[发明专利]具有高的传播速度的波纹同轴电缆

说明书

技术领域

本发明涉及波纹同轴电缆。

背景技术

从历史上看，可得到的用于传输RF信号的同轴电缆或者具有光滑的壁的外导体或具有波纹外导体。这两种不同的结构对终端用户提供了特定的优点。对于相同的电缆物理尺寸和泡沫电介质密度，光滑壁外导体同轴结构提供了高的传播速度和低的衰减，但是和同等的具有波纹外导体的电缆相比，其弯曲特性和处理特性较差。当好的处理和弯曲特性重要时，通常使用具有波纹外导体的同轴电缆。然而，这个机械上的改进是通过牺牲一些重要的电性能特性实现的。波纹外导体由于其几何形状增加了电缆的电容。这减少了被传输的信号的速度，并且还增加了在一定尺寸的电缆中的衰减，这是因为电缆内导体的直径的减少，而所述减少是维持所需的特征阻抗需要的。此外，在制造处理期间，为了产生波纹和合适的物理配合，泡沫电介质被压缩的程度大于光滑壁外导体的电缆，这产生密度较大的电介质，因而形成较高的介电常数的介质。迄今为止，这些因素组合起来，使得波纹泡沫绝缘的同轴电缆的速度被限制为小于90％。在市场上可得到的这类电缆的最高速度为89％。

不论在光滑壁外导体的同轴电缆或波纹外导体的同轴电缆中，实现最高的实际信号传播速度是有利的，因为对于固定特征阻抗和固定尺寸的电缆，这使得衰减最低。特征阻抗总是根据系统要求设置，因此是固定的。电缆所阻抗必须和与其相连的设备的阻抗相同，以便使干扰信号的反射最小。无线基础设施系统一般使用具有50欧姆的特征阻抗的设备，而CATV(有线电视)系统通常具有75欧姆的特征阻抗。可利用的电缆具有不同的尺寸，较大的尺寸比较小的尺寸具有较低的衰减，并且在给定的尺寸中最低的衰减是有利的，因为不希望的信号损失最小。在一些情况下，较低的衰减使得可以使用较小的电缆，这带来经济利益。

对于光滑壁的电缆，相对的传输速度(即传输速度和光在空气中的传输速度之比)是泡沫材料的介电常数的平方根的倒数，并且从文献中可以得到的公式，对于任何特定的泡沫材料的密度，介电常数是已知的。对于具有泡沫聚乙烯绝缘材料的光滑壁电缆，要达到90％的传输速度需要的泡沫材料的密度大约是02../cm³。然而，在波纹电缆中，波纹的电效果是增加电缆的电容，因而使传输速度减少几个百分点。一些年来可以得到的具有88％或89％的传输速度的波纹电缆一般要求泡沫密度为0.18g/cm³或更少，因而要求比甚至具有90％的较高速度的光滑壁电缆所需的更先进的泡沫处理技术。用另一种方式来看所述的区别，使用和一些年来波纹电缆使用的介电材料密度相同的泡沫介电材料的光滑壁电缆可以具有93％或更高的传输速度。

发明内容

按照本发明，提供一种同轴电缆，包括内导体，包围所述内导体的并具有0.17g/cm³以下的介电常数的泡沫聚合物绝缘，以及围绕所述绝缘的波纹外导体，所述外导体具有这样的尺寸，使得所述电缆具有大于光速的90％的传输速度，在所述外导体中的波纹形成槽部和峰部，所述槽部和所述绝缘接合。

本发明提供一种具有新的结构的波纹电缆，其进一步改善了可获得的电特性和机械特性的平衡。泡沫材料的密度和波纹的尺寸被精确地控制，从而实现一种保持波纹电缆的良好的柔性和处理性能的波纹同轴电缆，同时又具有90％或更高的传输速度，并且因而改善了衰减。

附图说明

图1a，1b是作为ODRL的函数的常规的1英寸波纹电缆的电缆性能特性曲线；

图2a，2b是作为ODRL的函数的常规的1.4英寸被纹电缆的电缆性能特性曲线；

图3是波纹控制系统的方块图；

图4是作为电缆半径的函数的泡沫密度的曲线；

图5是作为泡沫密度的函数的速度增加的曲线；

图6是作为泡沫密度的函数的衰减减少的曲线；以及

图7是作为电缆半径的函数的泡沫材料的密度的曲线。

本发明的详细说明

本发明的改进的同轴电缆利用了外导体波纹和泡沫绝缘的特性两者的优化。

通过控制外导体产生的波纹长度比(ODLR)可以实现大约90％的相对传输速度。对于1英寸直径的电缆，ODLR一般必须在1.11以下。为了保持和波纹电缆相关的较高的所需柔性和弯曲寿命(30次反向弯曲)，ODLR最好在1.10以上。这些特定的值可以随电缆的尺寸而改变。

ODLR被定义为波纹外导体被其直线长度分割的实际长度。其考虑波纹间距和深度的影响。如果波纹深度对波纹间距的比增加，则ODLR增加。(对于光滑壁电缆，ODLR是1.0)。