DE202006016454U1

DE202006016454U1 - Koaxiale elektrische Leitung mit kleinen Querschnittsabmessungen

Info

Publication number: DE202006016454U1
Application number: DE200620016454
Authority: DE
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Nexans SA
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-10-28

Abstract

Koaxiale elektrische Leitung mit kleinen Querschnittsabmessungen, welche einen Innenleiter, ein denselben umgebendes Dielektrikum und einen über dem Dielektrikum liegenden Außenleiter aufweist, dadurch gekennzeichnet,
– daß der Innenleiter (1) einen Außendurchmesser von 0,09 mm bis 0,203 mm hat und als mit Kupfer ummantelter Stahldraht ausgebildet ist, mit einem zwischen 25 % und 45 % liegenden Kupferanteil,
– daß als Material für das Dielektrikum (2), das einen Außendurchmesser von 0,3 mm bis 1,1 mm hat, ein hochtemperaturbeständiger Fluorpolymerkunststoff eingesetzt ist,
– daß der einen Außendurchmesser von 0,4 mm bis 1,25 mm aufweisende Außenleiter aus zwei auf Stoß, ohne Überlappung übereinander gewickelten Bändern (3, 4) aus Kupfer jeweils mit einer Breite von 0,5 mm bis 1,0 mm und einer Dicke von 0,015 mm bis 0,04 mm besteht, wobei das innen liegende Band (3) am Dielektrikum (2) und das außen liegende Band (4) am...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine koaxiale elektrische Leitung mit kleinen Querschnittsabmessungen, welche einen Innenleiter, ein denselben umgebendes Dielektrikum und einen über dem Dielektrikum liegenden Außenleiter aufweist (DE-C-1 640 683).
Derartige koaxiale Leitungen werden beispielsweise in der Medizintechnik und in der Telekommunikationstechnik eingesetzt, beispielsweise in Mobilfunkgeräten. Bei allen möglichen Anwendungen steht wenig Platz zum Unterbringen einer Leitung zur Verfügung. Die Leitung darf außerdem elektromagnetisch nicht stören. Sie muß daher elektrisch dicht und insbesondere hochfrequenzdicht sein.
Die eingangs erwähnte DE-C-1 640 683 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung koaxialer Hochfrequenzleitungen kleiner Querschnittsabmessungen, mit welchem auf den Innenleiter ein spezielles Glas als Dielektrikum aufgebracht wird, das zusammen mit dem Innenleiter mechanisch auf einen kleineren Durchmesser heruntergezogen wird. Der Außenleiter wird durch Aufdampfen oder Aufsprühen einer Metallschicht auf das Dielektrikum erzeugt. Dieses Verfahren ist aufwendig und benötigt spezielle Einrichtungen zu ihrer Herstellung. Die erzeugte Leitung ist wegen des spröden Glases außerdem mechanisch empfindlich und die gewünschte elektrische Abschirmung ist nicht sichergestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Leitung so zu gestalten, daß sie trotz kleiner Abmessungen hochfrequenzdicht und mit herkömmlichen Einrichtungen herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

– daß der Innenleiter einen Außendurchmesser von 0,09 mm bis 0,203 mm hat und als mit Kupfer ummantelter Stahldraht ausgebildet ist, mit einem zwischen 25 % und 45 % liegenden Kupferanteil,
– daß als Material für das Dielektrikum, das einen Außendurchmesser von 0,3 mm bis 1,1 mm hat, ein hochtemperaturbeständiger Fluorpolymerkunststoff eingesetzt ist,
– daß der einen Außendurchmesser von 0,4 mm bis 1,25 mm aufweisende Außenleiter aus zwei auf Stoß, ohne Überlappung übereinander gewickelten Bändern aus Kupfer mit jeweils einer Breite von 0,5 mm bis 1,0 mm und einer Dicke von 0,015 mm bis 0,04 mm besteht, wobei das innen liegende Band am Dielektrikum und das außen liegende Band am innen liegenden Bande anliegt, und
– daß über dem außen liegenden Band eine rundum geschlossene Zinnschicht mit einer Dicke von 2 μm bis 12 μm angebracht ist.

Eine so aufgebaute Leitung hat in Abhängigkeit von den Abmessungen des Innenleiters einen Außendurchmesser im Bereich von 0,6 mm bis 1,6 mm. Sie kann ohne Sonderfertigung mit bei der Leitungsherstellung üblichen Vorrichtungen und Fertigungsverfahren hergestellt werden. Auf den in seinen Abmessungen jeweils vorgegebenen Innenleiter, der als Stahl/Kupfer-Leiter sehr stabil und insbesondere zugfest ist, wird beispielsweise mittels einer Fluorpolymerpresse oder eines Extruders das Dielektrikum aufgebracht. Auf das Dielektrikum wird das erste Band des Außenleiters ohne Überlappung auf Stoß aufgewickelt und direkt anschließend wird das zweite Band des Außenleiters ohne Überlappung auf Stoß auf das erste Band aufgewickelt, durch welches ein wendelförmiger Spalt zwischen den Windungen des ersten Bandes zumindest im wesentlichen abgedeckt wird. Die derart fertiggestellte Leitung wird abschließend durch ein Zinnbad gezogen, in welcher die außen liegende Zinnschicht erzeugt wird, durch welche die Leitung porenfrei und damit hochfrequenzdicht abgeschirmt ist. Der Aufbau mit den speziellen Bändern für den Außenleiter und die Verwendung eines Fluorpolymerkunststoffs für das Dielektrikum garantieren neben einer Beständigkeit der Leitung bei hohen Temperaturen von > 230 °C außerdem die Einhaltung einer vorgegebenen Leitungsdämpfung und eines Wellenwiderstands von beispielsweise 50 Ω oder 75 Ω für die Leitung.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 eine Ansicht der Leitung nach der Erfindung mit abschnittsweise entfernten Schichten.
2 einen Schnitt durch 1 längs der Linie II–II.
3 einen Schnitt durch eine Leitung in ergänzter Ausführungsform.
Das in den Zeichnungen dargestellte Koaxialkabel weist einen Innenleiter 1 auf, der von einem Dielektrikum 2 umgeben ist. Der Innenleiter 1 ist ein mit Kupfer plattierter Stahldraht, dessen Kupferanteil zwischen 25 % und 45 % liegt. Er hat einen Durchmesser von 0,09 mm bis 0,203 mm. Das Dielektrikum 2 besteht aus einem hochtemperaturbeständigen Fluorpolymerkunststoff. Es ist beispielsweise mittels einer Fluorpolymerpresse oder eines Extruders auf den Innenleiter 1 aufgebracht und hat einen Außendurchmesser von 0,3 mm bis 1,1 mm.
Für das Dielektrikum 2 wird mit Vorteil ein Fluorpolymerkunststoff eingesetzt, der bei hohen Temperaturen von > 230 °C beständig ist. Das Material soll außerdem einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor haben. Geeignete Materialien sind beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Fluorethylenpropylen (FEP) oder Perfluoralkoxialkan (PFA). Das Dielektrikum 2 kann auch zweischichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein und mit Vorteil aus geschäumtem Material bestehen, mit einer nicht geschäumten, glatten Außenhaut (Foam-Skin). Neben dem aufgepreßten oder extrudierten Material können zusätzlich auch aufgewickelte Folien für das Dielektrikum 2 eingesetzt werden, die mit Vorteil aus einem Material niedriger Dichte bestehen, wie beispielsweise einem LDPTFE.
Über dem Dielektrikum 2 ist der Außenleiter der Leitung angeordnet. Er besteht aus zwei Bändern 3 und 4 aus Kupfer, die übereinander liegend aufgebracht sind. Das innen liegende Band 3 ist ohne Überlappung auf Stoß auf das Dielektrikum 2 aufgewickelt. Dabei bleibt zwischen den Windungen des Bandes 3 ein sehr schmaler, wendelförmiger Spalt 5, der in 1 des besseren Verständnisses wegen wesentlich zu groß dargestellt ist. Er ist bei einwandfreier Fertigung als Spalt bzw. Lücke kaum erkennbar. Das außen liegende Band 4 ist auf das innen liegende Band 3 aufgewickelt, und zwar ebenfalls ohne Überlappung auf Stoß.
Wenn beide Bänder 3 und 4 gemäß 1 in gleicher Richtung aufgewickelt sind, dann wird das außen liegende Band 4 so angeordnet, daß es den Spalt 5 zwischen den Windungen des innen liegenden Bandes 3 vollständig abdeckt. Die beiden Bänder 3 und 4 können auch mit entgegengesetzter Richtung aufgewickelt sein. Auch dann ist der Spalt 5 des innen liegenden Bandes 3 durch das außen liegende Band 4 im wesentlichen abgedeckt.
Beide Bänder 3 und 4 sind zwischen 0,5 mm und 1,0 mm breit und sie haben eine Dicke zwischen 0,015 mm und 0,04 mm. Sie können beide verzinnt oder versilbert sein. Mit Vorteil können beide Bänder 3 und 4 zur Einhaltung ihrer definierten Maße durch einen Walzprozess aus Runddraht hergestellt werden. Der aus den beiden Bändern 3 und 4 bestehende Außenleiter hat einen zwischen 0,4 mm und 1,25 mm liegenden Außendurchmesser.
Über dem Außenleiter ist eine rundum geschlossene Zinnschicht 6 angebracht, deren Dicke zwischen 2 μm und 12 μm liegt. Sie wird mit Vorteil in einem Zinnbad erzeugt, durch welches die Leitung abschließend hindurchgezogen wird.
Falls für den Einsatz der Leitung erforderlich, kann über der Zinnschicht 6 noch ein Mantel 7 aus Isoliermaterial angebracht sein. Er kann beispielsweise aus PTFE, FEP oder PFA sowie aus einem thermoplastischen Elastomer, wie Polyurethan oder Polyester, bestehen. Auch Thermoplaste, wie Polyvinylchlorid, Polyethylen oder Polypropylen, sind einsetzbar. Die Wandstärke des Mantels 7 beträgt mindestens 0,10 mm, so daß der Außendurchmesser der Leitung kleiner als 1,6 mm bleibt und zwischen 0,6 mm und 1,6 mm liegt.

Claims

Koaxiale elektrische Leitung mit kleinen Querschnittsabmessungen, welche einen Innenleiter, ein denselben umgebendes Dielektrikum und einen über dem Dielektrikum liegenden Außenleiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, – daß der Innenleiter (1) einen Außendurchmesser von 0,09 mm bis 0,203 mm hat und als mit Kupfer ummantelter Stahldraht ausgebildet ist, mit einem zwischen 25 % und 45 % liegenden Kupferanteil, – daß als Material für das Dielektrikum (2), das einen Außendurchmesser von 0,3 mm bis 1,1 mm hat, ein hochtemperaturbeständiger Fluorpolymerkunststoff eingesetzt ist, – daß der einen Außendurchmesser von 0,4 mm bis 1,25 mm aufweisende Außenleiter aus zwei auf Stoß, ohne Überlappung übereinander gewickelten Bändern (3, 4) aus Kupfer jeweils mit einer Breite von 0,5 mm bis 1,0 mm und einer Dicke von 0,015 mm bis 0,04 mm besteht, wobei das innen liegende Band (3) am Dielektrikum (2) und das außen liegende Band (4) am innen liegenden Band anliegt, und – daß über dem außen liegenden Band (4) eine rundum geschlossene Zinnschicht (6) mit einer Dicke von 2 μm bis 12 μm angebracht ist.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bänder (3, 4) verzinnt oder versilbert sind.
Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (2) aus geschäumtem Material mit einer nicht geschäumten, glatten Außenschicht besteht.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bänder (3, 4) in gleicher Richtung gewickelt sind, wobei das außen liegende Band (4) einen wendelförmigen Spalt (5) zwischen den Windungen des innen liegenden Bandes (3) vollständig überdeckt.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bänder (3, 4) in entgegengesetzter Richtung gewickelt sind.
Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über der Zinnschicht (6) ein Mantel (7) aus Isoliermaterial angebracht ist, der eine Wandstärke von mindestens 0,10 mm hat.