PL37992B1 - - Google Patents

Description

RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 37992 Enrin Wedemeyer Berlin, Niemiecka Republika Demokratyczna KI. 21 c, 3/01 Wielozylowy kabel telekomunikacyjny na czestotliwosc nosnq Patent trwa od dnia 23 stycznia 1954 r.

Wynalazek dotyczy wielozylowego kabla te¬ lekomunikacyjnego na czestotliwosc nosna z nie ekranowanymi zylami w izolacji poEstyrolowej feub papteowo~powietrznej o ukladzie symetry¬ cznym w gwiazde r*a czestotliwosc 552 kc i wiek¬ sza.

Kable telekomunikacyjne, przeznaczone na du¬ ze odleglosci, wymaigaja duzej tilosci surowców przede wszystkim metali kolorowych.

Wlasciwe zwymiarowanie kabli, przy którym otrzymuje sie optymalne wskazniki robocze przy jak najmniejszym wydatku tych cennych surow¬ ców posiada ogromne znaczenie dla gospodarki narodowej. | Pod rym wzgledem panuja w dziedzinie kabli telekomunikacyjnych na czestotliwosc nosna po¬ wazne niedociagniecia. Obowiazujace zasady wy¬ miarowania kabli opieraja sie na wytycznych empirycznych, które nie pozwalaja w zadnym przypadku otrzymac konstrukcji optymalnych.

Zname jest poslugiwanie sie w tym celu warto¬ scia oporu falowego jako kryterium dla racjo¬ nalnego wyboru srednicy przewodu przy zalo¬ zeniu, ze tlumienie powyzej wartosci oporu fa¬ lowego, równez 155 Q, Sitaje sie lepsze tak, iz przy tym samym odstepie miedzy przewodami mozna latwo znalezc najkorzystniejsza srednice przewodów. Stwierdzono jednak, ze te zalozenia nie sa sluszne, gdyz przy dalszym wzroscie opo¬ ru falowego tlumienie nie tylko dalej nie pole¬ psza sie, lecz przeciwnie pogarsza sie. Znane me¬ tody wprowadzaja wiec w blad, gdyz sugeruja poglad, ze obowiazuja dla dowolnie wysokich wartosci oporu falowego co, jak stwierdzono, nie ma miejsca.

To samo odnosi rego niezaleznie od tlumienia i czestotliwosci przewiduje sie tylko jeden jedyny typ kabla z przewodami o srednicy 1,3 mm i efektywnej po¬ jemnosci roboczej 28 juF/km. Zrozumiale jest, ze zalecony kabel nie moze wykazywac optymal¬ nych wskazników zuzycia materialu. Wedlug stwierdzen, uzyskanych w oparciu o wynalazek kabel taki daje optymalne wskazniki tylko wograniczonym zakresie czestotliwosci od 12 do )20 kc. Dla czestotliwosci, lezacych poza tym zakresem, zalecana konstrukcja powoduje nie¬ korzystne nadmierne zuzycie surowców.

Znane Jest równiez wymiarowanie ukladów przewodów wielkiej czestotliwosci* które opiera sie na stalych stosunkach srednicy przewodu dcl odleglosci miedzy przewodem i plaszczem lub wzajemnej odleglosci przewodów. Zasada ta obowiazuje jednak tylko przy kablach ze stosun¬ kowo malym oporem falowym np. 137 Q prze* znaczonych dla wielkich czestotliwosci (np. na kilka Mc i wiecej), które odbijaja sie o ekran.

Przy takich wysokich czestotliwosciach pole magnetyczne jest stale i wystepuje tylko w die¬ lektryku, gdyz z powodu silnych pradów wiro¬ wych zupelnie lub prawie zupelnie nie przenika do odbijajacej oslony ekranujacej. Przy srednich czestotliwosciach, np. 952 kc, pole magnetyczne przenika jeszcze w znacznym stopniu przez ekra¬ nujaca powloke metalowa tak, ze jak z tego wi¬ dac, dla kazdej z tych czestotliwosci winien istniec optymalny stosunek miedzy isrednica ze¬ spolu i srednica przewodu. Przez srednice zes¬ polu nalezy rozumiec srednice kola, opisanego na izolacji czterech skreconych przewodów, lacz¬ nie 2 warstwa oslonowa takiego czwómika.

IW mysl wynalazku otrzymuje sie dla danych warunków przesylania tylko jeden kabel, wyka¬ zujacy na podstawie uzyskanych stwierdzen optymalne wszazniki zuzycia materialu. Dzieje sie tak dlatego, ze przy danym tlumieniu i danej czestotliwosci odnosny kabel wykazuje taki sto- D sunek— d przewodu) oraz taka srednice d przewodu, któ¬ re z punktu widzenia zuzycia olowiu i miedzi sa dobrane wedlug pewnej krzywej, która powsta¬ je np, z wykresu zuzycia materialów ze srednica zespolu i srednica przewodu jako wspólrzedny¬ mi niezaleznymi, a to w ten sposób, ze na krzy¬ wych z poszczególnymi wartosciami tlumienia, jako parametrami wyznacza sie po jednym pun¬ kcie najkorzystniejszego w danych warunkach zuzycia mtaerialów i tak wyznaczone punkty laczy sie ze soba.

Optymalny stosunek srednicy zespolu czwór- ndka i srednicy przewodu musi wyniknac z ze¬ stawienia surowców, zuzytych na przewód i plaszcz w zaleznosci od srednicy przewodu i srednicy zespolu, a takze w zaleznosci od tlu¬ mienia'. Jezeli odnosne wartosci srednicy prze¬ wodu i srednicy zespolu oraz oporu falowego lub ciezaru surowców badz tlumienia naniesie sie w trójwymiarowym ukladzie wspólrzednych, okaze sie, ze przy praktycznie stosowanym przy wyrobie kabli zakresie srednic przewodów od 0,8 do 1,4 mm i zakresie srednic zespolu czwór- nika od 8 do 11 ma optimum zuzycia materia¬ lów otrzymuje sie przy konstrukcji kabla o sto¬ sunku— wahajacym sie od 6 do 8. d Wykresy, niezbedne do wyznaczania najkorzy¬ stniejszego stosunku-— w przypadku kabla o izo- d laeji polistyrolowo-powietrznej z miedzianym ekranem i plaszczem olowianym, podane sa na lig. 1, 2 i3. ! Na lig. 1 przedstawiono tlumienie fi jako lun-* keje srednicy D zespolu i srednicy d przewodu dla czestotliwosci 552 kc. Na powstalej bryle wy¬ kreslono obrysia przekrojów poziomych dla róz¬ nych wartosci tlumienia. Rzuty tych linii na plar* szczyzne podstawowa przedstawiaja krzywe sta¬ lego tlumienia przy stalej czestotliwosci jako funkcje D i d. Na lig. 2 przedstawiono calkowite zuzycie metali kolorowych lub calkowite zuzy¬ cie materialów dla danego kabla jako lunkcje srednicy przewodu i srednicy zespolu czwómika przy ogólnie obowiazujacym zalozeniu, ze zuzy¬ cie materialu na orione jest proporcjonalne do srednicy kabla, natomiast zuzycie materialu na* przewody jest proporcjonalne do kwadratu sred¬ nicy przewodów. Na plaszczyznie podstawy tak powstalej bryly wykresla sie otrzymane z lig. 1 krzywe stalego tlumienia, które nastepnie sa rzutowane na jej górna plaszczyzne, ogranicza¬ jaca. Kazda z tych krzywych wykazuje mini¬ mum w jednym punkcie. Pionowa odleglosc tych krzywych od siebie jest miara calkowitego zu¬ zycia materialu. Linia, laczaca te minimum na plaszczyznie podstawy jest krzywa g, w oparciu o która ustala sie optymalne wskazniki zuzycia materialów. Fig. 3 przedstawia opór falowy Z jako lunkcje srednicy d przewodu i srednicy D zespolu. Krzywa f w górnej czesci lig. 3 przed¬ stawia w trzech wymiarach przebieg optymalnej wielkosci oporu falowego Z. Jest ona rzutem krzywej g na górna powierzchnie ograniczajaca bryly. Krzywa g, przebiegajaca na plaszczyznie podstawowej przedstawionej na lig. 2, bryly, umozliwia ustaleni* optymalnego zuzycia metali kolorowych, odnosnych wartosci D i d, a tym D samym stosunku srednic —- dla danego tlumienia d w rozwazanym przykladzie otrzymuje sie war¬ tosci: czestotliwosc 552 kc; budowa kabla: izo¬ lacja! polistyrolowo - powietrzna, zewnetrzny ekran miedziany, plasze* olowiany.Tlumienie mN/km 500...450 450...400 400...350 350..300 srednica d przewodu mm 1.0 V1 1.2 1,3 Srednica D zespolu mm 6,0 7.7 9,0 10,2 d 6,0 7.0 7,5 7,84 Na fig. 3 krzywaJ przedstawia opór falowy Z przewodów w funkcji optymalnego zuzycia ma¬ terialów. Opory falowe, odbiegajace od tej krzy¬ wej, warunkuja wieksze zuzycie materialów, a przez to niepotrzebnie podrazaja kabel. Krzywa f wyznacza wiec wynikajacy z fig. 2 najkorzyst- D niejszy stosunek—- w odniesieniu do najmniej- d szego zuzycia materialów. Jak wynika x iig. 3 12, przewód, który posiada np. opór falowy u" (fig. 3) nie odpowiada optimum odnosnie zuzy¬ cia materialów, gdyz punkt ten lezy, jak to wy¬ kazuje przeniesienie u' (lig. 2), poza linia g. Zu¬ zycie materialów na kable z takimi przewodami jest okreslone przez odleglosc u + u' (fig. 2), któ¬ rej przykladowo odpowiada wartosc 590 kG, tak, ze przy wadze zasadniczej, równej 600 kG, zu¬ zycie materialów wyniesie 1190 kG. Tymczasem kabel wedlug wynalazku o konstrukcji optymal¬ nej danego tlumienia i okreslonej przez opór talowy przewodów u" opt (fig. 3), odpowiadaja¬ cy pionowej odleglosci u'opt + uopt (fig. 2), wy¬ maga zuzycia materialów, wynoszacych 1040 kG.

Podobnie ksztaltuja sie odnosne wskazniki przy innych wartosciach tlumienia. Optimum zuzycia materialów zachodzi w przeciwienstwie do znanego kryterium nie przy niezmiennej srednicy przewodów, ale odpowiada, jak stwier- - dzono, zupelnie innym srednicom zespolu czwór- nika, lub dnnym srednicom przewodów, których wartosci sa okreslone wylacznie przez optimum zuzycia materialów. To optimum charaktery- D zuje sie ogólnie przez stosunek — równy 6 do 8, d przy czym wiekszym tlumieniom odpowiada mniejsza wartosc, a mniejszym tlumieniom wie¬ ksza wartosc wspomnianego stosunku, tak ze np. w przypadku kabli z izolacja polistyrolowo-po- wietrzna powyzszemu stosunkowi odpowiadaja opory falowe przewodów wieksze od 190 i mniej¬ sze od 220Q. I W ten sposób wykazano blednosc pogladu, ze znane z obecnego staniu techniki wartosci opo¬ ru falowego moga sluzyc jako kryterium racjo¬ nalnego wyboru odnosnego stosunku srednic, gdyz wartosci te leza poza podanym na fig. 3 oporem falowym u", przy czym nalezy uwzgled¬ nic, ze znane wartosci oporów falowych obowia¬ zuja dla 50 kc, podczas gdy np. przy czestotli¬ wosci 552 kc, przy której w tym przypadku obo¬ wiazuje optimum wedlug fig. 1, beda one lezec jeszcze znacznie nizej. Poza tym nalezy pamie¬ tac, ze przy dotychczasowym stande techniki wskazniki dla tak wysokich czestotliwosci nie byly jeszcze i nie mogly byc brane pod uwage.

~ Z-a- ». t-r zezenia patentowe 1. Wielozylowy ^ kabel telekomunikacyjny na czestotliwosc nosna z izolacja polistyrolowo- powietrzna lub papiierowo-powietrzna i sy¬ metrycznymi, rozmieszczonymi w gwiazdke nie ekranowanymi wzgledem siebie zylami na wysokie czestotliwosci, zwlaszcza 552 kc i wiecej, znamienny tym„ ze przy zalozonym tlumieniu i danej czestotliwosci posiada sto¬ sunek srednicy zespolu (D) do srednicy prze¬ wodów (d) oraz srednice przewodów (d) wy¬ brane pod wzgledem zuzycia olowiu i miedzi wedlug krzywej (g) lub w poblizu tej krzy¬ wej, która powstaje np. z wykresu zuzycia materialów ze srednica zespolu i srednica przewodów jako niezaleznymi wspólrzednymi w ten sposób, iz na-krzywych z poszczegól¬ nymi wartosciami tlumienia jako parametra¬ mi wyznacza sie po jednym punkcie optymal¬ nego zuzycia materialów i tak wyznaczone punkty laczy sie ze soba. 2. Wielozylowy kabel telekomunikacyjny na czestotliwosc nosna wedlug zastrz. 1, zna- D mienny tym, ze stosunek srednicy— wynosi d od 6 do 8.

Erwin Wedemeyer " Zastepca: Kolegium Rzeczników PatentowychDo opisu patentowego nr 37992 Ark. 1 Fig. 1Do opisu patentowego nr 37992 Ark. 2 c* S n < ts . «* Fig. 2Do Opisu patentowego nr 37992 Ark. 3 Druk. LSW. W-wa. Zam. 82Sc z dn. ll.X.5G r. rap. sat. ki. III 70 g. BI — 100