TWM436214U - Four-beard star-shaped cable with barrier - Google Patents

Description

M436214 五、新型說明： - 【新型所屬之技術領域】 . 本創作係有關於一種具有屏障之四芒星狀電、纜，特別 指具有至少兩對導線，用於傳輸電子訊號，各導線具有— 由導電材質製成之軸線以及-由絕緣材質製成包覆^轴線 之導線護套，導線是安裝於四芒星狀電镜截面之角落，其 中一對導線對之兩條導線分別位於四芒星狀 # 之兩相對角落上，而四條導線分別以四芒星狀結構依固定 編織參數相互盤繞，由絕緣材質所製成之屏蔽包覆於兩導 線對之徑向外圍，屏蔽是由單—之屏蔽軸線纖_組成之 編織物。 【先前技術】 所謂的四芒星係一種導線用於例如銅軸電纜之盤繞元 素；兩導線對中的四條導線相互盤繞編織，並組成相互十 子父叉之兩導線對，兩條相對之導線形成一對導線對，於 •—料線對上可傳輸—電子訊號，·也就是說，四條導線位 相芒星上四方形之四角落上，而每對導線對之兩導線位 於同-對角線上之兩角落，藉由兩導線對的相互垂直位置 ，可達到兩導線對相互間的干擾屏障的功效。 四芒主狀電纜是屬於對稱電纜之一，以四條呈十字交 又狀相互盤繞編織’也就是對角線上相對的兩條導線形成 一導線對，藉由此種兩導線對的相互垂直位置，僅會發生 極微量之干擾’此外’四芒星狀盤繞編識法之另一優點為 ’除了機觸定斜，何形姐單-導紐編織更高的 3 堆積密度。 藉由盤繞編織，導線或是單一轴線較電纜本身長，戶 谓的纏繞係數即為單-軸線長度對f纜長度的比值，以= 視電纜舉例來說，編織參數約為h G2 s h G4之間，罐餘 係數通常與導線間螺旋狀編織時所採用的分布、級升或z 早級高度有關’料、級升或是單級高度決定接下來螺^ 盤繞之兩線圈凹槽之軸向距離。 、疋 【新型内容】 本創作之主要功能，係在於將上述所揭露之四芒星 電纜之傳輸電子訊號導電特性加以改良。 ”本創作上述之四芒星狀電财，至少―個屏蔽轴線或 f少-個屏蔽軸線束是在軸向上包圍編織，故至少一個屏 蔽轴線之-或至少-個屏_線束之—為沿著軸方向 平行於一導線之一軸線。 本創作之伽在於：藉由改善四芒錄電纜之導電特 性，可達到改善電子屏蔽電流之傳導。 错由至少四條屏蔽軸線或至少四條屏蔽轴線束在經向 包圍導線並與之雜編織，且至少—條屏蔽軸線或是— :屏蔽轴線束在徑向上分別平行於—導線之軸線，可進一 V改知芒星狀魏之導電魏抑或是訊號傳輸特性。 藉由控制-條屏蔽軸線或多條屏蔽軸線或是一條屏蔽 Η束或多條屏蔽軸線束之纏繞係數與導線之纏繞係數為 藉此可針對四芒星狀魏處於彎折 應力 到特別高的安全性。 4 藉由一條屏蔽軸線或是一條屏蔽轴線束在軸向上與一 軸線相互平行’且-條屏蔽軸線或是-歸蔽軸線束與一 軸線在電纜之任意截面上位於四方形之同一對角線上且 條屏蔽軸線或是一條屏蔽軸線束位於軸線之避開四方形 之一邊上，可提升附加於一軸線之一條屏蔽軸線或是一條 屏蔽軸線束之導電性。 藉由銅金屬製成之軸線，可在相同導電特性下同時達 到降低製作成本的目的。 於導線與屏蔽之間為一由絕緣材質製成之絕緣護套 ，藉此可因較佳的電纜傳輸技術特性，以及保持四芒星狀 電纜在受到彎折及扭曲應力影響下的傳輸特性，使屏蔽電 流降低，因電纜外圍絕緣護套切除而造成軸線的損壞機率 降低，故可避免四芒星狀電纜之衰減現象，以及簡化四芒 生狀電纜之絕緣設計，除此之外，該一額外的絕緣護套在 軸線之導線護套上產生一徑向預應力，使得四芒星狀排列 於彎折或扭曲應力下的穩定性大為提升。 屏蔽之徑向外圍上有一第二屏蔽，其為可導電且與屏 蔽結合為一，如此可藉由屏蔽上可能形成之額外調整電流 而進一步提升四芒星狀電纜之傳輸特性，此一調整電流可 彌補電境之成品誤差容忍範圍，此誤差範圍導致屏蔽轴線 與附加之導線不是完全相互平行。 此一第二屏蔽為由絕緣材質製成之護套或護膜，如此 可形成特別大的調整電流通過第二屏蔽的傳輸面積。 第二屏蔽由單一之第二屏蔽軸線纖維所組成之編織物 ’如此即使增加第二屏蔽，亦可保持四芒星狀電雙的彈性 0 第二屏蔽之第二屏蔽軸線與徑向上内圍屏蔽之屏蔽輛 線以相同之纏繞係數反向纏繞編織，如此可於第二屏蔽軸 線與屏蔽上之屏蔽軸線間形成特別多數量的電子接觸點。 【實施方式】 ·、 有關本創作為達上述之使用目的與功效，所採用之技 術手段，茲舉出較佳可行之實施例，並配合圖式所示，詳 述如下： 本創作之實施例，請參閱第一圖與第二圖所示，係為 本創作之四芒星狀電纜之實施例，其中包含四條導線10、 12、14、16 ’分別具有-導電材f製成之軸線丨⑽及由絕 緣材質製成之導線護細，該各導雜、12、14、16相互 纏繞編織為四芒星狀結構，也就是說，在四芒星狀電纜之 任意截面上’該四條導線1G、12、14、難於—四方形17 之四個角落上，位於四方形Π之對角線19上的導線1〇、12 以及導線14、16分雜成兩組導線對，也就是說，該導線 10與導線12組成-導線對’亦即第—導線對，該導線14與 導線16組成另-導線對，亦即第二導線對，該各導線1〇、 12、14、16是以-事先固定之纏繞係數相互纏繞編織，該 纏繞係數通常解賴螺旋狀編織時所採㈣分布、級升 、單級向度以及單捲長度有M，該單捲長度為該各導線1〇 、12、14、16繞著四芒星狀魏絲完整纏繞—圈之抽向 距離’第三圖中之座標顯示為顺〇以及丫轴犯，該一座標 系統之座標原點44位於四芒星狀電纜之長軸上，故四芒星 狀電缓之長轴係為X軸40及γ軸42所形成之空間座標系統之 Z韩。 於訊號傳輸時’第一訊號由第一導線對（導線10與導 線12)傳輸，第二訊號由第二導線對（導線14與導線16) 傳輸，根據已知理論，藉由第一訊號與第二訊號間的相位 差，以及上述四條導線1〇、12、14、16之空間排列，可於 四條導線10、12、14、16之間產生一干擾屏障，在所謂的 差訊模式下，四條導線1〇、12、14、16上之訊號具有180。 的相位差。 圍繞於相互纏繞之四條導線1〇、12、14、16徑向外側 為一屏蔽22 ’其為由各單一之屏蔽軸線23所組成，而圍繞 於導線10、12、14、16以及屏蔽22整體徑向外側為一由絕 緣材質所製成之護套25，介於導線10、12、14、16以及屏 蔽22之間為一由絕緣材質所製成之絕緣護套24，此方式可 在導線10、12、14、16之軸線18與屏蔽22之間形成一額外 之距離’此法之特殊效應以下根據第三圖與第四圖詳加說 明。 第三圖所示係為一由導線10、12、14、16所組成之傳 統四芒星狀電纜，各導線具有轴線18、導線護套20與屏蔽 22 ’屏蔽22直接位於導線1〇、12、14、16之導線護套20的 徑向外側，故軸線18與屏蔽22之間的徑向距離最短，圖中 箭號表示導線1〇、12、14、16傳輸電子訊號時所產生之電 場分佈’其中當箭號標記越大，表示電場強度越高，由第 二圖可知’第二導線對（導線14與導線16)之軸線18與屏 敗22之間有—高電場強度，也顯示出屏蔽22上的高電流， 該電流以下稱為職電流，高紐電流之效應為，作用於 屏敝22上之所有影響因子’均會強烈干擾四芒星狀電纜之 電學特性以及傳輸躲，例如，當四芒星狀電較到彎折 或扭曲應力而屏㈣產生機械性改變甚至破損時，無論軸 線18是否受到機械性改變或破損’均會導致四芒星狀電纜 之電學特性以及傳純性㈣、惡化，此外，屏蔽22通常是 由單一之屏蔽軸線23組成之編織物，為了配合軸線18，屏 敗電流必須經過接觸點由一屏蔽軸線23轉移至另一屏蔽軸 線23 L過長期使用而接觸點老化後，無論軸線18是否因 老化過程喊生機赚衰退，均纽礙紐電流之流通， 進而使四芒星狀魏傳輸電子訊號之功能惡化。 ^相對於第三圖，細圖所示係為依據本創作具有絕緣 護套24之四芒星狀電纜巾電場分布，其情由位於導線1〇 、12、14、16與屏蔽22之間的額外絕緣護套24，使得屏蔽 22與軸線18之間的彳i向轉A於如第三圖所示的傳統四芒 星狀電纜實施例’如第四騎示，f場針於導線10、12 14、16之間，表不’摘作之四芒星狀電纜進行訊號 傳輸時會產鎌少的驗電流，這也使得舰22發生依據 第三圖所說明的功能惡化不會影響本創作之四芒星狀電缓 ’僅會對電學雜與訊麟輸戦造雜微量的影響，功 能惡化之例子為四芒星狀電财翻崎屏蔽的升高即 使在屏蔽22受親損或老辦，畔星狀親之訊號傳輸 M436214 功能也僅受到極微量的負面影響，換句話說’本創作四芒 星狀電纜之電子訊號傳輸特性對屏蔽22之毀損與老化具有 較高的抗性。 第五圖與第六圖中的標示為電子訊號頻率26(單位GHz ，以水平座標轴表示）以及電子訊號傳導28(單位dB，以縱 軸表示），第五圖中的第一條譜線30顯示如第三圖所示之傳 統四芒星狀電纜同步訊號傳輸時電子訊號傳導28與電子訊 號頻率26之關係（一般模式，導線10、12、14、16上訊號 間無相位差），第五圖中的第二條譜線32則顯示如第三圖所 示之傳統四芒星狀電纜對位訊號傳輸時電子訊號傳導28與 電子訊號頻率26之關係（差訊模式，導線10、12、14、16上 訊號間有相位差）；第六圖中的第三條譜線34顯示如第四圖 所示之本創作四芒星狀電纜，說明本創作四芒星狀電纜同 步訊號傳輸時電子訊號傳導28與電子訊號頻率26之關係（ 一般模式’導線10、12、14、16上訊號間無相位差），第六 圖中的第四條譜線36則顯示如第四圖所示，說明本創作四 芒星狀電纜對位訊號傳輸時電子訊號傳導28與電子訊號頻 率26之關係(差訊模式，導線10、12、14、16上訊號間有相 位差），第五圖與第六圖之各譜線3〇、32、34、祁分別為依 據第三圖與第四圖之排列模擬而得。 如第五圖中之第二條譜線32所示，傳統四芒星狀電纜 在頻率為2.·時其訊號傳導會產生—暴跌，如第六圖中 第四條譜職所示’此-麵在摘作之四芒星狀電镜中 並未發生，此-織絲_本創作四芒星狀魏在訊號 9 ，而且在屏蔽之毀 傳輸功此± -雜碰與意外性的改良 損或老化之前便已存在。 依據本創作’單—的屏蔽轴線23與至少四條導線10、 12、14、16之-平行，藉此可顯著改良四芒星狀 峨時之電學雜與傳輪魏，也就是說，賊嫌3也 =以與導線1G、12、14、16烟之單捲長度s或是纏繞係數 、兀而成第七圖所示係為一屏蔽軸線2如之實施例，第七 圖中亦標示了單捲長度s 46，屏蔽祕撕為圍繞著導線ι 〇 、12、14、16徑向外侧螺旋狀纏繞，故屏蔽軸線23a為平行 於導線14’屏蔽軸線23a與導線14間之精確相對位置如第二 圖所示，频鱗2_繞著導線10、12、14、賺繞，以 至於在四亡星狀賴之任域面上屏蔽軸賴a與導線14 位於同-對角線19上，且屏蔽軸線既位於與導線14同一側 上’並位於四方形17之外部，藉由屏蔽轴線挪此種安置， 附加於導線14之屏蔽電流無須藉由其他屏蔽軸線23而直接 依循導線14流通’藉著避免由—屏蔽軸線批另一屏蔽轴 線之過渡㈣’屏蔽22上之導電性，以及四芒星狀電境於 電子訊號傳輸時之電學雜與導電雛可獲得改善，特別 是可降低於摘作畔錄電魏行傳輸之顧訊號之衰 減。 舉例來說，四方形17之邊長a 48為〇. 83mm，該邊長樓 兩相鄰的導_、12、14、16間之距離相等，利用座標系 統（以四芒星狀電纜長軸方向為2轴)2轴方向上的一自由參 數t (t=(H)以及單捲長度s.，可如下計算出座標系統⑽ M436214 dertn 40、Y軸42)中第η條軸線(n=l〜4)之位置向晋- 至7k, aer^i ♦ a I V2 a v2 cos [(271 (n- D.l] ；2tt · t) + (n _ ί) . fl ^Schirm

riSchrim =〔 1 _ · ·

Nschr / o 利用座標系統（以四芒星狀電縣軸方向為_2袖方 向上的一自由參數ΐ (t=0〜l)以及單捲長度S，可如下計算 出座標系統（X軸40、Y軸42)中第n&h心條屏蔽軸線23或是 屏蔽軸線23a之位置向量^iSdiirm ¥.3ΐη[(2π.ΐ) + (η^_ —υ·卸] s 其中d&hirm為屏蔽轴線23、23a之直徑50， ’而Nschrin為屏蔽軸線之總數，= ^為一導線（ 圖中為導線14)相對應之對角線19與屏蔽軸線23以及座標 原點44間連線60之夾角52，舉例來說’對屏蔽軸線23a來說 ，其夾角卸=〇。，當卸=4時，屏蔽軸線之位置向量可 寫成： ^Schirm ~ ^Sckirm 2 cos(2?r· r+-5c?tirm~ L Nschirm ·) ^f^.sin(27r s · t ’S chirm ^ ^Schtrm ^Schirm J ^ 雖然屏蔽軸線23a優先傳輸導線14附加之屏蔽電流，此 11 電流亦可經由與屏蔽軸線23a相鄰之屏蔽軸線23傳輸，因此 如果屏蔽轴線23a因彎折或扭曲受到毀損，屏蔽電流基本上 仍了/〇著屏敗22上之屏蔽軸線23a與導線14平行進行傳輸 ，而無須更換至另一屏蔽轴線23。 如實施例，單捲長度s 46為40mm長，屏蔽22之半徑54 為rscM™ = 1.5麵，軸線18之直徑邡為山加=〇 48咖，導 線》蒦套20之直控58為dweris。= a = 0. 83 mm，屏蔽軸線23、 23a之直徑50為dschirm = 〇. 1 IUJU 〇 另一種方式為，於屏蔽22徑向外側包覆有第二層由導 電材質製狀屏蔽（未於圖巾標示），該第二層屏蔽於徑向 内側與屏蔽22具有導電的結合，故於—調整電流喊動於 該第二層屏蔽上’藉纟此可麵電㈣成時具有之可容忍 誤差例如屏蔽軸線23a並未完全平行於導線μ安裝（如第 二圖）；藉由第二層#蔽上之調整電流亦可彌補屏蔽22之老 化或毁損。 綜上所述，本創作確實已達到所預期之使用目的與功 效’且更較習知者為之理想、實用，惟，上述實施例僅係 針對本創作之-種較佳實施例進行具體說明而已，此實施 例並_以限定本鍵之申請專利範圍，舉凡其它未脫離 本創作所揭示之技術手段下所完成之均等變化與修飾，均 應包含於本創作所涵蓋之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第一圖所示係為本創作實施例之立體圖。 第二圖所示係為本創作實施例之剖面圖。 12 M436214 第二圖所示係為傳統四芒星狀電纜之 電場分布。 剖面圖 圖中標示有 =四圖所_林解實_標村電場 紅圖係錄第三圖卿之觀四芒錄電叙號 傳輸與電子訊繞頻率之關係圖。 °… 第六圖係依據第四圖輯之本創作實補四芒星狀電缓之 電子訊號傳輸與電子訊號頻率之關係圖。

第七圖係依據第一圖與第二圖所示之相互盤繞編織之導線 與屏蔽軸線實施例之示意圖。 【主要元件符號說明】

10導線 14導線 17四方形 19對角線 22屏蔽 23a屏蔽軸線 25護套 28電子訊號傳導 32第二條譜線 36第四條譜線 42 Y軸 46單捲長度s 50直徑 54半徑 12導線 16導線 18軸線 20導線護套 23屏蔽軸線 24絕緣護套 26電子訊號頻率 30第一條譜線 34第三條譜線 40 X軸 44座標原點 48邊長a 52夾角 .56直徑 13 M436214 58直徑 60連線

Claims (1)

1. M4Jb214 τ、申請專利範圍： 1. 一種具有屏障之四芒星狀電纜，具有至少由四條導線組 成之兩導線對’用於傳輸電子訊號，其巾各導線具有一 由導电材貝製成之軸線以及一由絕緣材質製成包覆住軸 線之導線4套’該導線是安裝於四芒星狀電覺截面之角 落’、中對導線對之兩條導線分別位於四芒星狀構造 對角線上之兩蝴角落上，該四條導線分取四芒星壯 構依固級_數相互盤繞，由·材質㈣成之屏蔽 包覆於兩導線對徑向外圍，其中該屏蔽料至少一屏蔽 轴線或至少-屏蔽轴線束纖維所組成之編織物； 於]該至少—屏蔽軸線或至少—屏蔽軸線束圍 Ϊ終丨讀向外側並與之職，且該至少—屏蔽軸線 線了广屏敝轴線束於長轴方向上係平行於導線之軸 2.Π請^範圍第1項所述具有屏障之四芒星狀電缓， 徑二條屏蔽轴線或該至少四條屏蔽轴線束於 3.=請專利翻第1項所述具有屏障之四芒星狀電辨， 虚^該至少-條屏蔽轴線或該至少一 束θ 與導線綱域_數_繞。 _線束疋 請翻範圍第】項所述具有 其卜該至少—屏蔽轴線或該至少一屏蔽轴、^與電^ 15 M436214 線於長轴方社分縣相互平行，且料_線或該屏 蔽轴線束與該軸線於四芒星狀電纜任意戴面上係位於一 =方形之同-對驗上，且該屏蔽軸線或該屏蔽軸線束 於四方形上位於軸線反向之外側。 5·如申請專利範圍第i項所述具有屏障之四芒星狀魏， 其中，該轴線係由銅金屬製成。 =申請專嫌㈣丨項所述具有鱗之四芒星狀電境， =緣=料賴該屏蔽之_有—由絕緣材質製成 7.;:請：細第1項所述具有屏障之四芒星狀·， 敲=:r外側具有-第二屏蔽，且其與該屏 9 =申請專職俩述具有屏障之畔纽電變， 二料一屏蔽係為由導電材質 物料，該第二韻為由單-第二屏蔽轴線所組H ι〇.如宇請專利範圍第9項 其中，該第二屏有叫之四芒星狀·， 成。 轴線為反向於該屏蔽軸線纏繞編織而 如夺請專利範園第μ ，其中nmm 芒星狀電瘦 同之纏繞係數所鐘繞/系與該導線屏蔽之屏蔽轴線相 16