ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ЧЕТЫРЕХПАРНЫЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к кабельной промышленности и может быть использована для передачи информационных данных в электронных вычислительных устройствах (системах) в наземных и космических условиях.
Широко известны симметричные высокочастотные кабели из витых пар на рабочую частоту до 100 МГц (LAN октябрь 1996, с.57), выпускаемые зарубежными фирмами. Данные кабели имеют недостаточно широкий диапазон рабочих температур и их применение в отечественной технике ограничено.
Известен, выпускаемый в России, симметричный высокочастотный кабель марки КВПЭф (ТУ 3574-01-4727194-98), содержащий четыре витые пары с токопроводящей жилой из медных проволок и изоляционным покрытием из полиэтилена, экран из фольгированного лавсана и защитную оболочку из поливинхлоридного пластиката (ближайший аналог).
Ближайший аналог имеет недостаточно широкий диапазон рабочих температур, недостаточную устойчивость к изгибам и невысокие радиочастотные технические характеристики.
Технической задачей полезной модели является расширение диапазона рабочих температур, повышение стойкости к изгибам и повышение радиочастотные характеристик.
Поставленная задача решается тем, что симметричный высокочастотный кабель содержит размещенные под защитной оболочкой и металлическим экраном скрученные между собой четыре витые пары из изолированных токопроводящих жил. Каждая жила витой пары выполнена скрученной из нескольких проволок, предпочтительно из семи и уплотнена по диаметру на 3...6%.
Данное техническое решение позволяет повысить радиочастотные характеристики, стойкость к изгибам и расширить диапазон рабочих температур.
Заявленный симметричный кабель выполняется с многопроволочными жилами, в нем сохраняется высокая гибкость и изгибоустойчивость, однако, по уровню коэффициента затухания он не уступает симметричным кабелям с однопроволочной жилой.
Полученный положительный эффект обусловлен отличительными признаками, а именно, тем, что токопроводящая жила витой пары выполнена скрученной из семи проволок и уплотнена по диаметру на (3÷6)%.
Указанный диапазон уплотнения жил подобран экспериментальным путем и установлено, что выход за его пределы приводит к недостижению указанного технического результата.
При уменьшении диаметра семипроволочной жилы в процессе уплотнения менее чем на 3% реализуется в основном упругая деформация проволок при этом увеличение площади соприкосновения отдельных проволок за счет пластической деформации возрастает незначительно и не приводит к существенному уменьшению коэффициента затухания.
Уменьшение наружного диаметра семипроволочной жилы более чем на 6% нежелательно, т.к. это приводит к снижению стойкости к перегибам. Следует также отметить, что уменьшении диаметра семипроволочной жилы более чем на 6% путем протяжки ее через калибр, технически трудно выполнимая задача, т.к. при этом резко возрастают усилия, которые необходимы для протяжки скручиваемой жилы через калибр, что может приводить к вытяжке или обрыву скручиваемой жилы.
Таким образом, для получения оптимального сочетания стойкости заявленного кабеля к перегибам и коэффициента затухания целесообразно выполнять токопроводящие жилы витых пар с уплотнением по диаметру в пределах 3÷6%.
Процесс уплотнения жилы для предлагаемого кабеля осуществляется в процессе скрутки, например, семи проволок диаметром 0,26 мм с расчетным наружным диаметром 0,78 мм путем протяжки ее через калибр с внутренним диаметром 0,74 мм.
В процессе протяжки жилы через калибр происходит деформация отдельных проволок, которые частично заполняют межпроволочные пространства при этом уменьшается наружный диаметр и увеличивается площадь соприкосновения между отдельными проволоками.
Уменьшение наружного диаметра семипроволочной жилы на (3÷6)%, позволяет уменьшить габариты кабеля и расход материалов.
Увеличение площади соприкосновения между отдельными проволоками снижает переходное сопротивление между отдельными проволоками жилы, что приводит к снижению коэффициента затухания при частоте до 100 МГц до уровня, соответствующего требованиям МЭК 61156-5 для симметричных кабелей с однопроволочной жилой и превышающего уровень, установленный МЭК 61156-6 для симметричных кабелей с многопроволочной жилой.
Для дальнейшего повышения технического результата предлагается: каждую жилу витой пары покрывать изоляцией из фторопласта, а каждую витую пару и четыре витые пары между собой скреплять поясной изоляцией в виде обмотки пленкой из фторопласта. Поверх металлического экрана накладывать защитную оболочку из фторопласта. Проволоки жилы витой пары выполнены из меди с серебряным покрытием.
Каждая витая пара может быть скручена с отличающимся от других пар шагом, причем отношение шага первой пары ко второй, второй к третьей, третьей к четвертой находится в пределах 1,2...1,3.
Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежа.
Кабель содержит токопроводящие жилы 1 из семи медных посеребренных проволок, которые покрыты изоляцией 2 из фторопласта марки ф-4МБ. Каждая скрученная пара имеет поясную изоляцию 3 в виде обмотки фторопластовой пленкой марки ф-4. Четыре скрученные между собой пары имеют поясную изоляцию 4 в виде обмотки из фторопластовой пленки марки ф-4. Поверх поясной изоляции наложен экран 5 в виде оплетки из медных луженых проволок, поверх которого наложена защитная оболочка 6 из фторопласта ф-4МБ.
Пример конкретного выполнения предлагаемого кабеля.
Семь скрученных в сердечник медных проволок диаметром 0,26 мм каждая уплотняют по диаметру на 5%. Наружная оболочка каждой жилы из фторопласта имеет диаметр 1,5 мм. Первая пара изолированных жил скручена с шагом 18,7 мм, вторая - с шагом 22,7 мм, третья - 28,6 мм, четвертая - 35,1 мм. Пары расположены в кабеле в следующей
последовательности: первая, третья, вторая, четвертая. Поверх поясной изоляции для всех четырех пар наложен экран в виде оплетки из медных луженых проволок. Поверх экрана наложена защитная оболочка из фторопласта ф-4МБ с наружным диаметром 8,1 мм.
Установлены следующие технические результаты: повышение диапазона рабочих температур: от минус 150 до плюс 200°С и стойкости к изгибам кабеля и улучшение следующих технических характеристик: волновое сопротивление 100 Ом; коэффициент затухания (дБ/км) - при частоте (МГц), соответственно: 66 - 10, 82 - 16, 171 - 62,5, 220 - 100; переходное затухание на ближнем конце между любыми двумя парами (дБ) - при частоте (МГц), соответственно (не менее): 10 - 47, 16 - 44, 62,5 - 35, 100 -32.