RU2413318C1

RU2413318C1 - High-frequency coaxial cable

Info

Publication number: RU2413318C1
Application number: RU2009138075/07A
Authority: RU
Inventors: Алексей Григорьевич Ионов (RU); Алексей Григорьевич Ионов; Ирина Львовна Ильина (RU); Ирина Львовна Ильина; Николай Степанович Куприянов (RU); Николай Степанович Куприянов; Тамара Николаевна Петина (RU); Тамара Николаевна Петина; Марина Васильевна Гусева (RU); Марина Васильевна Гусева
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Особое конструкторское бюро кабельной промышленности"
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-02-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention may be used in high-frequency coaxial cables intended for high-speed transfer of microwave signals in various areas of engineering for significant distances. High-frequency coaxial cable consists of inner conductor with thin-walled, increased and external layers of insulation, and external conductor with shell. Thin-walled layer of insulation is made of raw glased ribbons from polytetrafluoroethylene, and increased layer of insulation is arranged from ribbons of porous polytetrafluoroethylene, at the same time external layer of insulation is applied with pressing at increased layer of insulation by means of extrusion and is made of polytetrafluoroethylene or its copolymers, besides, shell of external conductor is made of polytetrafluoroethylene or its copolymers. Thickness of increased layer of insulation is to thickness of thin-walled layer of insulation as 10 to 1, and thickness of thin-walled layer is to thickness of external layer of insulation as 1 to 2.

EFFECT: invention provides for mechanical stability of cable, increased stability of electric characteristics, wave resistance, coefficient of return losses attenuation, and stable transfer of high-frequency currents without increase of cable diametre.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть использовано в конструкциях высокочастотных коаксиальных кабелей, предназначенных для высокоскоростной передачи СВЧ-сигналов в различных областях техники на значительные расстояния.The invention relates to electrical engineering, in particular to cable technology, and can be used in the construction of high-frequency coaxial cables designed for high-speed transmission of microwave signals in various fields of technology over significant distances.

Известны высокочастотные коаксиальные кабели, которые имеют однопроволочный или многопроволочный внутренний проводник из медных жил различной гибкости, пленочную или комбинированную изоляции, возможно из полипропиленовых лент, скрепленных лентой из фторопласта. Эти кабели имеют также внешний проводник, который может быть выполнен из цилиндрической медной трубки с продольным швом, гофрированные или оплетенные («Электрические кабели, провода и шнуры». Справочник «Кабели электросвязи». Автор: Ю.А.Парфенов, стр.30-31, Москва, «Экотрендз». 2003 г.).High-frequency coaxial cables are known which have a single-wire or multi-wire inner conductor of copper conductors of various flexibility, film or combination insulation, possibly made of polypropylene tapes fastened with a fluoroplastic tape. These cables also have an external conductor, which can be made of a cylindrical copper tube with a longitudinal seam, corrugated or braided (“Electric cables, wires and cords.” Directory “Telecommunication cables.” Author: Yu.A. Parfenov, p.30- 31, Moscow, Ecotrends. 2003).

Известен электрический кабель с металлической оболочкой, внутренним проводником с двухслойным защитным покрытием. В кабеле при изготовлении применяется вдавливание покрытия (патент СССР №562221, кл. H01B 7/00, 1971 г.).Known electrical cable with a metal sheath, an inner conductor with a two-layer protective coating. Indentation of the coating is used in the cable during manufacture (USSR patent No. 562221, class H01B 7/00, 1971).

Известен электрический провод или кабель с металлическим проводником, заключенным в изоляцию, образованную намотанной одним или несколькими слоями со взаимным перекрытием краевых участков обмоточной лентой, выполненной на основе политетрафторэтилена, и несколькими слоями полиимидной обмоточной ленты (патент Германии №4414052, кл. H01B 13/08, 1994 г.).Known electrical wire or cable with a metal conductor enclosed in insulation formed by wound one or more layers with mutual overlapping of the edge sections of a winding tape made on the basis of polytetrafluoroethylene, and several layers of polyimide winding tape (German patent No. 4414052, CL H01B 13/08 , 1994).

Известен также электрический кабель с наружным токопроводящим слоем с пластмассовой оболочкой, внутренним проводником с двухслойным защитным покрытием: один слой - изоляция, выполненная из сшитого или несшитого полимерного материала, другой слой представляет собой плотно прилегающую оболочку (патент СССР №1085522, кл. H01B 7/00, 1980 г.).Also known is an electric cable with an outer conductive layer with a plastic sheath, an inner conductor with a two-layer protective coating: one layer is an insulation made of cross-linked or non-cross-linked polymer material, the other layer is a tight-fitting sheath (USSR patent No. 1085522, class H01B 7 / 00, 1980).

Наиболее близким аналогом (прототипом) является коаксиальный кабель, который может использоваться при прохождении по нему тока высокой частоты, состоящий из внутреннего проводника с тонкостенным, увеличенным и внешними слоями изоляции, а также внешнего проводника с оболочкой (а.с. СССР №1046772, кл. H01B 9/02, 1982 г.).The closest analogue (prototype) is a coaxial cable that can be used when a high-frequency current passes through it, consisting of an inner conductor with thin-walled, enlarged and outer layers of insulation, as well as an outer conductor with a sheath (AS USSR No. 1046772, class H01B 9/02, 1982).

К недостаткам следует отнести то, что на поверхности внутреннего проводника между тонкостенным слоем и между другими слоями, в том числе увеличенным слоем, который может быть пористым и тонкостенным, имеются воздушные включения, которые к тому же могут изменяться в процессе эксплуатации при изгибах, что приводит к нестабильным электрическим характеристикам. На высокую надежность работы кабеля при прохождении сигнала влияет его толщина, что не позволяет выполнять кабель более тонким без изменения сигнала. При этом следует отметить недостаточно высокую механическую устойчивость известных кабелей, наличие нестабильных электрических характеристик, волнового сопротивления, большого коэффициента затухания, также велика возможность возвратных потерь.The disadvantages include the fact that on the surface of the inner conductor between the thin-walled layer and between other layers, including the enlarged layer, which can be porous and thin-walled, there are air inclusions, which can also change during operation during bending, which leads to unstable electrical characteristics. The high reliability of the cable during the passage of the signal is affected by its thickness, which does not allow the cable to be thinner without changing the signal. It should be noted that the mechanical stability of the known cables is not high enough, the presence of unstable electrical characteristics, wave impedance, a large attenuation coefficient, and the possibility of return losses is also great.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание высокочастотного коаксиального кабеля, который может обеспечить повышение механической устойчивости кабеля, повышение стабильности электрических характеристик, волнового сопротивления, коэффициента затухания, возвратных потерь и др. При этом кабель должен обеспечивать стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля. Задачей также является уменьшение коэффициента затухания при неизменно малом диаметре провода, а также для увеличения номенклатуры данного вида изделий.The problem to which the invention is directed, is the creation of a high-frequency coaxial cable, which can provide increased mechanical stability of the cable, increased stability of electrical characteristics, wave resistance, attenuation coefficient, return loss, etc. In this case, the cable must provide stable high-frequency current transmission without increase in cable diameter. The objective is also to reduce the attenuation coefficient with a consistently small wire diameter, as well as to increase the nomenclature of this type of product.

Техническим результатом при реализации предлагаемого изобретения является обеспечение возможности повышения механической устойчивости кабеля, повышение стабильности электрических характеристик, волнового сопротивления, коэффициента затухания, возвратных потерь. Кроме того, при реализации предлагаемого изобретения, кабель должен обеспечивать стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля. При этом должно происходить уменьшение коэффициента затухания при неизменно малом диаметре провода.The technical result in the implementation of the invention is the ability to increase the mechanical stability of the cable, increasing the stability of electrical characteristics, wave resistance, attenuation coefficient, return loss. In addition, when implementing the present invention, the cable must provide stable transmission of high-frequency current without increasing the diameter of the cable. In this case, a decrease in the attenuation coefficient should occur with a consistently small wire diameter.

На достижение указанного технического результата оказывают влияние следующие существенные признаки.The following essential features influence the achievement of the indicated technical result.

В высокочастотном коаксиальном кабеле, состоящем из внутреннего проводника с тонкостенным, увеличенным, внешним слоями изоляции и внешнего проводника с оболочкой, тонкостенный слой изоляции выполнен из сырых каландрированных лент из политетрафторэтилена, а увеличенный слой изоляции выполнен из лент пористого политетрафторэтилена, при этом внешний слой изоляции наложен с обжатием на увеличенный слой изоляции путем экструзии и выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров, причем оболочка внешнего проводника выполнена из политетрафторэтилена или его сополимеров. Толщина увеличенного слоя изоляции относится к толщине тонкостенного слоя изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя изоляции относится к толщине внешнего слоя изоляции как 1 к 2. Поверхностный участок увеличенного слоя изоляции имеет значение относительной диэлектрической проницаемости, равное значению относительной диэлектрической проницаемости тонкостенного слоя изоляции. Перекрытие тонкостенного слоя изоляции выполнено менее 50 процентов.In a high-frequency coaxial cable, consisting of an inner conductor with a thin-walled, enlarged, outer insulation layer and an outer conductor with a sheath, the thin-walled insulation layer is made of raw calendered polytetrafluoroethylene tapes, and the enlarged insulation layer is made of porous polytetrafluoroethylene tapes, while the outer insulation layer is superimposed with compression on the increased insulation layer by extrusion and made of polytetrafluoroethylene or its copolymers, and the outer conductor sheath is made of poly tetrafluoroethylene or its copolymers. The thickness of the increased insulation layer refers to the thickness of the thin-walled insulation layer as 10 to 1, and the thickness of the thin-walled insulation layer refers to the thickness of the outer insulation layer as 1 to 2. The surface portion of the increased insulation layer has a relative permittivity equal to the value of relative permittivity of the thin-walled insulation layer . Overlapping a thin-walled insulation layer is less than 50 percent.

На чертеже представлен высокочастотный коаксиальный кабель.The drawing shows a high-frequency coaxial cable.

Высокочастотный коаксиальный кабель состоит из внутреннего проводника 1 с тонкостенным слоем 2 изоляции, поверх которого имеется увеличенный слой 3 изоляции. На увеличенном слое 3 изоляции находится внешний слой 4 изоляции. Внешний проводник 5 высокочастотного коаксиального кабеля охватывает внешний слой 4 изоляции и имеет оболочку 6. Внутренний проводник 1 может быть выполнен однопроволочным либо многопроволочным. Он изготавливается преимущественно из медной проволоки. Тонкостенный слой 2 изоляции плотно облегает внутренний проводник 1 и выполнен из сырых каландрированных лент из политетрафторэтилена. Ленты изоляции тонкостенного слоя 2 могут быть наложены друг на друга с перекрытием, то есть тонкостенный слой 2 может быть выполнен с перекрытием, причем перекрытие может составлять менее 50 процентов. Увеличенный слой 3 изоляции выполнен из лент пористого политетрафторэтилена. Ленты пористого политетрафторэтилена увеличенного слоя 3 изоляции могут быть наложены друг на друга без перекрытия или с перекрытием. При этом внешний слой 4 изоляции наложен с обжатием на увеличенный слой 3 изоляции путем экструзии и выполнен из политетрафторэтилена или его сополимеров. Оболочка 6 выполнена из политетрафторэтилена или его сополимеров. В примере исполнения толщина увеличенного слоя 3 изоляции относится к толщине тонкостенного слоя 2 изоляции как 10 к 1, а толщина тонкостенного слоя 2 изоляции относится к толщине внешнего слоя 4 изоляции как 1 к 2. Тонкостенный слой 2 изоляции может быть выполнен с перекрытием менее 50 процентов. Значения относительной диэлектрической проницаемости на поверхностном участке увеличенного слоя изоляции и тонкостенного слоя изоляции равны.The high-frequency coaxial cable consists of an inner conductor 1 with a thin-walled insulation layer 2, over which there is an enlarged insulation layer 3. On the enlarged insulation layer 3 is an outer insulation layer 4. The outer conductor 5 of the high-frequency coaxial cable covers the outer layer 4 of the insulation and has a sheath 6. The inner conductor 1 can be made single-wire or multi-wire. It is mainly made of copper wire. A thin-walled insulation layer 2 fits tightly around the inner conductor 1 and is made of crude calendered polytetrafluoroethylene tapes. The insulation tapes of the thin-walled layer 2 can be superimposed on top of one another, that is, the thin-walled layer 2 can be overlapped, the overlap being less than 50 percent. The enlarged insulation layer 3 is made of porous polytetrafluoroethylene tapes. Tapes of porous polytetrafluoroethylene of an increased insulation layer 3 can be superimposed on one another without overlapping or overlapping. In this case, the outer insulation layer 4 is superimposed onto the enlarged insulation layer 3 by extrusion and is made of polytetrafluoroethylene or its copolymers. The shell 6 is made of polytetrafluoroethylene or its copolymers. In the embodiment, the thickness of the enlarged insulation layer 3 refers to the thickness of the thin-walled insulation layer 2 as 10 to 1, and the thickness of the thin-walled insulation layer 2 refers to the thickness of the outer insulation layer 4 as 1 to 2. The thin-walled insulation layer 2 can be made with an overlap of less than 50 percent . The relative permittivity values on the surface portion of the enlarged insulation layer and the thin-walled insulation layer are equal.

Работа высокочастотного коаксиального кабеля осуществляется следующим образом. Увеличенный слой 3 изоляции за счет своей пористости обеспечивает стабильную передачу тока высокой частоты, а его обжатие позволяет обеспечить уменьшение коэффициента затухания при малом диаметре провода за счет его обжатия. Благодаря стабильности волнового сопротивления, низкого уровня возвратных потерь и низкого значения коэффициента затухания при работе кабеля происходит значительно низкое, незначительное искажение высокочастотных и видеосигналов и отсутствует переотражение в кабеле.The operation of the high-frequency coaxial cable is as follows. The increased insulation layer 3, due to its porosity, ensures stable transmission of high-frequency current, and its compression allows to reduce the attenuation coefficient with a small diameter of the wire due to its compression. Due to the stability of the wave resistance, the low level of return losses and the low attenuation coefficient during cable operation, a significantly low, insignificant distortion of high-frequency and video signals occurs and there is no re-reflection in the cable.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает возможность повышения механической устойчивости высокочастотного коаксиального кабеля, обеспечивается повышение стабильности его электрических характеристик. Стабильными являются волновое сопротивление, коэффициент затухания, возвратные потери. Кроме того, кабель может обеспечивать при помощи пористой части слоя изоляции стабильную передачу тока высокой частоты без увеличения диаметра кабеля, что достигается за счет его обжатия. При этом при неизменно малом диаметре провода происходит уменьшение коэффициента затухания.Thus, the present invention provides the opportunity to increase the mechanical stability of the high-frequency coaxial cable, provides increased stability of its electrical characteristics. The wave impedance, attenuation coefficient, and return loss are stable. In addition, the cable can provide with the porous part of the insulation layer a stable high-frequency current transmission without increasing the diameter of the cable, which is achieved by crimping it. In this case, with a consistently small diameter of the wire, the attenuation coefficient decreases.

Claims

A high-frequency coaxial cable consisting of an inner conductor with insulation tapes of thin-walled and enlarged layers, having an outer conductor, an outer insulation layer and a sheath, characterized in that the outer insulation layer is superimposed on the enlarged insulation layer by extrusion with compression of the enlarged layer so that the surface layer of the latter has a relative permittivity equal to the relative permittivity of a thin-walled insulation layer, and the outer conductor is superimposed on the outer insulation layer, and the tapes of the thin-walled insulation layer are raw calendered from polytetrafluoroethylene, and the tapes of the increased insulation layer are made of porous polytetrafluoroethylene, while the outer insulation layer is made of polytetrafluoroethylene or its copolymers, the thickness of the increased insulation layer refers to the thickness of the thin-walled insulation layer as 10 to 1, and the thickness of the thin-walled insulation layer refers to the thickness of the outer insulation layer as 1 to 2.