专利名称：绝缘线对及使用该线对的导引电缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种绝缘线对以及一种使用该线对的导引电缆。
通常，为了实现在可移动物体，如沿铁轨或公路移动的运输工具，与地面站之间的通信，要沿铁轨或公路铺设所谓导引或泄漏电缆，并且通过使由该导引电缆以适当程度泄漏的电磁场与移动体上所带有的天线进行耦合，就可以实现双向通信，以便相互传递和接收信息。
至于另外的场合，可以使电磁场不连续而间断地由导引电缆泄漏，并且电磁场泄漏位置与地面站之间的距离可精确地加以测量和测定。然后，基于移动体对地面站所传递信号或由移动体所传递并通过导引电缆由地面站所接收信号的相位差的反应，可以精确地检测和捕捉移动体与地面站的位置。
由于上述应用，所以也将导引电缆称作移动体位置检测导引电缆。
上述导引电缆具有如图8所示构成，使得两根由导体1和绝缘层2组成的绝缘导线3，3′按一个方向扭绞，从而形成绝缘线对4，并且电磁场耦合部分(打开部分)5沿绝缘线对4的长度以一定间隔形成，其中绝缘导线3，3′相互平行间隔。
由此形成的导引电缆7通常称作扭绞线对型导引电缆。
如图9(A)和9(B)所示，导引电缆7如此构成，使得由设置在基板8上的绝缘线对4所形成的导引线对可用带与插入元件绑在一起，用以保持导引线对的形状，并且保护导引线对免受外力，绑带导引线对进一步可由外护层绕包，其外护层是由非金属和非磁性(以便使电磁场有效泄漏)合成树脂如聚烯烃或氯乙烯制成。
在电磁场耦合部分5的相对侧上的导引电缆7的部分是电磁场非耦合部分6，其中绝缘导线3，3′是扭绞的，并且其中由于绝缘导线3，3′的扭绞效应使电磁场非耦合部分6与电磁场耦合部分5相比具有极小量的电磁场泄漏特性。
因此，如
图10所示，当移动体的天线9沿导引电缆7移动时，天线的耦合输出会在天线9靠近电磁场耦合部分5时变大，同时会在天线5靠近电磁场非耦合部分6时变小。
通常用以制造导引电缆7绝缘线对4的装置如下。绕有绝缘导线3，3′的线轴安装在旋转馈送装置上，由各线轴引出的绝缘导线3，3′通过导线导管导引到扭绞模具上同时转动旋转馈送装置和各线轴。绝缘线对4通过被保持在牵引装置的带之间而由扭绞模具中拉出，同时停止转动。以这种方式，就可以形成按一个方向扭绞的绝缘线对4，并且可以通过收线装置的轴收起。
由收线装置的轴所收起的绝缘线对4可以由该轴上拉出适当长度，并且将绝缘导线3，3′沿绝缘线对4的长度以一定间隔不扭绞，并且将其平行设置。通过平行加宽绝缘导线3，3′非扭绞部分相互之间的距离，就可以获得电磁场耦合部分5。
然而，由于要将两根绝缘导线3，3′加以扭绞以便制造绝缘线对4，所以使用绝缘线对4的常用扭绞线对型导引电缆7需要大的制造设备。还有，为了改善直接影响天线耦合输出的绝缘导线3，3′扭绞间隔的精度，制造设备需要极高的精度控制。因此，存在设备大和运转费用高的问题。
尽管使用了大规模的机械设备，仍然使通过沿绝缘线对4的长度以一定间隔不扭绞绝缘导线3，3′，将不扭绞部分平行设置，并且加大不扭绞部分相互之间平行的距离而得到的电磁场耦合部分5的操作成为很困难的操作，其仍需要大量的时间和人力。要在电磁场耦合部分5上精确地放置相互平行的绝缘导线3，3′也是困难的，绝缘导线3，3′会不均匀地扭绞并安置在电磁场耦合部分5和电磁场非耦合部分6之间的交界部分上。结果，将无法获得高精确及稳定的电磁耦合。
特别是，由于扭绞绝缘线对4具有圆形截面并很可能会绕其轴转动，很可能会使扭绞间隔在受到外力的情况下由于绝缘线对4绕其轴转动而发生变化，同时绝缘导线4会被装配成导引电缆。
再有，由于使用了具有圆形截面的绝缘导线3，3′，所以导引电缆7会具有较大厚度(高度)。因此，这种导引电缆7将不能放置在需要象地板表面、墙壁表面或窄电缆通道部分那么薄或细的位置上，并且只通过电磁屏蔽对应于导引电缆7的电磁非耦合部分6的部分来完全消除电磁场的泄漏是不可能的。
本发明正是基于上述问题作出的，其目的就是提供一种绝缘线对，其能够用便宜的设备很容易地制造，并且用它可以获得高精度及稳定的电磁耦合，以及使用该绝缘线对的导引电缆。
一种绝缘线对，其中绝缘线对成层状，并且包括至少一薄膜状绝缘体，其具有可固定到其表面或其内侧上的具有特定形状的一根或多根线状导体。使用一个或多个绝缘线对的导引电缆，其中该电缆可以整体地或单一地制成，并且其最好是由外护层绕包。
按照本发明，提供一种绝缘线对，其中绝缘线对为层状的，并且其由至少一薄膜形绝缘体组成，其具有一个或多个固定于其表面或其内侧或嵌于其中的特定形状的线状导体。
按照本发明的另一方面，提供一种层状绝缘线对，其特征在于，它包括许多相互叠置的薄膜形绝缘体，其每个绝缘体具有固定于其前面或其内侧上的特定形状的线状导体。
采用上述结构，不会象现有技术的绝缘线对那样使绝缘导线扭绞，线状导体在层状绝缘线对中不需要扭绞，由此免除了对于大规模制造设备以及对于高精度控制制造设备的控制设备的需要。
还有，不同于现有技术的绝缘线对那样，不需要为提供电磁场耦合部分而将绝缘导线部分不扭绞并将不扭绞部分相互平行间隔的困难操作。再有，由于线状导体可以很容易地精确地通过如粘接到薄膜形绝缘体上而加以固定，所以可以将线状导体极为精确地相互平行地放置在电磁场耦合部分上，并且电磁场耦合部分与电磁场非耦合部分之间的边界部分可以很容易地均匀制成。由此，可以获得高精度稳定的电磁耦合。
再有，由于层状绝缘线对既不绕其轴转动，也不象现有技术的绝缘线对那样需要扭绞，所以由扭绞节距的变化所引起的电磁耦合度的变化会较小。
上述层状绝缘线对的设置使得许多薄膜状绝缘体可以相互叠置，与层状结构一样可以获得相同的效果，其中可将线状导体固定到一绝缘体的相对表面上。
按照本发明的再一方面，要提供一种层状绝缘线对，其包括薄膜状绝缘体，其具有可固定到其前表面或其内侧上的特定形状的线状导体。
因此，层状绝缘线对具有简单而精确尺寸的结构，其中形状导体可固定到一绝缘体的相对侧上。
最好是，每个导体包括许多分割或分离的导体，其最好是设置在矩形或圆形整个或外部截面上因此，其与单个大导体相比可以较细且容易弯曲。
进一步最好是，导线对的间隙沿纵向以一定间隔变化。因此，可以在线状导体上很容易地形成电磁场耦合部分和电磁场非耦合部分。
更好是，将电磁屏蔽层与层状绝缘线对中的导体紧密相接地以一定间隔地设置。因此，当将它们特别地安置在电磁场非耦合部分上时，可防止其电磁场的泄漏，使电磁场耦合部分和天线之间电磁耦合度与电磁场非耦合部分和天线之间的电磁耦合度之间的差异变大。
按照再一个优选实施例，线状导体可这样设置，使得其第一部分沿具有长周期的基本为四边形的波路来安置，并且其第二部分沿与具有短周期的正弦波的正弦通路来安置。
最好是，线状导体具有基本的圆形或矩形截面。
按照本发明，进一步提供一种使用按照本发明的一根或多根层状绝缘线对所形成的导引电缆，其可整体地或成单元地形成，或其形成单一体并且最好由外护套绕包。因此，其与使用现有技术绝缘线对的导引电缆相比可以较细。因此，可以将这种导引电缆铺设在地板表面或类似位置上，其中厚度要求减小。
按照优选实施例，线状导体的第一部分对应于电磁场耦合部分，并且其中其第二部分对应于电磁场非耦合部分。
最好是，电磁屏蔽层以间隔地最好是与导引电缆中的外护层紧密相接地设置。因此，即使它们不与导线紧密相接地设置，也可以将对应于电磁不耦合部分的导线部分进行电磁屏蔽，用以完全防止电磁场的泄漏。因此，可以使电磁场耦合部分和天线之间的电磁耦合度与电磁场非耦合部分和天线之间的电磁耦合度之间的差异较大。换句话说，可以将对应于电磁非耦合部分的线状导体部分进行电磁屏蔽，用以完全防止电磁场的泄漏。
本发明的这些和其它的目的、特征和优点将通过阅读下列详细的描述以及附图而会更加清楚，其中图1(A)-1(C)表示按照本发明第一实施例的层状绝缘导线对，其中图1(A)是正视图，图1(B)是沿1(A)的A-A所截的截面图，和图1(C)是沿1(A)的B-B所截的截面图；图2(A)和2(B)表示按照本发明的第二实施例的层状绝缘导线对的两根导体，其中2(A)是一根导体的正视图，和图2(B)是另一根导体的正视图；图3(A)-3(C)表示按照本发明第二实施例的层状绝缘导线对，其中图3(A)正视图，图3(B)是沿图3(A)的C-C所截的截面图，和图3(C)是沿图3(A)的D-D所截的截面图；图4是按照本发明第三实施例的层状绝缘导线对的正视图；图5(A)-5(C)表示按照本发明第三实施例的层状绝缘导线对，其中图5(A)是截面图，图5(B)是沿图5(A)的E-E所截的截面图，和图5(C)是沿图5(A)的F-F所截的截面图；图6(A)和6(B)是截面图，其表示导引电缆的第一实施例；图7(A)是截面图，其表示导引电缆的第二实施例，和图7(B)是截面图，其表示导引电缆的第三实施例；图8是现有技术的绝缘导线对的正视图；图9(A)和9(B)是表示现有技术的绝缘导线对的正视图和截面图；图10是曲线图，其表示沿导引电缆纵向的天线耦合输出。
下面参照附图详细地描述本发明的各实施例。
图1(A)-1(C)是表示按照本发明的第一实施例的层状绝缘导线对10A。
如图1(A)所示，由实线和虚线b所示的线状导体11，11′均为具有如图1(B)和1(C)所示矩形截面的叶片。这些线状导体11，11′可以采用特定的正弦方式分别固定地安置在绝缘体13的前面13a和后面13b上，如以薄膜的形式。
特别是，参照表示第二实施例的图2(A)，对应于电磁场耦合部分15的线状导体11的部分11a最好是沿具有长周期的基本为不规则四边形波路固定地安置在绝缘体13的前面13a上，由此，对应于电磁场耦合部分14的线状导体11的部分11b最好沿类似于具有短周期的正弦波形的正弦通路固定安置在前面13a上。
同样地，参照图2(B)，将对应于电磁场耦合部分15的线状导体11′的部分11a′沿具有长周期的四边形波路固定地安置在绝缘体13的后表面13b上，由此，使对应于电磁场非耦合部分14的线状导体11′的部分11b′沿类以于具有短周期的正弦波的波路固定地安置在后面13b上。
线状导体11，11′的的各部分11a，11b，11a′，11b′则安置在绝缘体13的前后表面13a，13b上，使得其相位相对于中心线c相互对称地倒相。
通过将线状导体11，11′插入模具中而嵌在绝缘体13的前后表面13a，13b中。然而，它们还可以通过粘接而粘在前后表面13a，13b上。
线状导体11，11′的平面部分11a，11b，11a′，11b′可以固定到绝缘体13的前后表面13a，13b上，并且其完全不会象使用绝缘线3，3′的现有技术的绝缘线对4那样扭绞。
在按照本发明第一实施例的层状绝缘对10A中，当以垂直于薄膜形绝缘体13的平面的方向来看时，与使用绝缘线对4的现有技术导引电缆一样，导体平行间隔的电磁场耦合部分15会沿绝缘导线对10A的长度以一定间隔提供，并且电磁场非耦合部分14则设置在相邻的电磁场耦合部分15之间。
线状导体11，11′的部分11b，11b′不象现有技术的绝缘线对4的电磁非耦合部分6中的绝缘导线3，3′那样，其在电磁场非耦合部分14中是不扭绞的。然而，沿类似于具有短周期的正弦波的正弦通路所设置的部分11b，11b′相互靠近地叠置。因此，电磁场会在垂直于叠置部分11b，11b′厚度方向的方向上具有少量的泄漏。类以于现有技术的电磁非耦合部分6，电磁非耦合部分14具有极少量的电磁场泄漏特性。
图2和3表示按照第二实施例的层状绝缘线对10B。
在图3(A)中用实线a和虚线b表示的线状导体11，11′为具有矩形截面的叶片，如图3(B)和3(C)所示。这些线状导体11，11′采用特定的正弦方式分别以薄膜的形式固定地设置在绝缘体13的和绝缘体13′的前面13a和后面13b上。
特别是，如图2(A)所示，对应于电磁场耦合部分15的线状导体11的部分11a沿具有长周期的不规则四边形波路固定地安置在绝缘体13的前面13a上，由此使对应于电磁场非耦合部分14的线状导体11的部分11b沿类似于具有短周期的正弦波的正弦通路固定地安置在前面13a上。
同样地，如图2(B)所示，对应于电磁场耦合部分15的线状导体11′的部分11a′沿具有长周期的四边形波路固定地设置在绝缘体13′的后面13b上，由此使对应于电磁场非耦合部分14的线状导体11′的部分11b′沿类似于具有短周期的正弦波的正弦通路固定地设置在后面13b上，线状导体11，11′的各部分11a，11b，11a′，11b′设置在绝缘体13的前面13a和绝缘体13′的后面13b上使得其相位相对于中心线c相互对称地倒相。
各线状导体11，11′可通过粘接或类似的方法固定或粘接到各绝缘体13，13′的前面和后面13a，13b上。
线状导体11，11′可通过粘接或类以的方法固定或粘接到一绝缘体13的前面和后面13a和13b上。
绝缘体13，13′可通过粘接或类似的方法粘接绝缘体13的后面13b和绝缘体13′的前面13a而相互粘接起来，以便形成单个绝缘体。
线状导体11，11′的平面部分11a，11b，11a′和11b′可固定到绝缘体13的前面13a和后面13b上，并且其完全不会象使用绝缘导线3，3′的现有技术绝缘线对4那样而是不扭绞的。
在按照第二实施例的层状绝缘导线对10B中，当以垂直于绝缘体13，13′的方向来看它时，与使用绝缘线对4的现有技术的导引电缆一样，电磁场耦合部分15，其中导体为平行间隔的，沿绝缘线对10B的长度以一定间隔地配置，并且电磁非耦合部分14则设置在相邻电磁耦合部分15之间。
线状导体11，11′的部分11b，11b′不象现有技术绝缘线对4的电磁非耦合部分6中的绝缘导线3，3′那样，其在电磁场非耦合部分14中是不扭绞的。然而，沿类似于具有短周期的正弦波的正弦通路所设置的部分11，11b′相互靠近地叠置。因此，类以于现有技术的电磁非耦合部分6一样，电磁场非耦合部分14具有极小量的电磁场泄漏特性。
图4和5表示按照第三实施例的层状绝缘线对10C。
层状绝缘线对10C基本是这样构成的，使得电磁场耦合部分15和天线9之间的电磁耦合程度与电磁场非耦合部分14和天线9之间的电磁耦合程度之间的差异变得较大，如，按照第一和第二实施例使用层状绝缘线对10A，10B，可以使电磁场耦合部分15的耦合信号S与电磁场非耦合部分14的微小耦合信号(噪声)N之间的差异较大。
特别是，可以将由导电或磁性材料或这些材料的复合材料制成的电磁屏蔽层20这样设置，使得其可环绕在层状线对10C的电磁场非耦合部分14上，或与电磁场非耦合部分14的相对面密封相接。采用这种方式，可以进一步防止电磁场由各电磁场非耦合部分14向外泄漏。
如果有必要，可将绝缘或加强层21设置或固定到各电磁屏蔽层20的外表面上。
虽然各电磁场耦合部分15由于其目的不带有电磁屏蔽层20，但是在多个层状绝缘导体层相互叠放的情况下，层20可以以一定方式提供，使得一层绝缘线对的电磁场耦合部分15与天线9的耦合不受到另一层绝缘线对的层20的干扰。在这种情况下，层20需要具有一定的尺寸和结构，使其不会引起上述干扰。
图6(A)和6(B)是截面图，其对应于图3(A)和3(B)，其表示使用各层状绝缘线对10A-10C所构成的电缆的实施例。应当注意的是，在两个或多个层状绝缘线对构成单一体的情况下，可以采用类似的结构。
保护层17可设置在层状绝缘线对10A-10C的相对表面上，并且用外护层18绕在该组件上。
电磁屏蔽层20可以设置在外护层18上，以代替设置在电磁非耦合部分14上，并且就象在第三实施例中的一样。
虽然在上述各实施例中线状导体11，11′均为具有矩形或方形截面的片，但是它们还可以为具有单一圆形截面的导体，如图7(A)所示。
如果线状导体11，11′中的每个导体均为单一圆形截面的话，便可以很容易地将其以正弦方式精确地弯曲，并且可以很容易地将连接器端子与其相对的端部连接。
进一步地如图7(B)所示，线状导体11，11′的每个导体可以由具有小圆形截面的多个导体组成。
如果线状导体11，11′的每个均由具有小圆形截面的多个导体组成的话，那么其厚度可以通过消除不必要的空间而减小，并且作为层状绝缘线对的线状导体11，11′抗弯曲的刚性会变小，结果便可以将形状导体11，11′以正弦方式很容易地精确地弯曲。抗弯线状导体11，11′在使用过程中由振动所引起的疲劳破裂也可以得到改善。
参考标号一览表10A-10C 层状绝缘线对11，11′ 线状导体13，13′ 绝缘体13a 前表面13b 后表面14电磁场非耦合部分15电磁场耦合部分18外护层20电磁屏蔽层
权利要求
1.一种绝缘线对(10A，10B，10C)，其中绝缘线对成层状，并且包括至少一薄膜状绝缘体(13，21)，其具有可固定到其表面(13a)或其内例上的具有特定形状的一根或多根线状导体(11，11′)。
2.按照权利要求1的绝缘线对，其包括叠置放置的许多薄膜状绝缘体(13，21)，每个绝缘体(13，21)具有可固定到其表面(13a)或其内侧上的具有特定形状的线状导体(11，11′)。
3.按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对，其中每个导体(11，11′)包括许多分离导体，其最好是以矩形或圆形的整体截面来设置。
4.按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对，其中导线(11，11′)对的间隙将沿纵向在一定间隔(14，15)下改变。
5.按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对，其中电磁屏蔽层(20)是在一定间隔(14)下设置的，最好是与导体(11，11′)紧密相接。
6.按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对，其中线状导体(11，11′)这样设置，使得其第一部分(11a，11a′)沿具有最好是长周期的基本为四边形的波路来设置，并且其第二部分(11b，11b′)沿类似于具有最好是短周期的正弦波的正弦通路设置。
7.按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对，其中线状导体(11，11′)具有基本为圆形或矩形的截面。
8.使用按照上述权利要求中的一个或多个绝缘线对的导引电缆，其中该电缆可以整体地或单一地制成，并且其最好是由外护层(18)绕包。
9.按照权利要求8和权利要求6的导引电缆，其中线状导体(11，11′)的第一部分(11a， 11a′)对应于电磁场耦合部分(15)，其中其第二部分(11b，11b′)对应于电磁场非耦合部分(14)。
10.按照权利要求8和9的导引电缆，其中电磁屏蔽层(20)以一定间隔(14)设置，其最好是与外护层(18)紧密相接。
全文摘要
一种层状绝缘线对,可以廉价和容易地制造,且可获得高精度稳定的电磁耦合,以及使用该层状绝缘线对的导引电缆。层状绝缘线对包括许多叠置放置的薄膜状绝缘体,并且其每个绝缘体具有固定于其前表面或其内侧上的具有特定形状的线状导体。层状绝缘线对包括薄膜状绝缘体,其具有固定于其前表面或其内侧上的具有特定形状的线状导体。层状绝缘线对包括电磁屏蔽层,其可以以一定间隔与导体紧密相接地设置。导引电缆包括一根或多根层状绝缘线对,其可以制成单一体,并可以由外护层绕包。
文档编号H01B7/08GK1182272SQ9712282
公开日1998年5月20日 申请日期1997年10月31日 优先权日1996年10月31日
发明者田村吉弘, 笹川柾男, 土崎良雄, 三田恭嗣 申请人:住友电装株式会社