RU2610900C2

RU2610900C2 - Coaxial cable with nanotube insulation

Info

Publication number: RU2610900C2
Application number: RU2015121978A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Львович Портнов
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2017-02-17
Also published as: RU2015121978A

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used in designs of coaxial communication cables. In a coaxial cable with a nanotube insulation having central metal conductor (1), polymer insulation layer (2) located on it and external metal conductor (3), the polymer insulation of which is made of n polymer layers of nanotubes (4, 5, 6), herewith each layer of the polymer insulation is characterized by a different diameter of nanotubes.

EFFECT: invention provides designing coaxial cables with an insulating material for any dimensions of coaxial pairs with a required low value of relative dielectric permeability.

1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях коаксиальных кабелей связи.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the construction of coaxial communication cables.

Уровень техникиState of the art

Известны конструкции коаксиального кабеля, содержащие центральный медный проводник и внешний медный проводник с изоляцией между ними в виде: сплошной монолитной, ленточной и двухслойной, пористой, кордельно-трубчатой, шлицованной, кордельной, шайбовой и колпачковой (Д.Я. Гальперович, А.А. Павлов, Н.Н. Хренков. Радиочастотные кабели. Энергоатомиздат, М., 1990, рис. 1.7 стр. 15).There are known designs of coaxial cable containing a central copper conductor and an external copper conductor with insulation between them in the form of a solid monolithic, tape and two-layer, porous, cord-tubular, slotted, cord, washer and cap (D.Ya. Galperovich, A.A. Pavlov, NN Khrenkov. Radio-frequency cables. Energoatomizdat, M., 1990, Fig. 1.7 p. 15).

Недостатком данных конструкций является сложность получения низкого значения относительной диэлектрической проницаемости для различных размеров коаксиальных пар.The disadvantage of these structures is the difficulty of obtaining a low value of relative permittivity for various sizes of coaxial pairs.

Известна конструкция коаксиального сигнального кабеля с композитной пористой изоляцией, включающей флюорокорбанатный полимер. Электрический центральный проводник окружен ленточной оборткой из пористого политетрафлюороэцилена, на который некладывается еще один слой из подобного материала. Поверх данного пористого слоя затем накладывается металлизированная полимерная лента, вокруг которой навивается дренажный провод, и сверху еще накладывается защитная оболочка из термопластического материала (Патент 5210377 США, МКИ Н01В 11/18 Kennedy Fransis Α., Hardie Willian G., Hegenbarth Jack J., W.L. Gore and Assocates Coaxial electric signal cable Having a composite porous insulation. №827309. 3аявл. 29.01.92 г. Опубл. 11.05.93 г. НКИ 174/107).A known construction of a coaxial signal cable with composite porous insulation, including fluorocorbate polymer. The electrical central conductor is surrounded by a tape obtomat made of porous polytetrafluoroethylene, on which another layer of a similar material is not laid. On top of this porous layer, a metallized polymer tape is then applied around which a drain wire is wound, and a protective sheath of thermoplastic material is still applied on top (U.S. Patent 5210377, MKI H01B 11/18 Kennedy Fransis Hard., Hardie Willian G., Hegenbarth Jack J., WL Gore and Associates Coaxial electric signal cable Having a composite porous insulation. No. 827309. 3Apr. 29.01.92 Pub. 11.05.93 NKI 174/107).

Недостатком данной конструкции является сложность представленной трехслойной изоляции, которая не позволяет получить маленькую величину относительной диэлектрической проницаемости.The disadvantage of this design is the complexity of the presented three-layer insulation, which does not allow to obtain a small value of the relative dielectric constant.

Наиболее близкой по технической сущности является коаксиальный кабель, содержащий центральный металлический проводник, расположенный на нем один слой пористой полимерной изоляции и внешний металлический проводник, в конструкцию дополнительно введены n-1 слоев пористой полимерной изоляции, при этом каждый из слоев пористой полимерной изоляции перфорирован по всей длине с различными шагами перфорации в каждом слое и различными размерами отверстий перфорации в каждом слое (патент РФ МПК H01B 11/18 №2397564. Коаксиальный кабель связи. Портнов Э.Л. Опубл. 20.08.10. Бюл. №23).The closest in technical essence is a coaxial cable containing a central metal conductor, one layer of porous polymer insulation located on it and an external metal conductor, n-1 layers of porous polymer insulation are additionally introduced into the structure, each of the layers of porous polymer insulation is perforated throughout length with different perforation steps in each layer and different sizes of perforation holes in each layer (RF patent IPC H01B 11/18 No. 2397564. Coaxial communication cable. Portnov E. L. Publish. 08/20/10. Bull. No. 23).

Недостатком данного коаксиального кабеля является высокая величина относительной диэлектрической проницаемости для любых размеров коаксиальных пар.The disadvantage of this coaxial cable is the high value of the relative permittivity for any size of coaxial pairs.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей, на реализацию которой направлено данное техническое решение, является создание такой конструкции коаксиального кабеля, которая позволяет получить из используемых в конструкциях коаксиальных кабелей изоляционных материалов для любых размеров коаксиальных пар требуемую низкую величину относительной диэлектрической проницаемости.The objective to which this technical solution is directed is to create a coaxial cable design that allows obtaining the required low value of relative permittivity from the insulation materials used in the construction of coaxial cables of insulating materials for any sizes of coaxial pairs.

Для решения поставленной задачи в коаксиальном кабеле, содержащем центральный проводник, полимерную изоляцию и внешний проводник, полимерная изоляция выполнена из n слоев нанотрубок, причем, каждый слой полимерной изоляции отличается различным диаметром нанотрубок.To solve this problem, in a coaxial cable containing a central conductor, polymer insulation and an external conductor, polymer insulation is made of n layers of nanotubes, each polymer insulation layer having a different nanotube diameter.

Перечень чертежейList of drawings

На фиг. 1 представлена конструкция коаксиального кабеля. In FIG. 1 shows the design of a coaxial cable.

Конструкция содержит центральный проводник 1, расположенный на нем слой полимерной изоляции 2 и внешний проводник 3, n слой из нанотрубок полимерной изоляции 4, 5, 6, при этом каждый из n слоев полимерной изоляции содержит нанотрубки разного диаметра.The structure comprises a central conductor 1, a polymer insulation layer 2 located on it, and an external conductor 3, n a layer of polymer insulation nanotubes 4, 5, 6, each of the n layers of polymer insulation containing nanotubes of different diameters.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Для получения оптимальных размеров коаксиальных пар с требуемым значением волнового сопротивления с минимальным значением коэффициента затухания выбираются соотношения между внутренним диаметром внешнего проводника и диаметром центрального проводника, равным: 3,6 - для медных проводников, другие значения - для других материалов проводников. При передаче максимальной мощности по коаксиальной паре соотношения между диаметрами коаксиальных проводников будут совершенно другие, также другие значения эти соотношения будут принимать при максимальном пробивном напряжении.To obtain the optimal sizes of coaxial pairs with the desired value of wave impedance with a minimum value of the attenuation coefficient, the relations between the inner diameter of the outer conductor and the diameter of the central conductor are selected: 3.6 for copper conductors, other values for other conductor materials. When transmitting maximum power over a coaxial pair, the ratios between the diameters of the coaxial conductors will be completely different, also these ratios will take other values at the maximum breakdown voltage.

Во всех случаях целесообразно, чтобы относительная диэлектрическая проницаемость изоляции была близка к единице (например, 1,1; 1,2 и т.п.). Поэтому число слоев n в каждом оптимальном случае ограничено соотношением диаметров проводников, значением волнового сопротивления и значением относительной диэлектрической проницаемости. Выбор толщины каждого слоя n связан с выбором необходимого значения волнового сопротивления.In all cases, it is advisable that the relative dielectric constant of the insulation be close to unity (for example, 1.1; 1.2, etc.). Therefore, the number of layers n in each optimal case is limited by the ratio of the diameters of the conductors, the value of the wave resistance and the value of the relative permittivity. The choice of the thickness of each layer n is associated with the choice of the required value of wave impedance.

Выбор разных слоев нанотрубок и различных размеров нанотрубок разного диаметра в каждом слое позволит более точно подобрать необходимые значения относительной диэлектрической проницаемости полимерной изоляции коаксиальной пары и, следовательно, более точно получить значения волнового сопротивления коаксиальной пары.The choice of different layers of nanotubes and different sizes of nanotubes of different diameters in each layer will make it possible to more accurately select the necessary values of the relative permittivity of the polymer insulation of the coaxial pair and, therefore, to more accurately obtain the wave impedance of the coaxial pair.

Claims

A coaxial cable with nanotube insulation, containing a central conductor, one polymer insulation layer located on it, and an external conductor, characterized in that the insulation consists of n polymer layers of nanotubes, each polymer insulation layer having a different nanotube diameter.