JP2003208824A - 高周波同軸ケーブル - Google Patents

高周波同軸ケーブル

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JP2003208824A
JP2003208824A JP2002003678A JP2002003678A JP2003208824A JP 2003208824 A JP2003208824 A JP 2003208824A JP 2002003678 A JP2002003678 A JP 2002003678A JP 2002003678 A JP2002003678 A JP 2002003678A JP 2003208824 A JP2003208824 A JP 2003208824A
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coaxial cable
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frequency coaxial
high frequency
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JP2002003678A
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Seiichi Ukon
誠一 右近
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高周波同軸ケーブルの絶縁層の誘電損失を低減
し、ギガヘルツバンドの高周波帯域での信号減衰量を低
減する。 【解決手段】内部導体1と絶縁層2と外部導体3を有す
る高周波同軸ケーブルにおいて、絶縁層2を内層21と
外層22とから構成し、内層21をフェノール系老化防
止剤含有量が0.01wt%以下の、外層22をフェノ
ール系老化防止剤含有量が0.1〜0.2wt%の高密
度ポリエチレンから構成する。内層21の厚さを外層2
2の厚さの5〜10倍とすることが好ましく、フェノー
ル系老化防止剤に、その極性基含有率が10%以下のも
のを使用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ギガヘルツバン
ドの高周波帯域の電磁波伝送に好適な高周波同軸ケーブ
ルに関し、その絶縁層の誘電損失を低減し、高周波帯域
での信号減衰量を低減し、かつ絶縁層が良好な熱老化特
性を有するようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】高周波同軸ケーブルには、図2に示すよ
うに、銅撚線、銅単線などからなる内部導体1の上に絶
縁層2が設けられ、この絶縁層2の上に銅線編組などの
外部導体3が設けられ、この外部導体3の上にポリエチ
レン、可塑化ポリ塩化ビニルなどからなるシース4が被
覆されたものがある。上記絶縁層2には、比誘電率、誘
電損失が小さい高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどの無極性樹脂や、比誘電率、誘電損失が
さらに小さい発泡高密度ポリエチレンなどが使用されて
いる。
【0003】また、絶縁層2が高密度ポリエチレン、発
泡高密度ポリエチレンからなる場合には、その熱老化特
性維持のために、フェノール系老化防止剤がポリエチレ
ン100重量部に対して0.1〜0.2重量部添加され
ている。
【0004】ところで、高周波同軸ケーブルの信号減衰
量は、導体減衰量と誘電体漏れ減衰量との和で表され
る。導体減衰量は、下記式(1)で、誘電体漏れ減衰量
は下記式(2)で、それぞれ表される。式(1)から、
導体減衰量は、同軸ケーブルの形状および周波数に依存
し、式(2)から、誘電体漏れ減衰量は、誘電体層の比
誘電率、誘電損失および周波数に比例する。
【0005】
【数1】
【0006】したがって、使用周波数が高くなり、太径
の同軸ケーブルを使用すると、信号減衰量全体に占める
誘電体漏れ減衰量の割合が大きくなることがわかる。そ
して、ギガヘルツバンドの高周波帯域においては、太径
の同軸ケーブルを使用する際に、誘電体層2の誘電損失
を低減することが同軸ケーブルの信号減衰量を低減する
上で重要になってくる。
【0007】しかるに、従来の高周波同軸ケーブルで
は、その絶縁層2に上述のようにフェノール系老化防止
剤が含有されており、このフェノール系老化防止剤に
は、水酸基、カルボニル基などの極性基が含まれてお
り、この極性基に起因する誘電損失によって、高周波帯
域での誘電体漏れ減衰量が大きくなり、結果的に信号減
衰量が大きくなる問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、高周波同軸ケーブルの絶縁層の誘電損失を低
減し、ギガヘルツバンドの高周波帯域での信号減衰量を
低減することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、内部導体と絶縁層と外部
導体を有し、絶縁層が内層と外層を有し、内層がフェノ
ール系老化防止剤を0.01wt%以下含有するポリエ
チレンからなり、外層がフェノール系老化防止剤を0.
1〜0.2wt%含有するポリエチレンからなることを
特徴とする高周波同軸ケーブルである。
【0010】請求項2にかかる発明は、内層と外層との
厚さの比が5〜10であることを特徴とする請求項1記
載の高周波同軸ケーブルである。請求項3にかかる発明
は、老化防止剤の極性基含有率が10%以下であること
を特徴とする請求項1記載の高周波同軸ケーブルであ
る。
【0011】請求項4にかかる発明は、内層と外層との
いずれか一方もしくは両方が発泡ポリエチレンからなる
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の高周波同
軸ケーブルである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、実施形態に基づいて本発明
を詳しく説明する。本発明者は、上述のように、高周波
同軸ケーブルにおける絶縁層の高周波帯域での誘電損失
は、絶縁層中に存在する微量の水酸基、カルボニル基な
どの極性基の存在量に左右されることを知見した。
【0013】この知見に基づいて、本発明では絶縁層を
内層と外層との複層構造とし、内部導体側の内層にはフ
ェノール系老化防止剤を極力添加しないようにし、外部
導体側の外層には熱老化特性維持のための最低量のフェ
ノール系老化防止剤を添加するようにした。
【0014】図1は、本発明の高周波同軸ケーブルの一
例を示すもので、図2に示した従来のものと同一構成部
分には同一符号を付してその説明を省略する。この例の
高周波同軸ケーブルでは、絶縁層2が内層21と外層2
2との2層構造となっている。
【0015】上記内層21は、密度が0.95〜0.9
8g/cm3の高密度ポリエチレンからなるもので、こ
の高密度ポリエチレンには、フェノール系老化防止剤が
0.01wt%以下、好ましくは0.005wt%以下
含有されており、場合によってはまったく含有されてい
ないこともある。この含有量が0.1wt%を越えると
内層21の誘電損失が増大し、絶縁層2全体としての誘
電損失が増加する。
【0016】ここでのフェノール系老化防止剤には、市
販の種々のタイプのフェノール系老化防止剤の1種また
は2種以上の混合したものを用いることができるが、な
かでもフェノール系老化防止剤中の極性基含有率が10
%以下のものを選択して用いることが、誘電損失がさら
に低下して好ましい。ここでの極性基含有率とは、フェ
ノール系老化防止剤中の極性基の分子量と全分子量の百
分比で表される値であり、10%以下であることが誘電
損失の低減に効果がある。
【0017】このような極性基含有率Pが10%以下の
フェノール系老化防止剤の具体的なものとしては、以下
のものがその一例として挙げられる。 (1)4,4´−チオビス−(6−t−ブチル−3−メ
チルフェノール)(P=9.5% 「ノクラック30
0」大内新興、「アンテージRC」川口化学など) (2)1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
ベンゼン(P=6.6% 「イルガノックス1330」
チバ・スペシャリティ・ケミカルズ、「アデカスタブA
O−20」旭電化など)
【0018】(3)4,4´−ブチリデンビス−(3−
メチル−6−t−ブチルフェノール)(P=8.9%
「ノクラックNS−30」大内新興 「アデカスタブA
O−40」旭電化など) (4)ビス[2−メチル−4−{3−n−アルキル(C
12またはC14)チオプロピオニルオキシ}5−t−ブチ
ルフェニル]スルフィド(P=9.8% 「アデカスタ
ブAO−23」旭電化) (5)2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール
(P=7.7% 「ノクラック200」大内新興 「ア
ンテージBHT」川口化学など)などがある。
【0019】勿論、フェノール系老化防止剤としては、
上に挙げられたもの限定されることはなく、極性基の含
有率Pが10%以上のものを使用することができ、例え
ばテトラキス[メチレン−3(3,5−ジ−t−ブチル
−4−ヒドロキシ−フェニル)プロピオネート]メタン
(P=20.7%)「イルガノックス1010」チバ・
スペシャリティ・ケミカルズ、「アデカスタブAO−6
0」旭電化などがあげられる。
【0020】外層22は、やはり高密度ポリエチレンか
らなるものであり、この高密度ポリエチレンには、フェ
ノール系老化防止剤が0.1〜0.2wt%含有されて
いる。この含有量が0.1wt%未満では熱老化特性の
維持が困難となり、0.2wt%を越えると、誘電損失
が増加する。外層22は、ケーブルの外部からの熱の侵
入による絶縁層2の熱劣化を防止する機能が優先される
ため、内層21に比べて多量のフェノール系老化防止剤
が含有されている。この含有量は、従来の高密度ポリエ
チレンからなる絶縁層に含まれる量と同レベルである。
【0021】外層22に用いられるフェノール系老化防
止剤については、内層21と同様に市販の各種のものが
用いられ、好ましくは先と同様に極性基含有率が10%
以下のものを選択して用いることがよく、先に列記した
フェノール系老化防止剤が使用できる。
【0022】また、絶縁層2の内層21と外層22との
厚さの比が、内層21の厚さD1/外層22の厚さD2
5〜10、好ましくは7〜8となつている。この厚さの
比が5未満では絶縁層2全体としての誘電損失が大きく
なり、10を越えると熱老化特性が低下する。すなわ
ち、内層21は、高周波同軸ケーブルに要求される低い
誘電損失を担う層であり、外層22は高周波同軸ケーブ
ルに求められる熱老化特性の維持を担う層であるからで
ある。
【0023】さらに、内層21または外層22のいずれ
か一方もしくは両方が発泡率70〜80%の発泡高密度
ポリエチレンから構成されていても良い。従来の発泡ポ
リエチレンから構成された絶縁層を有する同軸ケーブル
にあっては、その絶縁層の形成は、高密度ポリエチレン
に予めタルク、炭酸カルシウムなどの無機粉末、アゾジ
カルボンアミドなどの化学発泡剤などの発泡のきっかけ
を与える発泡核剤を添加しておき、この混合物を押出機
により内部導体上に押出被覆する際に、押出機にアルゴ
ン、窒素、フロンなどの発泡用ガスを注入し、発泡核剤
による発泡のきっかけを得て、この発泡用ガスが膨張し
て高密度ポリエチレンが発泡することによって行われ
る。
【0024】ところが、この時使用される発泡核剤に
は、水酸基、カルボキシ基、スルホニル基などの極性基
が含まれており、これら極性基が発泡ポリエチレンから
なる絶縁層に持ち込まれ、この極性基により絶縁体の誘
電損失が大きくなることになる。このため、本発明にお
いては、発泡高密度ポリエチレンからなる内層21また
は外層22を形成する際の発泡核剤として、極性基を有
しない純度99.5%以上の高純度シリカ粉末(例え
ば、龍森社製高純度溶融石英ガラスフィラー「FUSL
EX」、高純度結晶性石英フィラー「CRYSTALI
TE」など)を用いることが望ましい。
【0025】また、本発明では、図1に示した例のもの
に限られず、絶縁層2を3層以上とし、内層21と外層
22との間に1層以上の高密度ポリエチレンからなる中
間層を設けても良い。この場合の中間層をなす高密度ポ
リエチレンに含まれるフェノール系老化防止剤の含有量
は0.1〜0.2wt%とされる。
【0026】このような構造の高周波同軸ケーブルにあ
っては、その絶縁層2が内層21と外層22とからな
り、外層22をなす高密度ポリエチレンがフェノール系
老化防止剤を0.1〜0.2wt%含有しているので、
外部からの熱による絶縁層2の熱劣化が外層22によっ
て抑えられ、内層21にまで熱劣化が進行することが防
止される。
【0027】また、内層21に含まれるフェノール系老
化防止剤は極微量であるので、内層21のフェノール系
老化防止剤添加による誘電損失の増加が抑えられること
になる。さらに、内層21および外層22に添加される
フェノール系老化防止剤として、極性基含有率が10%
以下のものを使用すれば、絶縁層2全体としての誘電損
失の増大がより一層抑えられる。
【0028】また、内層21の厚さが外層22の厚さの
5〜10倍であるので、誘電損失の小さい内層21が絶
縁層2全体の大部分を占めることになり、絶縁層2全体
の誘電損失が小さいものとなる。したがって、この高周
波同軸ケーブルは、ギガヘルツバンドの高周波帯域の信
号伝送においても、信号減衰量が小さく、しかも良好な
熱老化特性を具備するものとなる。よって、この高周波
同軸ケーブルは、例えば携帯電話基地局のアンテナ−ト
ランシーバ間の伝送用、無線ラン、モバイル機器などの
用途に好適なものとなる。
【0029】以下、具体例を示す。 (例1)高密度ポリエチレン(密度0.95g/c
3、メルトフローレイト5g/分)100重量部に、
所定量の発泡核剤、フェノール系老化防止剤を添加量を
変化させて添加し、発泡用ガスとして窒素を用いた発泡
押出被覆によって、発泡率78%の発泡ポリエチレンか
らなる内層と外層を有する2層の絶縁層を有する同軸ケ
ーブルを製造した。この時、内層と外層とのフェノール
系老化防止剤の添加量を変化させ、かつその厚さの比を
変えて二層同時発泡押出被覆を行った。フェノール系老
化防止剤には、1,3,5−トリメチル−2,4,6−
トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベン
ジル)ベンゼン(P=6.6%「イルガノックス133
0」チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製を用いた。
【0030】内部導体には、径4.8mmの銅単線を用
い、絶縁層の全体の外径は12.5mmとした。また、
外部導体には、銅/PETラミネートテープ縦添えの外
部に銅編組線を用いた。この同軸ケーブルについて、5
GHzでの信号減衰量を測定し、誘電体層の熱老化特性
を測定した。信号減衰量が0.24dB/m以上のもの
は、実用性に問題が生じるので、×を付した。
【0031】熱老化特性は、JIS C3501 高周
波同軸ケーブルに基づき、温度90℃で96時間放置後
の引張強度の残率が80%以上で、伸びの残率が65%
以上であるものを○とした。また、実用的な熱老化特性
試験として、130℃で96時間加熱(この加熱条件
は、ポリエチレンの熱老化アレニウス特性により75℃
で20年に相当する)した後の引張強度の残率が80%
以上で、伸びの残率が80%以上であるものを○とし、
そうでないものを×とした。なお、テスト番号1,2の
ものは、1層からなる絶縁層を有するものである。結果
を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波同
軸ケーブルにあっては、その絶縁層の大部分を占める内
層には極少量のフェノール系老化防止剤が含まれ、外層
には通常量のフェノール系老化防止剤が含まれるので、
絶縁層全体として誘電損失が小さいものとなり、しかも
良好な熱老化特性を有するものとなり、ギガヘルツバン
ドの高周波帯域における信号減衰量が小さいものとな
る。このため、この高周波同軸ケーブルは、携帯電話基
地局のアンテナ−トランシーバ間の伝送用、無線ラン、
モバイル機器などの用途に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波同軸ケーブルの例を示す概略斜
視図である。
【図2】従来の高周波同軸ケーブルの例を示す概略斜視
図である。
【符号の説明】
1・・・内部導体、2・・・絶縁層、21・・・内層、
22・・・外層、3・・・外部導体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部導体と絶縁層と外部導体を有し、絶縁
    層が内層と外層を有し、内層がフェノール系老化防止剤
    を0.01wt%以下含有するポリエチレンからなり、
    外層がフェノール系老化防止剤を0.1〜0.2wt%
    含有するポリエチレンからなることを特徴とする高周波
    同軸ケーブル。
  2. 【請求項2】内層と外層との厚さの比が5〜10である
    ことを特徴とする請求項1記載の高周波同軸ケーブル。
  3. 【請求項3】フェノール系老化防止剤は、その極性基含
    有率が10%以下であることを特徴とする請求項1また
    は2記載の高周波同軸ケーブル。
  4. 【請求項4】内層と外層とのいずれか一方もしくは両方
    が発泡ポリエチレンからなることを特徴とする請求項
    1、2または3記載の高周波同軸ケーブル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105720344A (zh) * 2015-06-30 2016-06-29 深圳金信诺高新技术股份有限公司 低损耗半柔同轴射频电缆

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