DE60032587T2 - Strahlendes kabel - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlendes Kabel, das insbesondere auf dem Gebiet der Mobiltelefonie oder in drahtlosen lokalen Datenübertragungsnetzen bis ungefähr 2,4 GHz verwendet wird.
• Die Funkabdeckung von großen Gebäuden erfordert häufig die Installation speziell zugeschnittener Ausrüstungen. Diese Abdeckung erfolgt mit Hilfe von Antennen, die im Inneren der Gebäude aufgestellt werden.
• Die Verwendung von strahlenden Kabeln, die in den Gängen verlegt werden, ist technisch gesehen vorteilhaft, verursacht aber häufig übermäßig hohe Kosten. Denn die derzeitigen strahlenden Kabel sind Koaxialkabel mit regelmäßigen Schlitzmustern und sind kostspielig, platzraubend, starr und schwierig zu verlegen.
• Darüber hinaus ist für eine Gebäudeverkabelung der hohe Leistungsbereich der derzeitigen strahlenden Kabel nicht notwendig. Die Aufgabe der Erfindung ist, ein strahlendes Kabel vorzuschlagen, das kostengünstig und leicht zu verlegen ist, während es gleichzeitig hinreichende Leistungen zeigt, um eine zufriedenstellende Übertragung von Signalen ins Innere eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs zu gewährleisten.
• Erfindungsgemäß sieht man ein strahlendes Kabel vor, das mindestens einen Kabelabschnitt umfasst, wobei jeder Kabelabschnitt ein Paar von isolierten leitenden Drähten umfasst und ein freies Ende hat, an dem die isolierten, leitenden Drähte erste Enden haben, die mit einer Last verbunden sind, die gleich einer charakteristischen Impedanz des Kabelabschnittes ist, wobei die isolierten, leitenden Drähte zweite Enden haben, die entgegengesetzt zu den ersten Enden mit einem Verbinder verbunden sind. Auf diese Weise erhält man ein Kabel mit einer sehr hohen Flexibilität und einem geringen Raumbedarf, das unter Anwendung der gewöhnlichen Verfahren zum Anbringen eines einfachen Telefonkabels leicht in den Gängen eines Gebäudes angebracht werden kann und ferner eine von seiner Länge unabhängige Impedanz aufweist.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung umfasst das Kabel mindestens zwei Kabelabschnitte, deren zweite Enden parallel an dem Verbinder angebracht sind. Unter Berücksichtigung der äquivalenten Impedanz, die man durch das parallele Anbringen der Kabelabschnitte erhält, kann man so ein Kabel herstellen, das eine Impedanz aufweist, die an den Sender/Empfänger angepasst ist, mit dem das strahlende Kabel verbunden ist, während man gleichzeitig das strahlende Kabel aus Kabelabschnitten herstellt, die eine höhere Impedanz aufweisen, d.h. man kann ein Kabel herstellen, das im Allgemeinen bessere Übertragungsleistungen als ein einziges Kabel hat, das der Nennimpedanz des Sender/Empfängers entspricht.
• Gemäß noch einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung sind die zwei Kabelabschnitte identisch. Auf diese Weise werden die Lageranforderungen auf ein Minimum herabgesetzt, und das Kabel kann installiert werden, ohne dass eine Kennzeichnung der Kabelabschnitte erforderlich wäre.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Studium der folgenden Beschreibung eines besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen strahlenden Kabels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, in denen zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen strahlenden Kabels, umfassend zwei parallel angebrachte Kabelabschnitte,
• 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Kabelabschnittes.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren umfasst das strahlende Kabel gemäß dem gezeigten besonderen Ausführungsbeispiel zwei allgemein mit 1 bezeichnete Kabelabschnitte, die jeweils ein Paar von isolierten, leitenden Drähten 2 umfassen, die verdrillt sind und erste Enden 3 haben, die mit einer Last 4 verbunden sind, sowie zweite Enden 5, die gemäß einer parallelen Montage mit einem Verbinder 6 verbunden sind.
• In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kabelabschnitte 1 identisch und jeweils aus einem Paar von Massivkupferleitern hergestellt, die einen Durchmesser von 1,38 mm haben und mit einer 2,2 mm starken Isolierung aus Zellpolyethylen überzogen sind, das einen Expansionsgrad von 41 % hat und von einer Haut aus Polyethylen mit einer Stärke von 0,08 mm überzogen ist. Die Kapazität des so hergestellten Drahtes beträgt 210 pF/m, und die Isolierung hat eine dielektrische Konstante von 1,463. Ein Kabelabschnitt, der ein verdrilltes Paar umfasst, das aus isolierten Leitern hergestellt ist, wie sie oben beschrieben sind, hat dann eine charakteristische Impedanz von 100 Ohm, so dass bei einer Verbindung mit einer Last von 100 Ohm die Impedanz des Kabelabschnittes unabhängig von seiner Länge immer auf 100 Ohm gehalten wird. Zwei parallel angebrachte Kabelabschnitte haben eine äquivalente Impedanz von 50 Ohm, die der Nennimpedanz entspricht, die für gewöhnlich am Eingang/Ausgang eines Sender/Empfängers erforderlich ist. Das auf diese Weise hergestellte Kabel ist sowohl in Emissionsrichtung als auch in Empfangsrichtung ausgewogen, und wenn man den Dämpfungskoeffizienten berücksichtigt, hat jeder Kabelabschnitt eine Länge, die bis zu ca. 100 Meter für eine Übertragung bei 450 MHz, ca. 75 Meter bei 900 MHz, ca. 45 Meter bei 1800 MHz und ca. 35 Meter bei 2,4 GHz gehen kann.
• Wie dies durch die 2 gezeigt ist, werden die isolierten Leiter von einem dielektrischen Band 7 aus Polyester, Polypropylen oder einfacher noch aus Papier zusammenmontiert gehalten, vorzugsweise jedoch aus einem Material, das dem Kabel eine Feuerfestigkeit verleiht, wie z. B. ein Glimmerband oder ein Band aus Glasseide. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das dielektrische Band 7 von einer Reihe von metallenen Bändern 8 überzogen, die schraubenförmig herumgewickelt sind, wobei die Ränder um einen Abstand getrennt sind, der vorzugsweise in der Größenordnung von ein- bis zweimal der Breite der metallenen Bänder liegt, so dass das metallene Band bei hoher Frequenz das Halten der charakteristischen Impedanz des strahlenden Kabels auf einem konstanten Wert verbessert, während gleichzeitig ein Freisetzen von Strahlungsenergie durch die Lücken zwischen den metallenen Bändern 8 ermöglicht wird. Man kann die metallenen Bänder 8 auch durch mehrere metallene Drähte ersetzen, die um jeden der isolierten, leitenden Drähte gewickelt sind.
• Der Kabelabschnitt umfasst ferner vorzugsweise eine dünne äußere Hülle 9 aus thermoplastischem Material oder aus einem Elastomer.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene besondere Ausführungsbeispiel beschränkt und kann modifiziert werden, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, verlassen wird.
• Obgleich das erfindungsgemäße Kabel entsprechend einem besonderen Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, gemäß dem es parallel angebrachte identische Kabelabschnitte umfasst, kann man insbesondere Kabelabschnitte vorsehen, die sich entweder in ihrer Länge oder in ihrer Impedanz unterscheiden. Abhängig von der Struktur der abzudeckenden Zone kann es in der Tat von Vorteil sein, Kabelabschnitte zu verwenden, die unterschiedliche Leistungen aufweisen, wobei die Dämpfung jedes Kabelabschnittes in Relation zu dessen mittlerer Impedanz steht. Im Fall von Kabelabschnitten mit unterschiedlichen Längen wird das Kabel mit der höchsten Impedanz vorzugsweise die längste Zone abdecken und das Kabel mit der geringsten Impedanz wird die kürzeste Zone abdecken.
• Wenn die Geometrie der abzudeckenden Räumlichkeiten komplex ist, kann man ebenso mehr als zwei parallel angebrachte Kabelabschnitte ins Auge fassen, wobei die charakteristische Impedanz jedes Kabelabschnittes so gewählt wird, das die äquivalente Impedanz des strahlenden Kabels der Nennimpedanz des verwendeten Sender/Empfängers entspricht.
• Um die Strahlung des Kabels zu erhöhen, kann man Unsymmetrien zwischen den unterschiedlichen Elementen des Kabels erzeugen, sei es durch Unterschiede in den Abmessungen oder durch Unterschiede in den Kapazitätsbelägen zwischen den verschiedenen leitenden Drähten, indem man die Stärke oder die Art der Isoliermaterialien verändert, oder sei es durch Verändern der Ganghöhe der Verdrillung der isolierten, leitenden Drähte, wobei die Veränderung der Ganghöhe bis zu einer Umkehrung der Verdrillungsrichtung und/oder einem parallelen Halten der isolierten leitenden Drähte über einen Kabelabschnitt hinweg gehen kann, wobei die Ganghöhe der Schraubenlinie in den verdrillten Abschnitten vorzugsweise in der Größenordnung von 15 bis 30 mal dem Durchmesser der isolierten Leiter liegt und die Länge jedes Abschnittes mit konstanter Verdrillung in der Größenordnung von zehnmal der Ganghöhe der betrachteten Schraubenlinie oder zehnmal der Ganghöhe der angrenzenden Schraubenlinie im Falle eines Abschnittes paralleler Drähte liegt.
• Für den Fall, dass die abzudeckende Zone sehr klein ist, wie z. B. in einem Gebäude mit kleinen Abmessungen oder einem Fahrzeug, kann man die Strahlung auf Kosten des Dämpfungskoeffizienten bevorzugen und ein Kabel vorsehen, das ein Paar von parallelen Drähten umfasst, die mit der Last verbunden sind.
• Die Biegsamkeit des Kabels kann verbessert werden, indem man die massiven Leiter durch aus kleinen leitenden Drähten bestehende Litzen ersetzt.
• Ebenso kann man das erfindungsgemäße Kabel ohne metallene Bänder und/oder ohne dielektrisches Band vorsehen.

Claims (12)

1. Strahlendes Kabel, umfassend mindestens einen Kabelabschnitt (1), wobei jeder Kabelabschnitt ein Paar von isolierten, leitenden Drähte (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kabelabschnitt ein freies Ende hat, an dem die isolierten, leitenden Drähte erste Enden (3) haben, die mit einer Last (4) verbunden sind, die gleich einer charakteristischen Impedanz des Kabelabschnittes ist, wobei die isolierten, leitenden Drähte zweite Ende (5) haben, die entgegengesetzt zu den ersten Enden (3) mit einem Verbinder (6) verbunden sind.
2. Strahlendes Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Kabelabschnitte umfasst, deren zweite Enden (5) parallel an dem Verbinder (6) angebracht sind.
3. Strahlendes Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Kabelabschnitte (1) identisch sind.
4. Strahlendes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare von isolierten, leitenden Drähten (2) in einer Schutzhülle (9) angeordnet sind.
5. Strahlendes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierten, leitenden Drähte wenigstens teilweise verdrillt sind.
6. Strahlendes Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ganghöhe der Verdrillung der isolierten, leitenden Drähte (2) zwischen dem ca. 15-fachen und ca. 30-fachen des Durchmessers der isolierten Drähte beträgt.
7. Strahlendes Kabel nach Anspruch 4 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrillung der Drähte abwechselnd rechtsgängig und linksgängig erfolgt.
8. Strahlendes Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein rechtsgängig verdrillter Kabelabschnitt von einem linksgängig verdrillten Kabelabschnitt durch einen Kabelabschnitt getrennt ist, bei dem die isolierten Drähte im wesentlichen parallel zueinander sind.
9. Strahlendes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein dielektrisches Band (7) umfasst, das mit den isolierten Drähten in Kontakt steht.
10. Strahlendes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es metallene Bänder (8) umfasst, die ohne Abdeckung schraubenförmig um die Paare von isolierten, leitenden Drähten gewickelt sind.
11. Strahlendes Kabel nach Anspruch 10 in Abhängigkeit von Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die metallenen Bänder (8) zwischen dem dielektrischen Band (7) und der äußeren Schutzhülle (9) erstrecken.
12. Strahlendes Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Drähte des Paares voneinander durch mindestens einen der folgenden Parameter unterscheiden: der Durchmesser der Leiter, die Beschaffenheit oder die Konstruktion der Leiter, die Dicke oder die Beschaffenheit des die Leiter umgebenden Isolators.