(57)【要約】  本発明は、電気絶縁材料製の外側ケーシング（１２）および外側ケーシング（１２）内に配置される少なくともＮ本のラインｎ（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ（＼Ｎ：自然数全体の集合））を備える電気信号伝送用のケーブルであって、各ラインｍが導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を有し、ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）のワイヤｍ（１６、１８、２０、２２）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）が所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体（２４、２６、２８、３０）に囲まれる、ケーブル（１０）に関する。これに関連して、少なくとも２本の異なるラインｎ＝ｊおよびｎ＝（ｊ＋ｓ）について、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ（＼Ｒ：実数全体の集合）、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である。
2019508858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁材料製の外側ケーシング（１２）および前記外側ケーシング（１２）内に配置される少なくともＮ本のラインｎ（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ（＼Ｎ：自然数全体の集合））を備える電気信号伝送用のケーブルであって、各ラインｍが導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を有し、前記ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）の前記ワイヤｍ（１６、１８、２０、２２）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）が所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体（２４、２６、２８、３０）に囲まれる、ケーブルにおいて、
少なくとも２本の異なるラインｎ＝ｊおよびｎ＝（ｊ＋ｓ）について、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ（＼Ｒ：実数全体の集合）、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である
ことを特徴とする、ケーブル（１０）。
【請求項２】
各ラインｎについて、そのラインｎの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）の比誘電率の値が製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎ、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎであることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル（１０）。
【請求項３】
前記ケーブル（１０）が、Ｍ＝２、Ｎ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）が十字状に互いに捻られるスターカッドケーブルであることを特徴とする、請求項１または２に記載のケーブル（１０）。
【請求項４】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）がポリプロピレン（ＰＰ）材料製であり、少なくとも１本の他のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）がポリエチレン（ＰＥ）材料製であることを特徴とする、請求項１から３の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項５】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）が、異なる比誘電率εｒの値を有する２つ以上の誘電材料（７０）の同心層構造で構築されることを特徴とする、請求項１から４の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項６】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）について、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）とそのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）に対向する前記外側ケーシング（１２）との間の空間が、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）を囲む前記誘電体（２４、２６、２８、３０）と異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料（７２、７４）で満たされることを特徴とする、請求項１から５の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項７】
付加的誘電体（７０、７２、７４）を備える被膜が、あるラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）に対向する前記外側ケーシング（１２）の内側に設けられ、前記付加的誘電体が、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）を囲む前記誘電体（２４、２６、２８、３０）と異なる比誘電率εｒの値を有することを特徴とする、請求項１から６の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項８】
前記付加的誘電体が、いずれの場合も異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料（７０、７２、７４）の一連の層として構造化されることを特徴とする、請求項７に記載のケーブル（１０）。
【請求項９】
少なくとも１本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）が、前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）と前記外側ケーシング（１２）との間の空間に、前記ケーブル（１０）の断面視でその空間が隣接のワイヤ（１６、１８、２０、２２）から放物線状に区切られるように配置されることを特徴とする、請求項１から８の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項１０】
ｋ∈［−ｕ，−ｗ］、ｋ∈［ｗ，ｕ］であり、ここで、ｗ＝０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４または１．６、ｕ＝０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６または１．８、｜ｗ｜＜｜ｕ｜であることを特徴とする、請求項１から９の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項１１】
導電材料製のシールドケーシング（１４）がさらに設けられ、前記シールドケーシング内に前記ラインが配置されることを特徴とする、請求項１から１０の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項１２】
前記シールドケーシング（１４）が前記シールドケーシング（１２）の外側または内側に径方向に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載のケーブル（１０）。
【請求項１３】
前記シールドケーシング（１４）が前記シールドケーシング（１２）に組み込まれることを特徴とする、請求項１１に記載のケーブル（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、電気絶縁材料製の外側ケーシングおよび外側ケーシング内に配置される少なくともＮ本のラインｎ（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ（＼Ｎ：自然数全体の集合））を備える電気信号伝送用のケーブルであって、各ラインｍが導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を有し、ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）のワイヤｍ（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）が所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体に囲まれる、ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号伝送用のケーブルは、いずれの場合も相互電気絶縁を目的として電気絶縁体に囲まれる導電材料製のワイヤを含む。電気絶縁体は、誘電特性を有するとともに、実質的に電磁波である電気信号についてのケーブルの伝搬または導電特性に決定的な影響を及ぼす。誘電材料または誘電体の重要な特性は、その誘電率εである。
【０００３】
誘電率ε（許可、伝送、許容を意味するラテン語の『ｐｅｒｍｉｔｔｅｒｅ』に由来）は「誘電伝導率」または「誘電関数」とも称され、これは材料の電場に対する透過性を表す。電場は真空中でも形成可能であるまたは電磁場は真空中でも伝搬可能であるため、真空にも誘電率がある。
【０００４】
媒質の比誘電率εｒは誘電率または誘電定数とも称され、これは真空の誘電率（電場定数ε０）に対するその誘電率εの比率である。
εｒ＝ε／ε０
これは、媒質の誘電分極の電場弱め効果の尺度であり、電気感受率と密接に関連する（χｅ＝εｒ−１）。また、英語文献および半導体技術においては、比誘電率は、κ（カッパ）または（例えば低ｋ誘電体の場合のように）ｋで指定される。また、先の用語「誘電定数」は通常、比誘電率の同義語として用いられる。
【０００５】
電気信号伝送用のケーブルの電磁シールドについては、導電材料製のシールドケーシングでケーブルを囲むのが通例である。これにより、ケーブルを介して伝送される電気または電磁信号のケーブルからの無制限な放射が抑制され、それと同時に、ケーブルの外側からラインへの電磁信号の進入が抑制される。ケーブルの異なるラインを介して複数の電気信号が伝送される場合には、ケーブルの直径および重量の増加に加えて、ケーブルのあるラインからケーブルの他のラインへの電気信号の不所望のクロストークの問題も生じる。これを防止するために、導電材料製のシールドケーシングをケーブルの個々のラインに設けることも知られている。ただし、これでは、ケーブルが高価になるほか、敷設時の柔軟性が確保されない。それは、ケーブルが全体として非常に固くなり、ラインのシールドケーシングを損傷させないように一定の曲げ半径を超えられなくなるからである。
【０００６】
ケーブルの各ラインについて付加的なシールドケーシングを存在させる必要なしに、ケーブル内のあるラインから他のラインへの電気信号のクロストークを抑制するために、いわゆるスターカッドケーブルが提案されている（ツイスト／スターカッド（ＴＱ）；以下では略して「スターカッド」とも称する）。スターカッドケーブルは、ＳＴＰ（シールドツイストペア）ケーブルおよびＵＴＰ（非シールドツイストペア）ケーブルと同様に、対称銅ケーブルの１つとして分類される。スターカッドケーブルにおいては、いずれの場合も導電材料製の２本のワイヤからそれぞれ成る２本のラインが組み合わされてケーブルを構成する。各ワイヤが誘電体に囲まれ、４本のワイヤが十字状に互いに捻られ、スターカッドケーブルの断面視でいずれの場合も向かい合ったワイヤがワイヤ対を構成し、そのため、スターカッドケーブルは２本のワイヤ対またはラインを備える。互いに捻られた４本のワイヤは、編組または薄片シールドを備え得る共通の保護シースに囲まれる。この機械的構造により、近端および遠端クロストーク等の技術的な伝送パラメータが決定される。このケーブルタイプはとりわけ、その小さな直径およびそれによる小さな曲げ半径で区別される。導体またはワイヤの相互配置の機械的安定性に加えて、スターカッド撚り線の別の利点として、撚り対線よりも高い充填密度が挙げられる。
【０００７】
スターカッドケーブルは、実質的にＵＴＰおよびＳＴＰケーブルに対応しており、それに応じて分類可能である。非シールドスターカッドケーブルは、ツイストカッド（ＵＴＱ）と称される。
【０００８】
スターカッドケーブルにおいては、絶縁材料製のシースが周りに配置されたワイヤが導体を構成し、いずれの場合も２本のワイヤまたは導体がラインを構成する。２本の導体対または２本のラインが互いに捻られて、十字状に捻られた２本の二重ワイヤを構成する（二重ワイヤがラインに対応する）。スターカッドケーブルの断面において互いに向かい合って配置された２本の導体またはワイヤが対を構成し、いずれの場合も対で電気信号が伝送される。言い換えると、スターカッドの断面において、４本の導体またはワイヤが正方形の頂点に配置され、１つの対の導体またはワイヤが対角線的に向かい合った頂点に配置される。導体対またはワイヤ対が互いに垂直に配置されるという事実から、一方の対から他方の対へのクロストークが望ましく抑えられ、または、一方の対から他方の対へとごくわずかなクロストークしか発生しない。「互いに垂直に配置された導体対またはワイヤ対」との表現は、ケーブルの断面視で一方の対の導体またはワイヤの中心点を通って延びる第１の直線が他方の対の導体またはワイヤの中心点を通って延びる第２の直線と垂直に配向されることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、２本のライン間のクロストークに関して前述のタイプのケーブルを改良するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特色となる特徴を有する前述のタイプのケーブルによって解決される。本発明の有利な態様については、その他の請求項に記載されている。
【００１１】
この目的のために、前述のタイプのケーブルにおいて、本発明によれば、少なくとも２本の異なるラインについて、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ（＼Ｒ：実数全体の集合）、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である。言い換えると、あるラインのワイヤの誘電体は、他のラインのワイヤと比較して０．０１から２．０までの｜ｋ（ｓ）｜だけ異なるそれぞれのワイヤを囲む誘電体の比誘電率εｒの値を有する。この結果、ワイヤの周りの誘電体が異なるこれらのラインでは、電気信号の伝搬速度が異なる。例えば、ｋ（ｓ）の値は、ｓの値ごとに異なる（ｋ（１）≠ｋ（２）≠・・・≠ｋ（Ｎ−ｊ））。ただし、代替的に、ｋ（ｓ）の値は、一部または全部のｓの値について同一であってもよい（ｋ（１）＝ｋ（２）＝・・・＝ｋ（Ｎ−ｊ））。また、ｋ（ｓ）の値は１から（Ｎ−ｊ）までの範囲のｓの値の複数の部分量について同一であってもよく、そのため、例えば（Ｎが４以上である場合に）３つ以上の同一のｋ（ｓ）の値がケーブル内に存在し、ｋ（ｓ）の値が部分量ごとに異なる。ケーブルにおいて、異なるラインは、ワイヤの数Ｍが異なる場合がある。この場合、Ｍの値は、ｎの関数となる（Ｍ（ｎ））。
【００１２】
これには、驚くべきことに、それぞれのワイヤの誘電体の誘電率の値が異なる２本のラインにおける電気信号の伝搬速度が異なると、一方のラインから他方のラインへの信号のクロストークが抑制されるという利点がある。
【００１３】
各ラインｎについて、そのラインｎのワイヤの誘電体の比誘電率の値が製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎ、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎであることで、ライン内の確実な信号伝送が実現される。
【００１４】
ケーブルが、Ｍ＝２、Ｎ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤが十字状に互いに捻られるまたは撚られるスターカッドケーブルであることで、異なるライン間の信号のクロストークのさらなる抑制が実現される。
【００１５】
少なくとも１本のラインのワイヤの誘電体がポリプロピレン（ＰＰ；εｒ≒２．１）材料製であり、少なくとも１本の他のラインのワイヤの誘電体がポリエチレン（ＰＥ；εｒ≒２．４）材料製であることで、値｜ｋ｜が０．３前後である異なるラインのワイヤの誘電体の異なる比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値が、特に製造が簡単で経済的な様態で実現される。
【００１６】
少なくとも１本のラインのワイヤの誘電体が、異なる比誘電率εｒの値を有する２つ以上の誘電材料の同心層構造で構築されることで、あるラインのワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値の偏差についてｋの値を具体的に調整した他のラインのワイヤの誘電体の全く異なる比誘電率εｒの値が簡単に実現される。
【００１７】
少なくとも１本のラインのワイヤについて、そのラインのワイヤとそのラインのワイヤに対向する外側ケーシングとの間の空間が、そのラインのワイヤを囲む誘電体と異なる比誘電率εｒの値を有する付加的な誘電材料で満たされることで、高効率のラインのワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値の特に有利な調整が実現される。それにより、充填に用いられる誘電体は、高電場強度密度の領域に位置し、それゆえに特に効果的である。
【００１８】
付加的誘電体を備える被膜が、あるラインのワイヤに対向する外側ケーシングの内側に設けられ、付加的誘電体が、そのラインのワイヤを囲む誘電体と異なる比誘電率εｒの値を有することで、個々のワイヤの機械的構造を変える必要なしに個々のラインのワイヤの比誘電率εｒを変える別の可能性が実現される。
【００１９】
付加的誘電体が、いずれの場合も異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料の一連の層として構造化されることで、個々のワイヤについての生じる比誘電率εｒの特に顕著な影響が実現される。
【００２０】
少なくとも１本のワイヤの誘電体が、ワイヤと外側ケーシングとの間の空間に、ケーブルの断面視でその空間が隣接のワイヤから放物線状に区切られるように配置されることで、誘電体の高効率が実現される。結果として、誘電体は、高力線密度の空間を満たす。
【００２１】
ｋ（ｓ）の考え得る値の範囲については、ｋ（ｓ）∈［−ｕ，−ｗ］、ｋ（ｓ）∈［ｗ，ｕ］であり、ここで、ｗ＝０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４または１．６、ｕ＝０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６または１．８、｜ｗ｜＜｜ｕ｜であることが好ましい。例えば、０．０１＜ｋ（ｓ）＜１．０、０．０３＜ｋ（ｓ）＜０．３または０．１＜ｋ（ｓ）＜０．２である。
【００２２】
導電材料製のシールドケーシングがさらに設けられ、シールドケーシング内にラインが配置されることで、付加的な電磁シールドが実現される。このシールドケーシングは例えば、シールドケーシングの外側または内側に径方向に配置され、または、シールドケーシング（１２）に組み込まれる。
【００２３】
以下において、本発明について図面を参照してより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係るケーブルの第１の好適な実施形態を斜視断面図で示す。
【図２】図２は、本発明に係るケーブルを４ポートとして示す。
【図３】図３は、ケーブルモデルに基づく異なるｋ（ｓ）の値のあるラインから別のラインへの電気信号のクロストークの算術的決定のグラフ表現を示す。
【図４】図４は、本発明に係るケーブルの第２の好適な実施形態を断面図で示す。
【図５】図５は、本発明に係るケーブルの第３の好適な実施形態を断面図で示す。
【図６】図６は、本発明に係るケーブルの第４の好適な実施形態を断面図で示す。
【図７】図７は、本発明に係るケーブルの第５の好適な実施形態を断面図で示す。
【図８】図８は、本発明に係るケーブルの第６の好適な実施形態を断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
多導体のケーブルまたは複数のワイヤを備えるケーブルにおける信号伝送を目的として、高速データ伝送を実現するために、差動ライン対または差動導体対による信号伝送を用いるのが好ましい。そのような用途に用いられる典型的なケーブルは、スターカッドケーブルである。
【００２６】
一般的に、電気信号の伝送に用いられるケーブルは、電気絶縁材料製の管状の外側ケーシングを有する。例えば、導電材料製のシールドケーシングも設けられ、これは外側ケーシングに同軸に囲まれる。代替的に、シールドケーシングは、外側ケーシングに組み込まれる。Ｎ本のライン（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ）がシールドケーシング内に径方向に配置され、各ラインｍが導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を備える。ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）のワイヤｍ（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）は、所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体に囲まれる。ここで、異なるワイヤの誘電体が異なる色で作られ、そのため、ケーブルの各端部でワイヤを明確に識別できると好ましい。それにより、ラインｎのＭ本のワイヤがいずれの場合も誘電体に囲まれ、ラインｎのＭ本のワイヤのすべての誘電体が実質的に同一の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を有するものとする。ただし、製造プロセスによる偏差の結果として、また、着色の結果として、ラインのＭ本のワイヤの誘電体の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）は、わずかに異なるものとなる。これらの偏差は通例、５／１０００の領域内にあり、実際には不所望のものであるが、不可避のものである。
【００２７】
言い換えると、各ラインｎについて、そのラインｎのＭ本のワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値は製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎ、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎである。言い換えると、移動指数ｐは、１から（Ｍ−１）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、移動指数ｑは、１から（Ｍ−ｐ）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数である。これは、いずれの場合も各ラインｎ（ｎ＝１〜Ｎ）について以下の通りであることを意味する。
ｎ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（２，１）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，１）＝εｒ（Ｍ，１）
ｎ＝２：εｒ（１，２）＝εｒ（２，２）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，２）＝εｒ（Ｍ，２）
・・・
ｎ＝Ｎ−１：εｒ（１，Ｎ−１）＝εｒ（２，Ｎ−１）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，Ｎ−１）＝εｒ（Ｍ，Ｎ−１）
ｎ＝Ｎ：εｒ（１，Ｎ）＝εｒ（２，Ｎ）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，Ｎ）＝εｒ（Ｍ，Ｎ）
【００２８】
本発明によれば、ラインｊの合計Ｍ本のワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値は、少なくとも１本の他のライン（ｊ＋ｓ）（例えばライン（ｊ＋１））のＭ本のワイヤの誘導体の比誘電率εｒの値に対して値ｋ（ｓ）だけ異なる。それにより、少なくとも２本の異なるラインについて、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である。すなわち、ワイヤについての指数ｍは、１からＭまで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、ラインｊについての指数ｊは、１から（Ｎ−１）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、ライン（ｊ＋ｓ）についての指数ｓは、１から（Ｎ−ｊ）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数である。略さないで記載すると、これは、例えばＭ本のワイヤ（ｍ＝１〜Ｍ）についてライン１および２（ｊ＝１、ｓ＝１）に関して以下の通りであることを意味する。
ｍ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（１，２）−ｋ（１）
ｍ＝２：εｒ（２，１）＝εｒ（２，２）−ｋ（１）
・・・
ｍ＝Ｍ−１：εｒ（Ｍ−１，１）＝εｒ（Ｍ−１，２）−ｋ（１）
ｍ＝Ｍ：εｒ（Ｍ，１）＝εｒ（Ｍ，２）−ｋ（１）
【００２９】
ここで、値ｋ（１）は、実質的に同一であるべき比誘電率εｒの値間の前述の不所望の偏差（例えば５／１０００）よりも量｜ｋ（１）｜が大きい数値である。それと同時に、２本の異なるラインについてのｋ（ｓ）の値（異なるｓの値）は、異なってもよいし、同一であってもよい。好適な｜ｋ（ｓ）｜の値は、例えば０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０である。
【００３０】
図１は、本発明に係る、Ｎ＝２、Ｍ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤが十字状に互いに捻られるスターカッド構成の形態のケーブル１０の例示的な実施形態を示している。ケーブル１０は、電気絶縁材料製の外側ケーシング１２、導電材料製のシールドケーシング１４のほか、第１のラインの導電材料製の第１のワイヤ１６（ｍ＝１、ｎ＝１）、第１のラインの導電材料製の第２のワイヤ１８（ｍ＝２、ｎ＝１）、第２のラインの導電材料製の第１のワイヤ２０（ｍ＝１、ｎ＝２）、第２のラインの導電材料製の第２のワイヤ２２（ｍ＝２、ｎ＝２）を有する。第１のライン（ｎ＝１）の第１のワイヤ１６（ｍ＝１）は、比誘電率εｒ（１，１）を有する第１の誘電体２４に包まれている。ここで、また、以下において、用語「εｒ」に続く括弧内の数値は指数、この場合は指数ｍ、ｎを表す。第１のライン（ｎ＝１）の第２のワイヤ１８（ｍ＝２）は、比誘電率εｒ（２，１）を有する第２の誘電体２６に包まれている。第２のライン（ｎ＝２）の第１のワイヤ２０（ｍ＝１）は、比誘電率εｒ（１，２）を有する第３の誘電体２８に包まれている。第２のライン（ｎ＝２）の第２のワイヤ２２（ｍ＝２）は、比誘電率εｒ（２，２）を有する第４の誘電体３０に包まれている。
【００３１】
また、ワイヤ１６、１８は、第１のライン対すなわち第１のラインを構成しており、ワイヤ２０、２２は、第２のライン対すなわち第２のラインを構成している。
【００３２】
ケーブルの断面視において、第１のラインのワイヤ１６、１８の中心点を通って第１の直線３２が延びており、第２のラインのワイヤ２０、２２の中心点を通って第２の直線３４が延びている。２つの直線３２、３４は、図１の描写または描画面に平行な断面の各点において互いに垂直に延びている。
【００３３】
各ワイヤ１６、１８、２０、２２は、関連する誘電体２４、２６、２８、３０を備える導体を構成している。導体１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０は、既知のスターカッド構成となるように、軸方向において十字状に互いに捻られているまたは撚られている。導体１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０は、中心コア３６の周りで互いに捻られている。
【００３４】
このスターカッドケーブルの例（Ｍ＝２、Ｎ＝２）について、ｍ＝１、２、ｎ＝１、２、ｊ＝１、ｓ＝１のワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）に関する上式は、以下の通りである。
ｎ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（２，１）
ｎ＝２：εｒ（１，２）＝εｒ（２，２）
および
ｍ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（１，２）−ｋ（１）
ｍ＝２：εｒ（２，１）＝εｒ（２，２）−ｋ（１）
【００３５】
図２は、スターカッドケーブルを第１の端部３８および第２の端部４０を有する４ポートとして示している。ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインおよび誘電体２４、２６（図１）は、第１の端部３８における第１の差動ポート４２および第２の端部における第３の差動ポート４６を構成している。ワイヤ２０、２２を伴う第２のラインおよび誘電体２８、３０（図１）は、第１の端部３８における第２の差動ポート４４および第２の端部における第４の差動ポート４８を構成している。
【００３６】
第１の端部３８においてワイヤ１６、１８を伴う第１のラインの第１のポート４２で波が供給される場合には、第２、第３および第４のポート４４、４６、４８で波の一部が測定可能である。第３のポート４６で測定可能な波成分は、伝送である。第２のポート４４で測定可能な波成分は、近端３８でのいわゆる「クロストーク」（「ＮＥＸＴ」：近端クロストーク）である。すなわち、これは、ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインからワイヤ２０、２２を伴う第２のラインへのクロストークであり、第１の端部３８に反射して戻るものである。第４のポートで測定可能な波成分は、遠端４０でのいわゆる「クロストーク」（「ＦＥＸＴ」：遠端クロストーク）である。すなわち、これは、ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインからワイヤ２０、２２を伴う第２のラインへのクロストークであり、第２の端部４０に伝送されるものである。この「ＦＥＸＴ」は、防止されるべき不所望の影響である。したがって、この波成分「ＦＥＸＴ」の抑制により、第２の端部４０におけるケーブル１０の伝送特性が改善される。
【００３７】
比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の差によってＦＥＸＴに関する改善がもたらされるかを検査するために、ケーブルモデルを用いて上記のように本発明に従って設計されたスターカッドケーブルについてこのＦＥＸＴを算出した。図３には、その結果が示されている。図３において、５０は、ＦＥＸＴが［ｄＢ］単位で入る縦軸を識別している。５２は、第１のポート４２（図２）における入力信号の周波数ｆが［ＭＨｚ］単位で入る横軸を識別している。
【００３８】
第１のグラフ５４は、実際に測定された従来のスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。
【００３９】
第２のグラフ５６は、ｋ（１）＝０のケーブルモデルから算出された従来のスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝２．２３５
εｒ（２，２）＝２．２４０
【００４０】
誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）については、製造の不正確性および誘電体の着色に起因する影響による５／１０００の偏差の値の分散を仮定する。第２のグラフ５６の曲線が第１のグラフ５４の近くを追従していることから、ケーブルモデルが有用であることが確認される。
【００４１】
第３のグラフ５８は、ｋ（１）＝０．１のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝２．１３５
εｒ（２，２）＝２．１４０
【００４２】
第４のグラフ６０は、ｋ（１）＝０．３のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．９３５
εｒ（２，２）＝１．９４０
【００４３】
第５のグラフ６２は、ｋ（１）＝０．５のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．７３５
εｒ（２，２）＝１．７４０
【００４４】
第６のグラフ６４は、ｋ（１）＝０．７のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．５３５
εｒ（２，２）＝１．５４０
【００４５】
第７のグラフ６６は、ｋ（１）＝０．９のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．３３５
εｒ（２，２）＝１．３４０
【００４６】
２本のライン間での公称の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値の差が大きいほど、他方のラインにおけるクロストーク（ＦＥＸＴ）が小さくなる。したがって、個々のライン対１６、１８；２０、２２の各々について付加的なシールドケーシングを要することなく、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の差ｋ（ｓ）によって、ケーブル１０の伝送特性が驚くほど改善可能である。
【００４７】
図４は、本発明に係るケーブル１０の第２の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１に関する先の記述が参照される。図４において、誘電体２４、２６、２８、３０の網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値が異なることを示している。図４においては、外側ケーシングは描かれていない。したがって、誘電体２４、２６、２８、３０は基本的に同じ比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値で作られていることが分かる。ただし、誘電体２４、２６は、２つの部分に構造化されており、いずれの場合も２つの材料が異なる比誘電率εｒを有する。誘電体２８、３０と同じ比誘電率εｒを有する第１の材料がワイヤ１６、１８を包んでいるが、異なる比誘電率εｒの値を有する第２の材料７０がさらにワイヤ１６、１８と第１の材料との間に径方向に配置されているため、誘電体２４、２６が誘電体２８、３０と異なる比誘電率εｒの値を効果的に有する。第１および第２の誘電材料は、互いに同心に配置されているとともに、それぞれのワイヤ１６、１８と同心に配置されている。
【００４８】
図５は、本発明に係るケーブル１０の第３の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１および４と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１および４に関する先の記述が参照される。図５において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図５においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。ただし、ライン１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０とシールドケーシング１４との間のそれぞれの空間はさらに、いずれの場合も誘電体２４、２６、２８、３０と異なり、また、互いに異なる比誘電率εｒの値を有する別の第１の誘電体７２および別の第２の誘電体７４で満たされている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。別の第１および第２の誘電体７２、７４での充填は、断面視でそれらが隣接のライン１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０により放物線状に区切られた領域を満たすようにされる。このように、別の誘電体７２、７４は、力線密度が高い領域に正確に位置し、したがって大きな効果を有する。
【００４９】
図６は、本発明に係るケーブル１０の第４の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４および５と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４および５に関する先の記述が参照される。図６において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図６においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体２４、２６、２８、３０に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。付加的誘電体７２、７４は、シールドケーシング１４の内側に、いずれの場合もワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０とシールドケーシング１４との間にそれぞれ位置するように配置されている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。
【００５０】
図７は、本発明に係るケーブル１０の第５の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４、５および６と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４、５および６に関する先の記述が参照される。図７において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図７においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体２４、２６、２８、３０に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。付加的誘電体７２、７４は、シールドケーシング１４の内側に、いずれの場合もワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０とシールドケーシング１４との間にそれぞれ位置するように配置されている。図６に示される第４の実施形態と違って、付加的誘電体７２、７４は、別の誘電体７０と層状に構築されている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。
【００５１】
図８は、本発明に係るケーブル１０の第６の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４、５、６および７と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４、５、６および７に関する先の記述が参照される。図８において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図８においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は、別の誘電体７２、７４のみに囲まれており、誘電体７２、７４は、いずれの場合も図４に示される第２の実施形態と同様にワイヤ１６、１８、２０、２２からシールドケーシング１４まで延在しており、それによりいずれの場合も断面で放物線状に区切られた空間を満たしている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なり、誘電体７２、７４は、力線密度が最も高くなるシールドケーシング１４内のその空間を正確に満たす。
【００５２】
本発明は、技術的に適切である限り、いずれの場合も明細書において開示される特徴、いずれの場合も特許請求の範囲において請求される特徴、および、いずれの場合も図面の図中において示される特徴のあらゆる組み合わせを網羅する。
【図１】
2019508858.tif 000003
【図２】
2019508858.tif 000004
【図３】
2019508858.tif 000005
【図４】
2019508858.tif 000006
【図５】
2019508858.tif 000007
【図６】
2019508858.tif 000008
【図７】
2019508858.tif 000009
【図８】
2019508858.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月10日(2017.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、電気絶縁材料製の外側ケーシングおよび外側ケーシング内に配置される少なくともＮ本のラインｎ（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ（＼Ｎ：自然数全体の集合））を備える電気信号伝送用のケーブルであって、各ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］）が導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を有し、ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）のワイヤｍ（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）が所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体に囲まれ、各ラインｎについて、そのラインｎのワイヤ（１６、１８、２０、２２）の誘電体（２４、２６、２８、３０）の比誘電率の値が製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎ、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎである、ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号伝送用のケーブルは、いずれの場合も相互電気絶縁を目的として電気絶縁体に囲まれる導電材料製のワイヤを含む。電気絶縁体は、誘電特性を有するとともに、実質的に電磁波である電気信号についてのケーブルの伝搬または導電特性に決定的な影響を及ぼす。誘電材料または誘電体の重要な特性は、その誘電率εである。
【０００３】
誘電率ε（許可、伝送、許容を意味するラテン語の『ｐｅｒｍｉｔｔｅｒｅ』に由来）は「誘電伝導率」または「誘電関数」とも称され、これは材料の電場に対する透過性を表す。電場は真空中でも形成可能であるまたは電磁場は真空中でも伝搬可能であるため、真空にも誘電率がある。
【０００４】
媒質の比誘電率εｒは誘電率または誘電定数とも称され、これは真空の誘電率（電場定数ε０）に対するその誘電率εの比率である。
εｒ＝ε／ε０
これは、媒質の誘電分極の電場弱め効果の尺度であり、電気感受率と密接に関連する（χｅ＝εｒ−１）。また、英語文献および半導体技術においては、比誘電率は、κ（カッパ）または（例えば低ｋ誘電体の場合のように）ｋで指定される。また、先の用語「誘電定数」は通常、比誘電率の同義語として用いられる。
【０００５】
電気信号伝送用のケーブルの電磁シールドについては、導電材料製のシールドケーシングでケーブルを囲むのが通例である。これにより、ケーブルを介して伝送される電気または電磁信号のケーブルからの無制限な放射が抑制され、それと同時に、ケーブルの外側からラインへの電磁信号の進入が抑制される。ケーブルの異なるラインを介して複数の電気信号が伝送される場合には、ケーブルの直径および重量の増加に加えて、ケーブルのあるラインからケーブルの他のラインへの電気信号の不所望のクロストークの問題も生じる。これを防止するために、導電材料製のシールドケーシングをケーブルの個々のラインに設けることも知られている。ただし、これでは、ケーブルが高価になるほか、敷設時の柔軟性が確保されない。それは、ケーブルが全体として非常に固くなり、ラインのシールドケーシングを損傷させないように一定の曲げ半径を超えられなくなるからである。
【０００６】
ケーブルの各ラインについて付加的なシールドケーシングを存在させる必要なしに、ケーブル内のあるラインから他のラインへの電気信号のクロストークを抑制するために、いわゆるスターカッドケーブルが提案されている（ツイスト／スターカッド（ＴＱ）；以下では略して「スターカッド」とも称する）。スターカッドケーブルは、ＳＴＰ（シールドツイストペア）ケーブルおよびＵＴＰ（非シールドツイストペア）ケーブルと同様に、対称銅ケーブルの１つとして分類される。スターカッドケーブルにおいては、いずれの場合も導電材料製の２本のワイヤからそれぞれ成る２本のラインが組み合わされてケーブルを構成する。各ワイヤが誘電体に囲まれ、４本のワイヤが十字状に互いに捻られ、スターカッドケーブルの断面視でいずれの場合も向かい合ったワイヤがワイヤ対を構成し、そのため、スターカッドケーブルは２本のワイヤ対またはラインを備える。互いに捻られた４本のワイヤは、編組または薄片シールドを備え得る共通の保護シースに囲まれる。この機械的構造により、近端および遠端クロストーク等の技術的な伝送パラメータが決定される。このケーブルタイプはとりわけ、その小さな直径およびそれによる小さな曲げ半径で区別される。導体またはワイヤの相互配置の機械的安定性に加えて、スターカッド撚り線の別の利点として、撚り対線よりも高い充填密度が挙げられる。
【０００７】
スターカッドケーブルは、実質的にＵＴＰおよびＳＴＰケーブルに対応しており、それに応じて分類可能である。非シールドスターカッドケーブルは、ツイストカッド（ＵＴＱ）と称される。
【０００８】
スターカッドケーブルにおいては、絶縁材料製のシースが周りに配置されたワイヤが導体を構成し、いずれの場合も２本のワイヤまたは導体がラインを構成する。２本の導体対または２本のラインが互いに捻られて、十字状に捻られた２本の二重ワイヤを構成する（二重ワイヤがラインに対応する）。スターカッドケーブルの断面において互いに向かい合って配置された２本の導体またはワイヤが対を構成し、いずれの場合も対で電気信号が伝送される。言い換えると、スターカッドの断面において、４本の導体またはワイヤが正方形の頂点に配置され、１つの対の導体またはワイヤが対角線的に向かい合った頂点に配置される。導体対またはワイヤ対が互いに垂直に配置されるという事実から、一方の対から他方の対へのクロストークが望ましく抑えられ、または、一方の対から他方の対へとごくわずかなクロストークしか発生しない。「互いに垂直に配置された導体対またはワイヤ対」との表現は、ケーブルの断面視で一方の対の導体またはワイヤの中心点を通って延びる第１の直線が他方の対の導体またはワイヤの中心点を通って延びる第２の直線と垂直に配向されることを意味する。
【０００９】
特許文献１は、いずれの場合も導体および該導体を囲む誘電体から成る少なくとも１対のコア導体を備えるケーブルに関する。ここで、周囲の誘電体は、内側誘電体および外側誘電体の２つの部分に形成される。特許文献１は、２本の導体の誘電体が異なる色になるという問題に対処する。特許文献１によれば、これは、異なる着色顔料がそれぞれの誘電体に導入されると、誘電体の誘電率が異なってしまうため問題がある。コア導体は、すべてが同じように構造化され、外側誘電体の色相のみが異なる。特許文献１は、異なるコア導体の誘電体の異なる誘電率が最小限に抑えられるべきであることを明示的に教示している。これは、誘電率の不所望の変化を生み出す着色顔料を薄い外側誘電体のみに導入して誘電率の差を最小限に抑えることで実現される。所望の色選択を実現するには、１つの対のコア導体の誘電体の誘電率の差を最大０．０５まで受け入れるべきである。
【００１０】
特許文献２は、ワイヤ対ごとにレイ長が異なる場合の異なるツイストワイヤ対での異なる信号ランタイムの問題に対処する。レイ長が異なるツイストワイヤ対間のランタイムの差は、複数のツイストワイヤ対を備えるケーブルにおいて、最大レイ長のワイヤ対の誘電体の誘電率が最小レイ長のワイヤ対よりも０．１以上の値だけ大きくなるように選択されることで抑制される。これは、さまざまなレイ長が維持可能であることから、近端クロストーク（信号が供給されるケーブルの端部でのクロストーク）の減衰の改善を意図するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０３０７７９０号明細書
【特許文献２】特開平１１−０２５７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、２本のライン間のクロストークに関して前述のタイプのケーブルを改良するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、この課題は、請求項１の特色となる特徴を有する前述のタイプのケーブルによって解決される。本発明の有利な態様については、その他の請求項に記載されている。
【００１４】
この目的のために、前述のタイプのケーブルにおいて、本発明によれば、少なくとも２本の異なるラインについて、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ（＼Ｒ：実数全体の集合）、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である。言い換えると、あるラインのワイヤの誘電体は、他のラインのワイヤと比較して０．０１から２．０までの｜ｋ（ｓ）｜だけ異なるそれぞれのワイヤを囲む誘電体の比誘電率εｒの値を有する。この結果、ワイヤの周りの誘電体が異なるこれらのラインでは、電気信号の伝搬速度が異なる。例えば、ｋ（ｓ）の値は、ｓの値ごとに異なる（ｋ（１）≠ｋ（２）≠・・・≠ｋ（Ｎ−ｊ））。ただし、代替的に、ｋ（ｓ）の値は、一部または全部のｓの値について同一であってもよい（ｋ（１）＝ｋ（２）＝・・・＝ｋ（Ｎ−ｊ））。また、ｋ（ｓ）の値は１から（Ｎ−ｊ）までの範囲のｓの値の複数の部分量について同一であってもよく、そのため、例えば（Ｎが４以上である場合に）３つ以上の同一のｋ（ｓ）の値がケーブル内に存在し、ｋ（ｓ）の値が部分量ごとに異なる。ケーブルにおいて、異なるラインは、ワイヤの数Ｍが異なる場合がある。この場合、Ｍの値は、ｎの関数となる（Ｍ（ｎ））。ケーブル（１０）は、Ｍ＝２、Ｎ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）が十字状に互いに捻られるスターカッドケーブルである。
【００１５】
これには、驚くべきことに、それぞれのワイヤの誘電体の誘電率の値が異なる２本のラインにおける電気信号の伝搬速度が異なると、一方のラインから他方のラインへの信号のクロストークが抑制されるという利点がある。
【００１６】
少なくとも１本のラインのワイヤの誘電体がポリプロピレン（ＰＰ；εｒ≒２．１）材料製であり、少なくとも１本の他のラインのワイヤの誘電体がポリエチレン（ＰＥ；εｒ≒２．４）材料製であることで、値｜ｋ｜が０．３前後である異なるラインのワイヤの誘電体の異なる比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値が、特に製造が簡単で経済的な様態で実現される。
【００１７】
少なくとも１本のラインのワイヤの誘電体が、異なる比誘電率εｒの値を有する２つ以上の誘電材料の同心層構造で構築されることで、あるラインのワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値の偏差についてｋの値を具体的に調整した他のラインのワイヤの誘電体の全く異なる比誘電率εｒの値が簡単に実現される。
【００１８】
少なくとも１本のラインのワイヤについて、そのラインのワイヤとそのラインのワイヤに対向する外側ケーシングとの間の空間が、そのラインのワイヤを囲む誘電体と異なる比誘電率εｒの値を有する付加的な誘電材料で満たされることで、高効率のラインのワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値の特に有利な調整が実現される。それにより、充填に用いられる誘電体は、高電場強度密度の領域に位置し、それゆえに特に効果的である。
【００１９】
付加的誘電体を備える被膜が、あるラインのワイヤに対向する外側ケーシングの内側に設けられ、付加的誘電体が、そのラインのワイヤを囲む誘電体と異なる比誘電率εｒの値を有することで、個々のワイヤの機械的構造を変える必要なしに個々のラインのワイヤの比誘電率εｒを変える別の可能性が実現される。
【００２０】
付加的誘電体が、いずれの場合も異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料の一連の層として構造化されることで、個々のワイヤについての生じる比誘電率εｒの特に顕著な影響が実現される。
【００２１】
少なくとも１本のワイヤの誘電体が、ワイヤと外側ケーシングとの間の空間に、ケーブルの断面視でその空間が隣接のワイヤから放物線状に区切られるように配置されることで、誘電体の高効率が実現される。結果として、誘電体は、高力線密度の空間を満たす。
【００２２】
ｋ（ｓ）の考え得る値の範囲については、ｋ（ｓ）∈［−ｕ，−ｗ］、ｋ（ｓ）∈［ｗ，ｕ］であり、ここで、ｗ＝０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４または１．６、ｕ＝０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６または１．８、｜ｗ｜＜｜ｕ｜であることが好ましい。例えば、０．０１＜ｋ（ｓ）＜１．０、０．０３＜ｋ（ｓ）＜０．３または０．１＜ｋ（ｓ）＜０．２である。
【００２３】
導電材料製のシールドケーシングがさらに設けられ、シールドケーシング内にラインが配置されることで、付加的な電磁シールドが実現される。このシールドケーシングは例えば、外側ケーシングの外側または内側に径方向に配置され、または、外側ケーシングに組み込まれる。
【００２４】
以下において、本発明について図面を参照してより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明に係るケーブルの第１の好適な実施形態を斜視断面図で示す。
【図２】図２は、本発明に係るケーブルを４ポートとして示す。
【図３】図３は、ケーブルモデルに基づく異なるｋ（ｓ）の値のあるラインから別のラインへの電気信号のクロストークの算術的決定のグラフ表現を示す。
【図４】図４は、本発明に係るケーブルの第２の好適な実施形態を断面図で示す。
【図５】図５は、本発明に係るケーブルの第３の好適な実施形態を断面図で示す。
【図６】図６は、本発明に係るケーブルの第４の好適な実施形態を断面図で示す。
【図７】図７は、本発明に係るケーブルの第５の好適な実施形態を断面図で示す。
【図８】図８は、本発明に係るケーブルの第６の好適な実施形態を断面図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
多導体のケーブルまたは複数のワイヤを備えるケーブルにおける信号伝送を目的として、高速データ伝送を実現するために、差動ライン対または差動導体対による信号伝送を用いるのが好ましい。そのような用途に用いられる典型的なケーブルは、スターカッドケーブルである。
【００２７】
一般的に、電気信号の伝送に用いられるケーブルは、電気絶縁材料製の管状の外側ケーシングを有する。例えば、導電材料製のシールドケーシングも設けられ、これは外側ケーシングに同軸に囲まれる。代替的に、シールドケーシングは、外側ケーシングに組み込まれる。Ｎ本のライン（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ）がシールドケーシング内に径方向に配置され、各ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］）が導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を備える。ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）のワイヤｍ（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）は、所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体に囲まれる。ここで、異なるワイヤの誘電体が異なる色で作られ、そのため、ケーブルの各端部でワイヤを明確に識別できると好ましい。それにより、ラインｎのＭ本のワイヤがいずれの場合も誘電体に囲まれ、ラインｎのＭ本のワイヤのすべての誘電体が実質的に同一の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）（ｍ＝１、・・・、Ｍ）を有するものとする。ただし、製造プロセスによる偏差の結果として、また、着色の結果として、ラインのＭ本のワイヤの誘電体の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）は、わずかに異なるものとなる。これらの偏差は通例、５／１０００の領域内にあり、実際には不所望のものであるが、不可避のものである。
【００２８】
言い換えると、各ラインｎについて、そのラインｎのＭ本のワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値は製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎ、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎである。言い換えると、移動指数ｐは、１から（Ｍ−１）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、移動指数ｑは、１から（Ｍ−ｐ）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数である。これは、いずれの場合も各ラインｎ（ｎ＝１〜Ｎ）について以下の通りであることを意味する。
ｎ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（２，１）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，１）＝εｒ（Ｍ，１）
ｎ＝２：εｒ（１，２）＝εｒ（２，２）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，２）＝εｒ（Ｍ，２）
・・・
ｎ＝Ｎ−１：εｒ（１，Ｎ−１）＝εｒ（２，Ｎ−１）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，Ｎ−１）＝εｒ（Ｍ，Ｎ−１）
ｎ＝Ｎ：εｒ（１，Ｎ）＝εｒ（２，Ｎ）＝・・・＝εｒ（Ｍ−１，Ｎ）＝εｒ（Ｍ，Ｎ）
【００２９】
本発明によれば、ラインｊの合計Ｍ本のワイヤの誘電体の比誘電率εｒの値は、少なくとも１本の他のライン（ｊ＋ｓ）（例えばライン（ｊ＋１））のＭ本のワイヤの誘導体の比誘電率εｒの値に対して値ｋ（ｓ）だけ異なる。それにより、少なくとも２本の異なるラインについて、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］である。すなわち、ワイヤについての指数ｍは、１からＭまで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、ラインｊについての指数ｊは、１から（Ｎ−１）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数であり、ライン（ｊ＋ｓ）についての指数ｓは、１から（Ｎ−ｊ）まで移動するとともに、ゼロよりも大きな整数である。略さないで記載すると、これは、例えばＭ本のワイヤ（ｍ＝１〜Ｍ）についてライン１および２（ｊ＝１、ｓ＝１）に関して以下の通りであることを意味する。
ｍ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（１，２）−ｋ（１）
ｍ＝２：εｒ（２，１）＝εｒ（２，２）−ｋ（１）
・・・
ｍ＝Ｍ−１：εｒ（Ｍ−１，１）＝εｒ（Ｍ−１，２）−ｋ（１）
ｍ＝Ｍ：εｒ（Ｍ，１）＝εｒ（Ｍ，２）−ｋ（１）
【００３０】
ここで、値ｋ（１）は、実質的に同一であるべき比誘電率εｒの値間の前述の不所望の偏差（例えば５／１０００）よりも量｜ｋ（１）｜が大きい数値である。それと同時に、２本の異なるラインについてのｋ（ｓ）の値（異なるｓの値）は、異なってもよいし、同一であってもよい。好適な｜ｋ（ｓ）｜の値は、例えば０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０である。
【００３１】
図１は、本発明に係る、Ｎ＝２、Ｍ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤが十字状に互いに捻られるスターカッド構成の形態のケーブル１０の例示的な実施形態を示している。ケーブル１０は、電気絶縁材料製の外側ケーシング１２、導電材料製のシールドケーシング１４のほか、第１のラインの導電材料製の第１のワイヤ１６（ｍ＝１、ｎ＝１）、第１のラインの導電材料製の第２のワイヤ１８（ｍ＝２、ｎ＝１）、第２のラインの導電材料製の第１のワイヤ２０（ｍ＝１、ｎ＝２）、第２のラインの導電材料製の第２のワイヤ２２（ｍ＝２、ｎ＝２）を有する。第１のライン（ｎ＝１）の第１のワイヤ１６（ｍ＝１）は、比誘電率εｒ（１，１）を有する第１の誘電体２４に包まれている。ここで、また、以下において、用語「εｒ」に続く括弧内の数値は指数、この場合は指数ｍ、ｎを表す。第１のライン（ｎ＝１）の第２のワイヤ１８（ｍ＝２）は、比誘電率εｒ（２，１）を有する第２の誘電体２６に包まれている。第２のライン（ｎ＝２）の第１のワイヤ２０（ｍ＝１）は、比誘電率εｒ（１，２）を有する第３の誘電体２８に包まれている。第２のライン（ｎ＝２）の第２のワイヤ２２（ｍ＝２）は、比誘電率εｒ（２，２）を有する第４の誘電体３０に包まれている。
【００３２】
また、ワイヤ１６、１８は、第１のライン対すなわち第１のラインを構成しており、ワイヤ２０、２２は、第２のライン対すなわち第２のラインを構成している。
【００３３】
ケーブルの断面視において、第１のラインのワイヤ１６、１８の中心点を通って第１の直線３２が延びており、第２のラインのワイヤ２０、２２の中心点を通って第２の直線３４が延びている。２つの直線３２、３４は、図１の描写または描画面に平行な断面の各点において互いに垂直に延びている。
【００３４】
各ワイヤ１６、１８、２０、２２は、関連する誘電体２４、２６、２８、３０を備える導体を構成している。導体１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０は、既知のスターカッド構成となるように、軸方向において十字状に互いに捻られているまたは撚られている。導体１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０は、中心コア３６の周りで互いに捻られている。
【００３５】
このスターカッドケーブルの例（Ｍ＝２、Ｎ＝２）について、ｍ＝１、２、ｎ＝１、２、ｊ＝１、ｓ＝１のワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）に関する上式は、以下の通りである。
ｎ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（２，１）
ｎ＝２：εｒ（１，２）＝εｒ（２，２）
および
ｍ＝１：εｒ（１，１）＝εｒ（１，２）−ｋ（１）
ｍ＝２：εｒ（２，１）＝εｒ（２，２）−ｋ（１）
【００３６】
図２は、スターカッドケーブルを第１の端部３８および第２の端部４０を有する４ポートとして示している。ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインおよび誘電体２４、２６（図１）は、第１の端部３８における第１の差動ポート４２および第２の端部における第３の差動ポート４６を構成している。ワイヤ２０、２２を伴う第２のラインおよび誘電体２８、３０（図１）は、第１の端部３８における第２の差動ポート４４および第２の端部における第４の差動ポート４８を構成している。
【００３７】
第１の端部３８においてワイヤ１６、１８を伴う第１のラインの第１のポート４２で波が供給される場合には、第２、第３および第４のポート４４、４６、４８で波の一部が測定可能である。第３のポート４６で測定可能な波成分は、伝送である。第２のポート４４で測定可能な波成分は、近端３８でのいわゆる「クロストーク」（「ＮＥＸＴ」：近端クロストーク）である。すなわち、これは、ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインからワイヤ２０、２２を伴う第２のラインへのクロストークであり、第１の端部３８に反射して戻るものである。第４のポートで測定可能な波成分は、遠端４０でのいわゆる「クロストーク」（「ＦＥＸＴ」：遠端クロストーク）である。すなわち、これは、ワイヤ１６、１８を伴う第１のラインからワイヤ２０、２２を伴う第２のラインへのクロストークであり、第２の端部４０に伝送されるものである。この「ＦＥＸＴ」は、防止されるべき不所望の影響である。したがって、この波成分「ＦＥＸＴ」の抑制により、第２の端部４０におけるケーブル１０の伝送特性が改善される。
【００３８】
比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の差によってＦＥＸＴに関する改善がもたらされるかを検査するために、ケーブルモデルを用いて上記のように本発明に従って設計されたスターカッドケーブルについてこのＦＥＸＴを算出した。図３には、その結果が示されている。図３において、５０は、ＦＥＸＴが［ｄＢ］単位で入る縦軸を識別している。５２は、第１のポート４２（図２）における入力信号の周波数ｆが［ＭＨｚ］単位で入る横軸を識別している。
【００３９】
第１のグラフ５４は、実際に測定された従来のスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。
【００４０】
第２のグラフ５６は、ｋ（１）＝０のケーブルモデルから算出された従来のスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝２．２３５
εｒ（２，２）＝２．２４０
【００４１】
誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）については、製造の不正確性および誘電体の着色に起因する影響による５／１０００の偏差の値の分散を仮定する。第２のグラフ５６の曲線が第１のグラフ５４の近くを追従していることから、ケーブルモデルが有用であることが確認される。
【００４２】
第３のグラフ５８は、ｋ（１）＝０．１のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝２．１３５
εｒ（２，２）＝２．１４０
【００４３】
第４のグラフ６０は、ｋ（１）＝０．３のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．９３５
εｒ（２，２）＝１．９４０
【００４４】
第５のグラフ６２は、ｋ（１）＝０．５のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．７３５
εｒ（２，２）＝１．７４０
【００４５】
第６のグラフ６４は、ｋ（１）＝０．７のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．５３５
εｒ（２，２）＝１．５４０
【００４６】
第７のグラフ６６は、ｋ（１）＝０．９のケーブルモデルから算出された本発明に係るスターカッドケーブルの周波数に対するＦＥＸＴの曲線を示している。ケーブルモデルによる算出においては、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）について、以下の値を仮定した。
εｒ（１，１）＝２．２３５
εｒ（２，１）＝２．２４０
εｒ（１，２）＝１．３３５
εｒ（２，２）＝１．３４０
【００４７】
２本のライン間での公称の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値の差が大きいほど、他方のラインにおけるクロストーク（ＦＥＸＴ）が小さくなる。したがって、個々のライン対１６、１８；２０、２２の各々について付加的なシールドケーシングを要することなく、誘電体２４、２６、２８、３０の比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の差ｋ（ｓ）によって、ケーブル１０の伝送特性が驚くほど改善可能である。
【００４８】
図４は、本発明に係るケーブル１０の第２の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１に関する先の記述が参照される。図４において、誘電体２４、２６、２８、３０の網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値が異なることを示している。図４においては、外側ケーシングは描かれていない。したがって、誘電体２４、２６、２８、３０は基本的に同じ比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値で作られていることが分かる。ただし、誘電体２４、２６は、２つの部分に構造化されており、いずれの場合も２つの材料が異なる比誘電率εｒを有する。誘電体２８、３０と同じ比誘電率εｒを有する第１の材料がワイヤ１６、１８を包んでいるが、異なる比誘電率εｒの値を有する第２の材料７０がさらにワイヤ１６、１８と第１の材料との間に径方向に配置されているため、誘電体２４、２６が誘電体２８、３０と異なる比誘電率εｒの値を効果的に有する。第１および第２の誘電材料は、互いに同心に配置されているとともに、それぞれのワイヤ１６、１８と同心に配置されている。
【００４９】
図５は、本発明に係るケーブル１０の第３の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１および４と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１および４に関する先の記述が参照される。図５において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図５においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。ただし、ライン１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０とシールドケーシング１４との間のそれぞれの空間はさらに、いずれの場合も誘電体２４、２６、２８、３０と異なり、また、互いに異なる比誘電率εｒの値を有する別の第１の誘電体７２および別の第２の誘電体７４で満たされている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。別の第１および第２の誘電体７２、７４での充填は、断面視でそれらが隣接のライン１６／２４、１８／２６、２０／２８、２２／３０により放物線状に区切られた領域を満たすようにされる。このように、別の誘電体７２、７４は、力線密度が高い領域に正確に位置し、したがって大きな効果を有する。
【００５０】
図６は、本発明に係るケーブル１０の第４の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４および５と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４および５に関する先の記述が参照される。図６において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図６においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体２４、２６、２８、３０に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。付加的誘電体７２、７４は、シールドケーシング１４の内側に、いずれの場合もワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０とシールドケーシング１４との間にそれぞれ位置するように配置されている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。
【００５１】
図７は、本発明に係るケーブル１０の第５の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４、５および６と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４、５および６に関する先の記述が参照される。図７において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図７においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は同一の誘電体２４、２６、２８、３０に囲まれているため、それらの比誘電率εｒは実質的に同一である。付加的誘電体７２、７４は、シールドケーシング１４の内側に、いずれの場合もワイヤ１６、１８、２０、２２の誘電体２４、２６、２８、３０とシールドケーシング１４との間にそれぞれ位置するように配置されている。図６に示される第４の実施形態と違って、付加的誘電体７２、７４は、別の誘電体７０と層状に構築されている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なる。
【００５２】
図８は、本発明に係るケーブル１０の第６の好適な実施形態を示しており、同じ機能を持つ部分については、図１、４、５、６および７と同じ参照符号で識別されているため、それらの説明に関しては、図１、４、５、６および７に関する先の記述が参照される。図８において、網掛けまたは中身が異なる場合は、比誘電率εｒの値が異なることを示している。図８においては、外側ケーシングは描かれていない。本実施形態においては、ワイヤ１６、１８、２０、２２は、別の誘電体７２、７４のみに囲まれており、誘電体７２、７４は、いずれの場合も図４に示される第２の実施形態と同様にワイヤ１６、１８、２０、２２からシールドケーシング１４まで延在しており、それによりいずれの場合も断面で放物線状に区切られた空間を満たしている。このように、ワイヤ１６、１８を伴うラインの有効な比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値は、ワイヤ２０、２２を伴うラインの比誘電率εｒ（ｍ，ｎ）の値と異なり、誘電体７２、７４は、力線密度が最も高くなるシールドケーシング１４内のその空間を正確に満たす。
【００５３】
本発明は、技術的に適切である限り、いずれの場合も明細書において開示される特徴、いずれの場合も特許請求の範囲において請求される特徴、および、いずれの場合も図面の図中において示される特徴のあらゆる組み合わせを網羅する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁材料製の外側ケーシング（１２）および前記外側ケーシング（１２）内に配置される少なくともＮ本のラインｎ（Ｎ≧２、Ｎ∈＼Ｎ（＼Ｎ：自然数全体の集合））を備える電気信号伝送用のケーブルであって、各ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］）が導電材料製の合計Ｍ本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）（Ｍ≧１、Ｍ∈＼Ｎ）を有し、前記ラインｎ（ｎ∈［１，Ｎ］、ｎ∈＼Ｎ）の前記ワイヤｍ（１６、１８、２０、２２）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ）が所定の比誘電率の値εｒ（ｍ，ｎ）＞１を有する誘電体（２４、２６、２８、３０）に囲まれ、各ラインｎについて、そのラインｎの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）の比誘電率の値が製造プロセスによる偏差を除いて同一であり、そのため、εｒ（ｐ，ｎ）＝εｒ（ｐ＋ｑ，ｎ）であり、ここで、ｑ∈［１，Ｍ−ｐ］、ｑ∈＼Ｎ、ｐ∈［１，Ｍ−１］、ｐ∈＼Ｎである、ケーブル（１０）において、
少なくとも２本の異なるラインｎ＝ｊおよびｎ＝（ｊ＋ｓ）について、εｒ（ｍ，ｊ）＝εｒ（ｍ，ｊ＋ｓ）−ｋ（ｓ）（ｍ∈［１，Ｍ］、ｍ∈＼Ｎ、ｊ∈［１，Ｎ−１］、ｊ∈＼Ｎ、ｓ∈［１，Ｎ−ｊ］、ｓ∈＼Ｎ）が当てはまり、ここで、ｋ（ｓ）∈＼Ｒ（＼Ｒ：実数全体の集合）、ｋ（ｓ）∈［−２．０，−０．０１］、ｋ（ｓ）∈［０．０１，２．０］であり、前記ケーブル（１０）が、Ｍ＝２、Ｎ＝２であり、２本のラインの４本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）が十字状に互いに捻られるスターカッドケーブルである
ことを特徴とする、ケーブル（１０）。
【請求項２】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）がポリプロピレン（ＰＰ）材料製であり、少なくとも１本の他のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）がポリエチレン（ＰＥ）材料製であることを特徴とする、請求項１に記載のケーブル（１０）。
【請求項３】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）が、異なる比誘電率εｒの値を有する２つ以上の誘電材料（７０）の同心層構造で構築されることを特徴とする、請求項１または２に記載のケーブル（１０）。
【請求項４】
少なくとも１本のラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）について、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）とそのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）に対向する前記外側ケーシング（１２）との間の空間が、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）を囲む前記誘電体（２４、２６、２８、３０）と異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料（７２、７４）で満たされることを特徴とする、請求項１から３の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項５】
付加的誘電体（７０、７２、７４）を備える被膜が、あるラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）に対向する前記外側ケーシング（１２）の内側に設けられ、前記付加的誘電体が、そのラインの前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）を囲む前記誘電体（２４、２６、２８、３０）と異なる比誘電率εｒの値を有することを特徴とする、請求項１から４の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項６】
前記付加的誘電体が、いずれの場合も異なる比誘電率εｒの値を有する誘電材料（７０、７２、７４）の一連の層として構造化されることを特徴とする、請求項５に記載のケーブル（１０）。
【請求項７】
少なくとも１本のワイヤ（１６、１８、２０、２２）の前記誘電体（２４、２６、２８、３０）が、前記ワイヤ（１６、１８、２０、２２）と前記外側ケーシング（１２）との間の空間に、前記ケーブル（１０）の断面視でその空間が隣接のワイヤ（１６、１８、２０、２２）から放物線状に区切られるように配置されることを特徴とする、請求項１から６の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項８】
ｋ∈［−ｕ，−ｗ］、ｋ∈［ｗ，ｕ］であり、ここで、ｗ＝０．０１、０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４または１．６、ｕ＝０．０３、０．１、０．２、０．３、０．５、０．７、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６または１．８、｜ｗ｜＜｜ｕ｜であることを特徴とする、請求項１から７の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項９】
導電材料製のシールドケーシング（１４）がさらに設けられ、前記シールドケーシング内に前記ラインが配置されることを特徴とする、請求項１から８の少なくともいずれか一項に記載のケーブル（１０）。
【請求項１０】
前記シールドケーシング（１４）が前記外側ケーシング（１２）の外側または内側に径方向に配置されることを特徴とする、請求項９に記載のケーブル（１０）。
【請求項１１】
前記シールドケーシング（１４）が前記外側ケーシング（１２）に組み込まれることを特徴とする、請求項９に記載のケーブル（１０）。
【国際調査報告】
2019508858.tif 000011
2019508858.tif 000012
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