[发明专利]空中安装的通信电缆

说明书

本发明涉及一种通信电缆，更具体地说，是涉及一种适于传输RF(射频)信号的通信电缆的空中安装。

当今普遍使用的用于传输RF信号的同轴电缆包括内导体、包裹内导体并作为外导线的金属外皮、以及可以选择使用的包裹金属外皮的保护层。一绝缘层包裹内导体使得内导体与包裹其外的金属外皮电绝缘。例如，一电缆结构中采用膨胀泡沫绝缘层包裹内导体并填充内导体与包裹其外的金属外皮间的空间。在另一结构中，与盘形聚合物垫片配合使用的空气绝缘层用来支撑中心导线使其在空间分布上与外导线分开。

这些类型的同轴电缆的一个通常用途是用做声音、数据、以及图像传输的主干和分支电缆。同轴主干和分支电缆经常在空中安装，比如被悬挂在公用电杆之间。在安装同轴电缆时一个要关心的问题是同轴电缆普遍存在的有限的弯曲性能，这是同轴电缆的特点。尤其在安装同轴电缆时必须小心以避免在同轴电缆中出现卷曲或弯曲，因为任何这样的卷曲或弯曲都将有害地影响电缆的信号传输性能。这些卷曲或弯曲也可能在由于季节性和每天的温度变化而重复热膨胀和收缩循环之后成为电缆结构破坏的部位。

如图1-4所示，安装空中电缆的常规方法通常是一个费时间的过程。典型的如图1所示，首先把绳固定在公用电杆12上并穿过滑轮14或通过其它方法把支撑绳10或“悬缆”安装在下一个公用电杆16上。然后，如图2所示，利用从支撑绳或其它装置悬垂的滑轮20沿支撑绳10的长度方向拉同轴电缆以便安装同轴电缆18。接着，如图3和图4所示，通过把同轴电缆缠挂或捆扎在支撑绳上把同轴电缆18固定在支撑绳10上。在隔开的位置处，同轴电缆被形成膨胀圈24，如图4所示，以适应随着季节和每天的温度变化而产生的膨胀和收缩。在常规安装方法中，必须进行很多步骤以便空中安装通信电缆。

另一种方法是在同一保护层中提供同轴电缆和支撑绳或悬缆并在同一步骤中悬挂支撑绳和同轴电缆。然而，这种特殊的结构仍然要求形成膨胀圈的独立的步骤以适应热膨胀。

尽管膨胀圈可充分解决热膨胀和收缩的问题，但出现了很多与使用膨胀圈有关的问题。例如，在电缆的使用寿命中膨胀圈被弯曲很多次，结果，在膨胀圈中的应力局部集中导致在膨胀圈处的部分电缆失效，由此至少影响了部分传输信号。膨胀圈失效的趋势使得有必要更早地更换电缆。另外，在安装时必须手工形成膨胀圈便容易在电缆中产生有害的卷曲或弯曲。而且，如上所述，安装时形成在同轴电缆中膨胀圈是很耗时的。

本发明提供一种无需膨胀圈而能经受热膨胀和收缩的通信电缆。此外本发明的通信电缆是单一单元的，因此在一路径中通信电缆能够快速安装。尤其，本发明提供一种有支撑绳的通信电缆并且至少有一根同轴电缆缠绕在支撑绳上，这样一种方式使得同轴电缆能够适应由于热膨胀和收缩引起的尺寸变化。更具体地说，使用同轴电缆长度超出支撑绳长度的特定关系，同轴电缆螺旋形缠绕在支撑绳或悬缆上或与其扭成股。该同轴电缆包括内导体、包裹内导体的绝缘层和包裹绝缘层的外层管状金属外皮。最好绝缘层是膨胀泡沫绝缘体比如闭孔聚乙烯泡沫塑料。该同轴电缆可以选择地包括一包裹金属外皮的保护层。

本发明所提供的空中安装的同轴电缆通过电子连接器将它们的末端与电缆系统中的其它元件相连。在连接器之间电缆可以延伸数百或数千英尺。结果，热膨胀和收缩能够在电子连接器处产生非常高的张力，这样就降低了电缆信号传输的性能或者甚至引起同轴电缆从连接器中拉出，使系统断开。然而已经发现，通过将同轴电缆螺旋形构型缠绕在支撑绳周围并且将同轴电缆与支撑绳的长度比率控制在限定参数1.005与1.010之间，电缆能够有效的承受严重的热膨胀和收缩而不需要膨胀圈。在一个最佳实施例中，该比率在1.006与1.010之间。同轴电缆最好用变化绞距长度缠绕在支撑绳周围，这样可以限制对信号传输起负作用的匹配回路损耗(SRL)的引入或者周期性的阻抗不匹配。

采用导线和悬缆支撑绳的股状结构的电缆已经被建议使用在特定的用途中。比如，Morrison等人的美国专利第2473965号，提及股状电缆结构用于电能传输。与支撑绳成股的小直径同轴电缆也已被生产用于某些特殊的低频带宽度，比如无线电传输。然而这些现有的应用并不存在本发明中大直径同轴电缆在热收缩过程中所遇到的严重张力。此外，这些现有的应用不曾意识到本发明所提及的恰当控制电缆长度与支撑绳长度比率的重要性。