mm)、聚乙烯泡沫制的绝缘体2(外径1.6mm)、外部导体3(厚度0.01mm)、镀锡软铜线的导体线5(外径0.12mm)以及护套6。通过编织(锭数4、编织间距17mm)将导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

若使用反射系数ρ，则通过以下的式子表示VSWR。

式子1

通常，电缆的特性阻抗被设计为匹配特定的值，因此在理想的状态下ρ为0，VSWR为1。但是，由于实际上存在电缆长度方向上的构造的偏差，产生阻抗的不匹配，所以产生反射波。因此，ρ大于0，VSWR大于1。因此，VSWR越大，则电缆长度方向上的构造的偏差越大。

如图3所示，第一实施方式的漏泄同轴电缆10的VSWR小于比较方式的漏泄同轴电缆110的VSWR。由此可知，通过非金属线4的使用，使漏泄同轴电缆10的长度方向上的构造的偏差缩小，阻抗等的电气特性稳定化。

第二实施方式

接下来，对第二实施方式的漏泄同轴电缆20进行说明。此外，对与第一实施方式相同的构成要素，省略其说明。

图4的(A)是第二实施方式的漏泄同轴电缆20的剖视图。图4的(B)是漏泄同轴电缆20的俯视图。

如图4的(A)和图4的(B)所示，漏泄同轴电缆20从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1、绝缘体2、外部导体3、非金属线24以及护套6。

对于漏泄同轴电缆20而言，在不使用导体线这点上，与第一实施方式的漏泄同轴电缆10(参照图1的(A)和图1的(B))不同。

与第一实施方式中的非金属线4相同地，非金属线24为合成树脂、天然材料以及玻璃等非金属材料的不导电性线。非金属线24被编织或横向缠绕于外部导体3的外周面3a，由此对绝缘体2按压外部导体3。

在漏泄同轴电缆20中，能够通过非金属线24的使用，抑制外部导体3的漂浮，提高外部导体3相对于绝缘体2的贴合性。因此，使长度方向上的构造的偏差缩小，如后述那样，阻抗等电气特性稳定化。另外，在漏泄同轴电缆20中，由于使用非金属线24，所以不会阻碍槽7中的电磁波的辐射。

图5是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆20和比较方式的漏泄同轴电缆110(参照图2的(A)和图2的(B))中的频率与VSWR间关系的一个例子的图。

在该图所示的例子中，第二实施方式的漏泄同轴电缆20(参照图4的(A)和图4的(B))具备内部导体1(外径0.6mm)、聚乙烯泡沫制的绝缘体2(外径1.6mm)、外部导体3(厚度0.06mm)、尼龙的非金属线24(420±20但尼尔)以及护套6。通过编织(锭数为16、编织间距17mm)将非金属线24设置于外部导体3的外周面3a。

如图5所示，第二实施方式的漏泄同轴电缆20的VSWR小于比较方式的漏泄同轴电缆110(参照图2的(A)和图2的(B))的VSWR。由此可知，通过非金属线24的使用，使漏泄同轴电缆20长度方向上的构造的偏差缩小，阻抗等电气特性稳定化。

接下来，在漏泄同轴电缆10、20的基础上，对调整漏泄的电波辐射量的方法进行叙述。作为调整从槽7泄漏的电波量的手段，可以考虑以下两个手段：(i)调整槽7的形状；(ii)调整导体线5的密度(单位电缆长度上的根数)。

在(i)的情况下，需要制作用于在作为外部导体3的金属带形成槽7的器具(例如，若为开孔加工，则为用于开孔的工具，若为光阻方式，则为用于曝光的掩模图案)。在(i)中，在设计变更的情况下，由于增加成本、且生产周期延长，所以存在无法快速应对订货的缺点。

在(ii)的情况下，仅变更导体线5的种类、密度(单位电缆长度的根数)等就可以调整漏泄电波量，因此能够抑制成本，而且对生产周期的影响较小。因此作为电波辐射量的调整方法(ii)的方法是有用的。

图6是表示2.4GHz下的导体线的密度与耦合损耗间关系的图。

在图6中，导体线的密度0％是指如图4的(A)和图4的(B)所示的漏泄同轴电缆20那样，全部由非金属线构成锭数为16的编织的情况。即，构成为全部由非金属线覆盖不是用导体线形成的编织的区域。导体线的密度40％是指由导体线(镀锡软铜线)构成16锭数中的40％、由非金属线构成剩余的60％的情况(参照图1的(A)和图1的(B)所示的漏泄同轴电缆10)。

如图6所示，若导体线的比率大，则耦合损耗大。因此，可以通过导体线的比率的调整，来调整漏泄的电波辐射量。

另外，在非金属线为尼龙线的情况下，导体线编织的密度为0～50％，因此尼龙线的编织密度在50～100％的范围内。

第二实施方式的第一变形例和第二变形例

图7是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆20的第一变形例的漏泄同轴电缆20A的剖视图。图8是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆20的第二变形例的漏泄同轴电缆20B的剖视图。此外，对已经出现的构成要素标注相同附图标记，并省略其说明。

如图7所示，在第一变形例的漏泄同轴电缆20A中，非金属线24A为绞合多根尼龙线等而成的绞线。由于非金属线24A为绞线，所以强度较高。因此，即使由于漏泄同轴电缆的弯曲变形而对非金属线24A施加了张力，也能够抑制非金属线24A的断线。内部导体1A为具有多根金属线1Aa的绞线。内部导体1A例如为具有7根金属线1Aa(软铜线(外径0.7mm))的绞线。

如图8所示，在第二变形例的漏泄同轴电缆20B中，非金属线24B为具有未绞合的多根尼龙线等的非绞线。在漏泄同轴电缆20B中，若向漏泄同轴电缆20B的外部导体按压非绞线，则非绞线沿漏泄同轴电缆的周向扩张，能够以面状按压外部导体。因此，能够抑制外部导体3的漂浮，从而提高外部导体3相对于绝缘体2的贴合性。

第一实施方式的第一变形例

图9是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的第一变形例的漏泄同轴电缆10A的构造的立体图。

如图9所示，漏泄同轴电缆10A从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、导体线5以及护套6。

外部导体3为厚度0.01mm的铜箔。在外部导体3层叠有绝缘性基材31(厚度0.01mm)和贴合层32(厚度0.04mm)。

绝缘性基材31例如为PET。贴合层32例如为乙烯系离聚物树脂(例如Surlyn(注册商标))。对于贴合层32而言，因形成护套6时施加的热量而熔融，从而使外部导体3和绝缘性基材31接合于绝缘体2。

通过编织将非金属线4和导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

第二实施方式的第三变形例

图10是表示第二实施方式的漏泄同轴电缆20的第三变形例的漏泄同轴电缆20C的构造的立体图。

如图10所示，漏泄同轴电缆20C从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线24以及护套6。

通过编织将非金属线24设置于外部导体3的外周面3a。

第一实施方式的第二变形例

图11是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的第二变形例的漏泄同轴电缆10B的构造的立体图。

如图11所示，漏泄同轴电缆10B从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、导体线5以及护套6。

通过横向缠绕将非金属线4和导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

第一实施方式的第三变形例

图12是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的第三变形例的漏泄同轴电缆10C的构造的立体图。

如图12所示，漏泄同轴电缆10C从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、导体线5以及护套6。

通过横向缠绕将非金属线4设置于外部导体3的外周面3a。通过编织将导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

第一实施方式的第四变形例

图13是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的第四变形例的漏泄同轴电缆10D的构造的立体图。

如图13所示，漏泄同轴电缆10D从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、导体线5以及护套6。

通过编织将非金属线4设置于外部导体3的外周面3a。通过横向缠绕将导体线5设置于外部导体3的外周面3a。

第一实施方式的第五变形例

图14是表示第一实施方式的漏泄同轴电缆10的第五变形例的漏泄同轴电缆10E的构造的立体图。

如图14所示，漏泄同轴电缆10E从圆周外侧朝向圆周外侧具有内部导体1A、绝缘体2、外部导体3、非金属线4、复合线35以及护套6。

复合线35为绞合非金属线(尼龙线)、导体线(镀锡软铜线)的绞线或者非绞线。通过编织将复合线35设置于外部导体3的外周面3a。此外，也可以通过横向缠绕来设置复合线35。

以上，对优选的实施方式进行了说明，但这些是本发明的例示，能够在不脱离本发明的范围内对其进行追加、省略、置换以及其他变更。

漏泄同轴电缆也可以构成为，非金属线和导体线中至少任意一种是编织或者横向缠绕。

附图标记说明

1...内部导体；2...绝缘体；3...外部导体；3a...外周面(外表面)；4、24...非金属线；5...导体线；6...护套；7...槽；10、10A、10B、10C、10D、10E、20、20A、20B、20C...漏泄同轴电缆；35...复合线。

Claims (5)

1.一种漏泄同轴电缆，其中，具备：

内部导体，其在一个方向上延伸；

绝缘体，其覆盖所述内部导体；

外部导体，其以纵向添加形成有槽的金属带的方式设置于所述绝缘体；

非金属线，其设置于所述外部导体的外表面，包括合成树脂；以及

护套，其覆盖所述外部导体和所述非金属线，

所述非金属线仅由尼龙线构成，将捆扎多根单线而成的非绞线作为一股非金属线使用，该非金属线以沿所述绝缘体的周向扩张开的状态按压所述外部导体。

2.根据权利要求1所述的漏泄同轴电缆，其中，

在所述外部导体的外表面还具备导体线。

3.根据权利要求2所述的漏泄同轴电缆，其中，

所述非金属线和所述导体线中至少一者为编织或者横向缠绕。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的漏泄同轴电缆，其中，

对于所述槽而言，

为矩形状，

沿着所述漏泄同轴电缆的长度方向上的第二边比沿着所述漏泄同轴电缆的宽度方向上的第一边长，

在俯视所述漏泄同轴电缆的情况下，所述槽的第一边的长度为占所述外部导体的外径的60～90％。

5.根据权利要求2或3所述的漏泄同轴电缆，其中，

所述导体线的至少一部分形成与所述非金属线复合的复合线。

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