DE102010022743A1

DE102010022743A1 - Elektrischer Leiter zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102010022743A1
Application number: DE201010022743
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Ziemek Gerhard; Dipl.-Ing. Klebl Wolfram
Original assignee: Ziemek Cable Technology GmbH
Current assignee: Ziemek Cable Technology GmbH
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-08

Abstract

Es wird ein elektrischer Leiter zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen angegeben, der einen drahtförmigen elektrischen Leiter (2) aufweist, welcher aus elektrisch gut leitendem Material besteht oder auf seiner ganzen Länge rundum eine Schicht aus elektrisch gut leitendem Material hat. Der Leiter (2) ist auf seiner ganzen Länge rundum von einer zusätzlichen, galvanisch abgeschiedenen Kupferschicht (3) umgeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Leiter zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen, bestehend aus einem drahtförmigen elektrischen Leiter, der aus elektrisch gut leitendem Material besteht oder auf seiner ganzen Länge rundum eine Schicht aus elektrisch gut leitendem Material aufweist, sowie auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Derartige Leiter sind auf dem Markt erhältlich und seit vielen Jahren im Einsatz. Sie können als massive Leiter insgesamt aus einem elektrisch gut leitenden Material bestehen, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium. Es sind auch Leiter bekannt, die einen beispielsweise aus Stahl oder Kunststoff bestehenden Träger haben, um den herum eine Schicht aus dem elektrisch gut leitenden Material mit ausreichender Wandstärke angebracht ist. Bekannt sind auch sogenannte ALCU-Leiter, bei denen eine außen liegende Kupferschicht metallurgisch mit einem Aluminiumkern verbunden ist. Ein für die Übertragung von Hochfrequenz(HF)-Signalen geeigneter Leiter kann auch rohrförmig ausgeführt sein.
Ein Leiter entsprechend der Erfindung kann in HF-Leitungen bzw. HF-Kabeln beliebiger Bauart eingesetzt werden, insbesondere als Innenleiter von Koaxialkabeln. HF-Signale werden einem solchen Leiter an einem Ende aufgegeben und mittels desselben einem an den Leiter angeschlossenen Empfänger zugeführt. Auf dem Übertragungsweg auftretende Nichtlinearitäten können zur Erzeugung von Intermodulationen führen, welche das Nutzsignal überlagern und im ungünstigsten Fall derart schwächen, daß die entsprechende Leitung bzw. das entsprechende Kabel unbrauchbar wird. Quellen für solche Intermodulationen können beispielsweise Stecker und andere Verbindungselemente sein, die an den Leiter angeschlossen sind. Auch vom Leiter selbst können Intermodulationen ausgehen, wenn seine Oberfläche Unregelmäßigkeiten aufweist. Solche Unregelmäßigkeiten sind beispielsweise Riefen oder Rillen, die durch Bearbeitungsstationen in der Leiteroberfläche erzeugt werden, insbesondere Einrichtungen, in denen der Durchmesser des Leiters reduziert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Leiter und sein Herstellungsverfahren so zu gestalten, daß durch den Leiter selbst keine Intermodulationen erzeugt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Leiter auf seiner ganzen Länge rundum von einer zusätzlichen, galvanisch abgeschiedenen Kupferschicht umgeben ist.
Durch die galvanisch abgeschiedene Kupferschicht wird die Oberfläche des Leiters so glatt, daß er keine mechanischen Unregelmäßigkeiten mehr aufweist, insbesondere Riefen oder Rillen. Auf den Leiter gegebene HF-Signale werden dementsprechend von demselben als Nutzsignale ohne das Auftreten von Intermodulationen störungsfrei geführt und zu einem Empfänger übertragen. Das jeweilige Nutzsignal kann am Ende des Übertragungsweges in vorgegebener Stärke bzw. mit vorgegebener Amplitude empfangen werden, sofern geeignete Verbindungselemente eingesetzt werden, die nicht zu störenden Intermodulationen führen.
Die zusätzliche Kupferschicht wird im Vorteil in einem galvanischen Kupferbad abgeschieden, durch welches ein vorgefertigter elektrischer Leiter im kontinuierlichen Durchlauf hindurchgezogen wird.
Der Leiter nach der Erfindung und sein Herstellungsverfahren werden anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht des Leiters nach der Erfindung.
2 einen Schnitt durch 1 längs der Linie II-II in vergrößerter Darstellung.
3 einen Ausschnitt aus 2 in vergrößerter Darstellung.
4 schematisch eine Anordnung zum galvanischen Beschichten des Leiters.
In 1 ist ein zur Übertragung von HF-Signalen geeigneter elektrischer HF-Leiter 1 schematisch dargestellt, der einen vorgefertigten, drahtförmigen elektrischen Leiter 2 mit grundsätzlich beliebigem Aufbau aufweist. Zumindest die äußere Schicht des Leiters 2 besteht aus elektrisch gut leitendem Material, insbesondere aus Kupfer. Der Leiter 2 ist auf seiner ganzen Länge von einer galvanisch abgeschiedenen Kupferschicht 3 umgeben, die rundum geschlossen und deren Wandstärke bzw. Dicke d (3) je nach Einsatz des HF-Leiters 1 variabel ist. Sie weist mit Vorteil eine Dicke d auf, die von der Höhe der Frequenz von zu übertragenden HF-Signalen abhängig sein kann und den in der HF-Übertragungstechnik bekannten Skineffekt berücksichtigt. Die Dicke d liegt mit Vorteil zwischen 2 μm und 10 μm.
Das Material der Kupferschicht 3 füllt im fertigen Leiter auch und insbesondere Riefen bzw. Rillen 4 aus, die gegebenenfalls in der Oberfläche des Leiters 1 vorhanden sind, so wie es in 3 angedeutet ist. Die Riefen bzw. Rillen 4 können unterschiedlich tief sein. Erfahrungsgemäß sind sie bei Leitern 2 mit größerem Durchmesser tiefer als bei Leitern 2 mit kleinerem Durchmesser, weil bei einem dickeren Leiter weniger Ziehvorgänge zur Durchmesserreduzierung durchgeführt worden sind. Entsprechende Ziehwerkzeuge können eine glättende Wirkung haben, die sich auch auf die Tiefe der Riefen bzw. Rillen 4 auswirkt. Dieser Sachverhalt ist bei der galvanischen Erzeugung der Kupferschicht 3 zu berücksichtigen.
Nach der galvanischen Behandlung ist der Leiter 2 insgesamt von einer rundum geschlossenen Kupferschicht 3 umgeben, die eine glatte, riefenfreie äußere Oberfläche hat. Die Dicke d der Kupferschicht 3 liegt mit Vorteil zwischen 2 μm und 10 μm. Die Kupferschicht 3 soll rund um den Leiter 2 eine gleichbleibende Dicke haben. Die nach innen weisenden, aus galvanisch abgeschiedenem Kupfer bestehenden Vorsprünge, welche die Riefen bzw. Rillen 4 ausfüllen, sind zwar mit der Kupferschicht 3 verbunden, sie sind aber nicht Teile der durch die Dicke d gekennzeichneten Kupferschicht 3 selbst.
Zur Herstellung des HF-Leiters 1 nach der Erfindung wird beispielsweise ein vorgefertigter elektrischer Leiter 2 mit einer elektrisch gut leitenden Oberfläche mittels einer geeigneten Ziehvorrichtung in Richtung des Pfeiles P im kontinuierlichen Durchlauf durch ein galvanisches Bad 5 gezogen, in dem ein Kupferelektrolyt enthalten ist. Je nach Verweildauer und eingesetzter Stromstärke wird auf dem Leiter 2 eine Kupferschicht 3 mit einer variablen Dicke d erzeugt, die mit Vorteil zwischen 2 μm und 10 μm liegen kann. Während des galvanischen Prozesses werden auch die gegebenenfalls vorhandenen Riefen bzw. Rillen 4 in der Oberfläche des Leiters 2 mit Kupfer ausgefüllt. Der fertige, mit der Kupferschicht 3 versehene HF-Leiter 1 kann nach dem Verlassen des galvanischen Bades 5 einer direkten Weiterverarbeitung zu einem HF-Kabel bzw. einer HF-Leitung zugeführt werden. Er wird jedoch mit Vorteil zunächst auf eine in 4 angedeutete Spule 6 aufgewickelt, von welcher er später zur Weiterverarbeitung abgewickelt werden kann.

Claims

Elektrischer Leiter zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen, bestehend aus einem drahtförmigen elektrischen Leiter, der aus elektrisch gut leitendem Material besteht oder auf seiner ganzen Länge rundum eine Schicht aus elektrisch gut leitendem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (2) auf seiner ganzen Länge rundum von einer zusätzlichen, galvanisch abgeschiedenen Kupferschicht (3) umgeben ist.
Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kupferschicht (3) zwischen 2 μm und 10 μm liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Leiters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigter elektrischer Leiter (2) mit einer elektrisch gut leitfähigen Oberfläche zur Erzeugung einer denselben rundum umgebenden Kupferschicht (3) kontinuierlich durch ein einen Kupferelektrolyt enthaltendes galvanisches Bad (5) gezogen wird.