Koaxialkabel haben einen zentralen Innenleiter, der in einem vorgegebenen Abstand von einem Aussenleiter konzentrisch umgeben ist. Der Zwischenraum zwischen zentralem Innenleiter und konzentrischem Aussenleiter ist mit einem Dielektrikum ausgefüllt. In anspruchs- vollen Anwendungen, wie sie beispielweise bei der Satellitentechnik im Weltraum vorliegen, sind für Koaxialkabel neben der Eignung für höchste Frequenzen im GHz-Bereich vor allem eine sehr geringe Dämpfung (in dB/m) und eine lineare und/oder gegen Null gehende Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Temperatur über einen grossen Temperaturbereich von z.B. -55 ⁰ C bis +1 25 ⁰ C von besonderer Bedeutung.

Eine sehr geringe Dämpfung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Zwischenraum zwischen dem zentralen Innenleiter möglichst vollständig mit Luft (relative Dielektrizitätskonstante ε _r = 1 ) gefüllt ist. Andererseits übernimmt das Dielektrikum in vielen Fällen gleichzeitig die Aufgabe, den zentralen Innenleiter im Zentrum zu stabilisieren und zu fixieren, damit die konzentrische Struktur des Kabels auch beim Biegen oder Verdrehen des Kabels erhalten bleibt.

Ein hoher Luftanteil im Zwischenraum bzw. Dielektrikum kann auf verschiedene Weise erreicht werden:

1 . Durch lokalisierte Abstandshalter oder -elemente, die den Innenleiter am Aussenleiter abstützen und fixieren (siehe z.B. die EP-A2-0 899 750 oder US-A-5,742,002).

2. Durch geschäumtes bzw. poröses Material mit geringer Dichte (siehe z.B. die DE-Al -

34 1 5 746 oder die WO-Al -2007/147271 mit weiteren Referenzen). Bekannte Technologien sind dabei die Pastenextrusion, Schmelzextrusion, Pulversinterung oder Kunststoff band ierung. 3. Durch dicht gepackte, in Kabellängsrichtung verlaufende Bündel von Rohren oder Schläuchen.

Die Variante (1 ) ist sehr aufwändig in der Herstellung und ist - vor allem bei kleinen Kabeldurchmessern - nur mit Schwierigkeiten zu realisieren.

Die Variante (2) wird in den verschiedensten Formen benutzt, ist aber entweder in der Porosität oder in der mechanischen Festigkeit beschränkt.

Bezüglich der Variante (3) der obigen Aufzählung sind in der Vergangenheit die verschiedensten Lösungsvorschläge gemacht worden:

Die Druckschrift DE-Al -I 440 771 beschreibt ein Koaxialkabel, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels, bei welchem als Abstandselemente Schläuche oder Rohre in Längsrichtung parallel zur zentralen Achse des Kabels einlagig um den Innenleiter herum gelegt sind. Die Schläuche oder Rohre weisen verhältnismässig dünne Wände auf, so dass das Volumen zwischen dem Innenleiter und dem Aussenleiter bzw. -mantel in erster Linie mit Luft oder allenfalls mit einem Gas gefüllt ist. Die Schläuche oder Rohre bestehen aus einem Schaumkunststoff oder Elastomer. Unter „Schläuchen" werden dabei sowohl gefüllte wie ungefüllte Rohre als auch Stabformen verstanden, ohne Rücksicht darauf, ob sie hohl sind oder nicht. Die so definierten Schläuche können auch aus mit verschiedenen Materialien getränkten oder verstärkten Glasfasern hergestellt werden, die ausserdem eine Verstärkung aus Silikon oder Silikonkautschuk enthalten. Dasselbe gilt auch für die verwandte Druckschrift GB-909,343.

Aus der Druckschrift DE-AS-I 059 522 ist ein Koaxialkabel bekannt, bei welchem die Leiter mittels eines oder mehrerer rohrförmiger Isolierelemente gegeneinander abgestützt und voneinander isoliert sind. Die Isolierelemente sind einlagig wendeiförmig um den zu isolier- ten Innenleiter gewickelt oder parallel zum Innenleiter angeordnet. Die Isolierelemente sind zweiteilig aufgebaut, mit einem inneren Element mit wendeiförmigen Schlitz zur Verbesserung des Biegeverhaltens des Kabels und einer dünnen Umhüllung des inneren Elements. Die bestehen vorzugsweise aus Polystyrol.

Das Druckschrift CH-257 548 offenbart ein Koaxialkabel (Fig. 2), bei welchem ein hohler Innenleiter durch mehrere einlagig spiralförmig gewickelte Röhren aus Äthylen-Polymer vom äusseren Leiter beabstandet und isoliert ist. Der Durchmesser der Röhren ist möglichst gross gewählt, um möglichst wenig festes Material zwischen Innen- und Aussenleiter vorzusehen. Um den nötigen Halt für den Innenleiter zu geben, werden die Röhren mit Übergrösse her- gestellt , und ihr Querschnitt wird so weit aus dem kreisförmigen Querschnitt deformiert, dass das gewünschte Durchmesserverhältnis erhalten wird und der nötige Druck auf den Innenleiter ausgeübt wird.

Die Druckschrift DE-Al -1 99 56 641 beschreibt ein Koaxialkabel, bei welchem der Innenleiter durch mehrere, vorzugsweise als Monofilamente ausgebildete Stränge vom äusseren Lei- ter getrennt und gegen ihn abgestützt ist. Die Stränge weisen als dielektrischen Werkstoff Polyetheretherketone, Polyaryletherketone oder Polyetherimide auf. Luftgefüllt sind hierbei nur die Zwischenräume zwischen den Strängen.

Die Druckschrift DE-PS-902 865 offenbart ein Koaxialkabel, bei welchem um den Innenleiter als Abstandshalter Schläuche aus Isolierstoff, z.B. Polyäthylen, herumgeseilt werden, auf die noch eine Bebänderung aus Kunststoff aufgebracht wird. Es werden Schläuche von ursprünglich rundem Querschnitt verwendet, die bei dem während des Verseilens auftretenden Zug sowie durch die nachfolgende Bebänderung in radialer Richtung auf den Innenleiter zu zusammengedrückt werden, so dass sie sich ganz eng aneinanderlegen und dabei im Querschnitt annähernd sektorförmige Gestalt annehmen. Eine weitere Druckschrift, die CB-535,743, ist auf ein Koaxialkabel gerichtet, bei welchem der Innenleiter von mehreren Schläuchen oder Kabeln aus einem Material mit geringem dielektrischen Verlust wie „Polythene" oder Gummi umgeben ist.

Die Druckschrift CB-A-2 374 721 offenbart ein Koaxialkabel, bei welchem ein hohler Innen- leiter von einer Vielzahl von filamentartigen, isolierenden Strängen umgeben ist, welche parallel zum inneren Leiter ausgerichtet sind. Die Stränge, die vorzugsweise aus Methylpen- ten sind, zeichnen sich durch eine hohe elastische Belastung unter Zug in Längsrichtung aus, und dienen zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Kabels.

Schliesslich ist aus der JP-A-71 69341 ein strahlungsfestes Koaxialkabel bekannt, bei wel- ehern der Zwischenraum zwischen Innenleiter und Aussenleiter mit Glasfasern oder Keramikfasern gefüllt ist.

Im Hinblick auf eine minimale temperaturbedingte Phasenänderung sind Lösungen mit einem speziellen Aufbau des Dielektrikums bekannt (US-A-4,287,384), sowie Lösungen (US-A- 3,909,555 oder US-A-3, 971 ,880), bei denen der Innenleiter aus einem mit einer gut leiten- den Schicht überzogenen Metall mit geringer thermischer Ausdehnung besteht. Das Dielektrikum besteht in letzterem Fall aus fein verteiltem Quarz, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid.

Ein bekanntes Koaxialkabel hoher Güte ist das von der Anmelderin angebotene Koaxialkabel vom Typ „SUCOFLEX 404". Dieses Koaxialkabel mit einer Impedanz von 500hm, einer Betriebsfrequenz von 26,5GHz und einem Aussendurchmesser von 5,5mm hat eine Dämpfung, die bei 25,6GHz etwa l , 1 5dB/m beträgt. Die (nichtlineare) Phasenänderung beträgt im Temperaturbereich zwischen -55 ⁰ C und +1 25 ⁰ C lediglich 750ppm. Der aus Silber- Plattiertem Kupfer bestehende Innenleiter ist hier von einem extrudierten PTFE-Dielektrikum mit ultra-kleiner Dichte umgeben, das eine relative Dielektrizitätskonstante von 1 ,26 auf- weist. Der nichtlineare Verlauf der Phasenänderung mit der Temperatur resultiert von der nichtlinearen Temperaturabhängigkeit des von der Dielektrizitätskonstante des PTFE verursachten Anteils der Phasenänderung. Der geringe Absolutbetrag der Phasenänderung ergibt sich nach Erkenntnissen der Erfinder daraus, dass der negative Temperaturgang des von der Dielektrizitätskonstante des PTFE verursachten Anteils der Phasenänderung zum grossen Teil von dem positiven Temperaturgang des von der thermischen Ausdehnung von Innenleiter und Aussenleiter verursachten Anteils der Phasenänderung kompensiert wird.

Obgleich das beschriebene Koaxialkabel „SUCOFLEX 404" aussergewöhnlich gute Eigenschaften bezüglich Dämpfung, temperaturbedingter Phasenänderung und Einsatzbereich hat, besteht gleichwohl der Wunsch, ein solches Kabel in allen Werten weiter zu verbessern. Insbesondere soll ein derart verbessertes Kabel ausreichend biegsam sein, sich vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellen lassen und auch bei kleinen Durchmessern im Millimeterbereich ein hohe Güte aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein flexibles oder halb-flexibles Koaxialka- bei zu schaffen, welches die Nachteile bekannter Koaxialkabel vermeidet. Das Kabel soll sich insbesondere durch eine minimale Dämpfung auszeichnen. Weiterhin soll es einen minimalem Temperaturgang der Phasenverschiebung aufweisen. Darüber hinaus soll die Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Temperatur über einen grossen Temperaturbereich möglichst linear verlaufen. Schliesslich soll das Kabel auch unter erschwerten Bedingungen, insbesondere im Weltraum und in einem grossen Temperaturbereich von wenigstens -55 ⁰ C bis +1 25 ⁰ C problemlos einsetzbar sein und sich bis hinunter zu kleinen Aussendurchmes- sern von wenigen (z.B. 6) Millimetern vergleichsweise einfach herstellen lassen.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Für das erfindungsgemässe Koaxialkabel wesentlich ist, dass das Dielektrikum zwischen Innenleiter und konzentrischem Aussenleiter aus einer Mehrzahl von aus einem Glas bestehenden, in Kabellängsrichtung verlaufenden Hohlfasern aufgebaut ist, und dass zumindest der Innenleiter einen Wärmeausdehnungskoeffizenten aufweist, welcher dem Dielektrikum im Hinblick auf eine möglichst geringe temperaturbedingte Phasenänderung im Koaxialkabel angepasst ist.

Aus Glas gezogene Hohlfasern lassen sich sehr gleichmässig bis hinunter zu Aussendurch- messern von weniger als l mm und Wandstärken von weniger als 0,05mm herstellen bzw. ziehen. Derartige Glas-Hohlfasern oder Glaskapillaren haben bei diesen Abmessungen eine hohe mechanische Stabilität und sind zugleich in weiten Grenzen biegbar, ohne zu brechen. Die Glas-Hohlfasern sind zugfest und lassen sich ohne Schwierigkeiten verseilen und können so in herkömmliche Kabel-Herstellungsverfahren integriert werden. Insbesondere sind mit Glas-Hohlfasern als Dielektrikum ausgestattete Koaxialkabel unempfindlich gegen hohe und tiefe Temperaturen, Vibrationen und andere mechanische Einwirkungen. Die Hohlräume in den Hohlfasern und zwischen den Hohlfasern lassen sich bei Bedarf über die gesamte Kabellänge evakuieren oder mit speziellen Gasen oder Gasgemischen füllen, wenn dies bei bestimmten Anwendungen erwünscht oder gefordert ist.

Die Glas-Hohlfasern sind gute elektrische Isolatoren und chemisch neutral bzw. vergleichweise unempfindlich gegen Einwirkungen von aussen. Sie bauen wegen der geringen mögli- chen Wandstärken ein Dielektrikum auf, das eine grosse Porosität und damit einen hohen Luftanteil hat. Insbesondere ist der durch die Glas-Hohlfasern verursachte Anteil im Temperaturgang der Phasenänderung linear und kann je nach Art des Glases nahe bei Null liegen.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemässen Koaxialkabels ist dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Dielektrikum verursachte Anteil der Phasenänderung einen annähernd ver- schwindenden Temperaturgang aufweist, und dass der Wärmeausdehnungskoeffizent des Innenleiters entsprechend näherungsweise Null ist. Vorzugsweise ist auch der Wärmeaus- dehnungskoeffizent des Aussenleiters näherungsweise Null. Hierdurch können die temperaturbedingten Phasenänderungen über einen weiten Temperaturbereich sehr gering gehalten werden, wobei die noch vorhandene Temperaturabhängigkeit weitgehend linear ist.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Hohlfasern in mehreren konzentrischen Lagen angeordnet sind. Vorzugsweise ist dabei zwischen den konzentrischen Lagen der Hohlfasern jeweils eine Zwischenschicht, insbesondere aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise einem Kunststoff, angebracht, welche die Stabilität des Kabelaufbaus erhöht. Die mechanischen Eigenschaften werden weiter verbessert, wenn die Hohlfasern der einzelnen konzentrischen Lagen jeweils verseilt sind, wobei die Verseilung von Lage zu Lage gegensinnig oder gleichsinnig sein kann.

Grundsätzlich kann dass gesamte Dielektrikum mit Hohlfasern von einem Typ aufgebaut werden. Eine höhere Flexibilität in der Auslegung des Kabels wird aber dadurch erreicht, dass die Hohlfasern verschiedener konzentrischer Lagen in ihrem Aufbau und/oder Material und/oder ihren Abmessungen unterschiedlich ausgelegt sind.

Als besonders günstig bezüglich der elektrischen und mechanischen und Verarbeitungseigenschaften haben sich Hohlfasern herausgestellt, die im wesentlichen aus Quarzglas bzw. SiO2 bestehen, wobei Hohlfasern mit einem kreisrunden Querschnitt und einem Aussen- durchmesser zwischen 0,01 mm und 4mm, insbesondere zwischen 0,01 mm und l mm, bevor- zugt werden. Die Hohlfasern weisen dabei eine Wandstärke zwischen 0,001 mm und 2mm, insbesondere zwischen 0,001 mm und 0,05mm, auf.

Eine besonders gute Langzeitstabilität des Koaxialkabels lässt sich dadurch erreichen, dass die Hohlfasern aussen mit einer schützenden Abdeckschicht versehen sind, die vorzugsweise aus einem Acrylat oder Silikon oder einer Keramik oder einem Fluorethylen-Propylen (FEP) oder Polyethylene besteht und eine Schichtdicke im Bereich von 10μm aufweist.

Da der Effekt des Dielektrikums aus Glas-Hohlfasern auf die temperaturabhängige Phasenänderung gegenüber herkömmlichen Dielektrika, wie z.B. PTFE, vergleichsweise gering ist wird vorzugsweise im Koaxialkabel ein Innenleiter eingesetzt, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von kleiner gleich 5ppm/K aufweist. Insbesondere besteht der Innenleiter aus FeNi36Ag („Invar") oder Kovar oder Glas und ist aussen mit einer elektrisch gut leitenden Hüllschicht, insbesondere aus Ag, versehen. Der Innenleiter hat dabei mit Vorteil einen Aussendurchmesser kleiner 2mm.

Der Aussenleiter kann demgegenüber aus einem gewickelten CuAg-Band bestehen.

Die Erfindung soll nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 im Querschnitt den prinzipiellen Aufbau eines Koaxialkabels gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht die Verseilung der Hohlfaserlagen des

Koaxialkabels nach Fig. 1 ;

Fig. 3 in einem Photo den Querschnitt eines Prototyps des Koaxialkabels gemäss

Fig. 1 ;

Fig. 4 in einer vereinfachten Darstellung den Aufbau des Innenleiters des Ko- axialkabels aus Fig. 1 als mit einer leitfähigen Hüllschicht versehener

Kern mit angepasster thermischer Ausdehnung; Fig. 5 in einer vereinfachten Darstellung den Aufbau einer Hohlfaser des Koaxialkabels aus Fig. 1 als mit einer schützenden Abdeckschicht versehener Glas-Hohlfaser;

Fig. 6 ein Diagramm der Temperaturabhängigkeit der Phasenänderung Δp in einem Koaxialkabel mit einem durch ein Dielektrikum aus Acrylat- beschichteten SiO2-Hohlfasem verursachten Anteil (Kurve al ) und einem durch einen CuAg-Innenleiter (aus versilbertem Kupfer) verursachten Anteil (Kurve bl ); und

Fig. 7 ein Diagramm der Temperaturabhängigkeit der Phasenänderung Δp in einem Koaxialkabel mit einem durch ein Dielektrikum aus Acrylat- beschichteten SiO2-Hohlfasem verursachten Anteil (Kurve al ) und einem durch einen versilberten FeNi36Ag-lnnenleiter (aus „Invar") verursachten Anteil (Kurve b2).

Die zur kleinen Dämpfung nötige grosse Porosität mit dem daraus resultierenden hohen Luftanteil wird beim Stand der Technik z.B. durch einen hohen Schäumungsgrad erreicht. Zurzeit wird zum Erreichen dieser Eigenschaft vorwiegend PTFE eingesetzt, wie dies beim eingangs beschriebenen, kommerziell erhältlichen Koaxialkabel vom Typ „SUCOFLEX 404" der Fall ist. Durch den hohen Schäumungsgrad bzw. die damit verbundene Porosität nimmt jedoch die mechanische Stabilität ab. Ein Isolator-Querschnittsprofil mit möglichst niedrigem Materialanteil bzw. hohem Luftanteil kann heute auch über Profi lextrusion erreicht werden; jedoch sind hier Grenzen gesetzt bezüglich Porosität (60-80%) sowie mechanischer Stabilität.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die erforderlichen Eigenschaften durch die Wahl von Hohlfasern aus einem Glas erreicht. Durch die Verwendung von Glas-Hohlfasern kann der Luftanteil erheblich gesteigert werden, während die mechanischen Eigenschaften besonders gut sind, wenn das geeignete Glas verwendet wird. Eine solche Technologie ist zudem wirtschaftlich herstellbar im Vergleich zur Extrusion, weil schneller verarbeitet werden kann. Durch den Einsatz von Hohlfasern vorzugsweise aus Quarz bzw. Siliziumdioxid oder SiO2 kann ein Dielektrikum mit guter Festigkeit und sehr grosser Porosität von ca. 92% erreicht werden. Dabei hat SiO2 sehr gute Eigenschaften bezüglich der thermischen Ausdehnung und den elektrischen Werten.

In Fig. 1 ist im Querschnitt der prinzipielle Aufbau eines Koaxialkabels gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben; Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Verseilung der Hohlfaserlagen des Koaxialkabels nach Fig. 1 . Das Koaxialkabel 1 0 der Fig. 1 und 2 umfasst einen zentralen Innenleiter 1 1 , der in einem vorgegebenen Abstand von einem Aussenleiter 1 2 konzentrisch umgeben ist. Der ringförmige Zwischenraum zwischen Innenleiter 1 1 und Aussenleiter 1 2 ist durch ein Dielektrikum mit hoher Porosität, d.h. einem hohen Anteil an luftgefüllten Hohlräumen H l (innerhalb der Hohlfasern) und H2 (zwischen den Hohlfasern) ausgefüllt. Die Leiteranordnung ist aussen von einem isolierenden, schützenden Mantel 22 (in Fig. 1 gestrichelt angedeutet) umgeben.

Das Dielektrikum besteht aus verseilten Hohlfasern 14, 1 5, die in zwei konzentrisch ineinander angeordneten Lagen angeordnet sind. Die Hohlfasern 14 der inneren Lage und die Hohlfasern 1 5 der äusseren Lage sind für sich genommen verseilt. Die Verseilung gemäss Fig. 2 ist eine sog. S-Z-Verseilung (d.h. gegenläufige Lagen aus verseilten Hohlfasern). Es ist aber auch alternativ eine „Unilay"-Verseilung (gleichsinnige Lagenorientierung) möglich. Weiterhin ist es möglich, für jede Lagenebene einen anderen Fasertyp (Fasermaterial, Durchmesser, Wandstärke) einzusetzen. Weitere Variationsmöglichkeiten sind die Einstellung der Steigung (Schlaglänge), welche auch für jede der Lagen unterschiedlich sein kann. Die Anzahl der Lagen ist nicht beschränkt. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die Steigung bei der Verseilungsoperation mit +/- 1 0% der Verseillänge willkürlich variieren zu lassen. Rand- bedingung ist, dass die Dimension des Dielektrikums, bestehend aus N Lagen von verseilten Hohlfasern, einen definierten Impedanzwert (typisch 50 oder 75 Ohm) ergibt.

Bei der Verseilung gilt es im übrigen, die jeweiligen Anforderungen an das Endprodukt im Auge zu behalten: z.B. Torsionsstabilität, Temperaturstabilität, elektrische Eigenschaften des Kabels (Phasenstabilität, Dämpfung, Leistungsübertragung).

Zwischen den einzelnen Lagen der verseilten Hohlfasern 14, 1 5 können (konzentrische) Zwischenschichten 21 eingebracht werden, welche ebenfalls aus isolierendem Material (z.B. Kunststoff) bestehen. Die Zwischenschicht 21 kann dabei eingebracht werden durch Extrusi- on, Querbandierung, Längsbandierung, oder Tauchbeschichtung.

Der Durchmesser für die einzelne Hohlfaser 14, 1 5 (d2 in Fig. 5) liegt im Bereich von 0,01 mm bis 4mm, insbesondere im Bereich zwischen 0,01 mm und l mm. Ein beispielhafter Durchmesser beträgt 650μm. Die Wandstärke der Hohlfasern 14, 1 5 liegt im Bereich zwischen 0,001 mm und 2mm, insbesondere zwischen 0,001 mm und 0,05mm. Eine beispielhafte Wandstärke beträgt 27μm. Die einzelnen Hohlfasern 14, 1 5 können untereinander verfe- stigt oder nicht verfestigt sein. Dies hat Einfluss auf die Beweglichkeit der gesamten Kabelkonstruktion und kann in einigen Anwendungen nach Installation des Kabels von Vorteil sein. Der Aussendurchmesser des Dielektrikums liegt im Bereich zwischen 0,03mm und 1 2mm. Der Aussendurchmesser des Koaxialkabels 1 0 ergibt sich durch den Aufbau des Au- ssenleiters 1 2 und liegt zwischen 0,05mm und 1 6mm.

Bei den Materialien, aus denen die Hohlfasern 14, 1 5 hergestellt sein könnten, handelt es sich um isolierende, nichtleitende Materialien. Zwar können auch Kunststoffe (Fluorpolymere, Polyethylen, Polypropylen, COC, TPX, COP, PVC) als Hohlfasermaterialien eingesetzt werden. Grundsätzlich bestehen jedoch die Hohlfasern aus einem Glas, insbesondere Quarzglas bzw. Siliziumdioxid, aber auch Rubin oder andere Edelsteingläser bzw. -materialien. Denkbar sind aber auch Kombinationen aller dieser Materialien. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, die Hohlfasern 14, 1 5 - wie dies in Fig. 5 gezeigt ist - aus mehreren konzentrischen Schichten 1 8, 1 9 der beiden o.g. Materialklassen herzustellen, also beispielsweise eine hohle Quarzglasfaser bzw. Hohlfaser 1 9, die aussen mit einer dünnen (z.B. l Oμm dicken), schüt- zenden Abdeckschicht 1 8, z.B. aus einem Fluorpolymer (insbesondere FEP), versehen ist. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von porösen Hohlfasern oder mikrostrukturierten Fasern oder Hohlfasern mit nicht-runden Querschnitten bzw. speziellen Querschnittskonturen.

Wichtig im Rahmen der Erfindung ist auch die geeignete Materialwahl für Innenleiter 1 1 und Aussenleiter 1 2 mit einem im Bezug auf das Dielektrikum 1 3 angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Je nach Temperaturgang des durch das Dielektrikum verursachten Anteils der Phasenverschiebung werden die Ausdehnungskoeffizienten zur Kompensation beide positiv oder beide negativ, oder aber gleich bzw. ungefähr gleich null gewählt. Hierdurch ergibt sich ein optimales Phasenverhalten über der Temperatur, weil:

1 . eine Temperaturänderung zu einer Änderung der (relativen) Dielektrizitätskonstante (ε _r ) beim Dielektrikum 1 3 und somit zur Änderung der elektrische Länge führt und daraus eine Phasenverschiebung bei Temperaturveränderung resultiert, und

2. eine Temperaturänderung beim Innenleiter 1 1 und Aussenleiter 1 2 eine mit der Längenänderung verbundene entgegengesetzte Phasenverschiebung im Vergleich zum Effekt beim Dielektrikum 1 3 ergibt.

Die Summe von beiden Effekten ergibt die gesamte (optimale) Phasenänderung bei kleinsten Dämpfungswerten (wegen der hohen Porosität). Trägt das Dielektrikum 1 3 nur wenig zur temperaturbedingten Phasenänderung Δp bei, wie dies bei Hohlfasern aus Glas der Fall ist und in den Fig. 6 und 7 durch die Kurve al charakterisiert ist, ist eine Kompensation durch Innen- und Aussenleiter nicht nötig. Vielmehr muss dann vor allem der Innenleiter 1 1 ₁ aber auch der Aussenleiter 1 2, einen möglichst geringen bzw. verschwindenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten haben (Kurve b2 in Fig. 7), also beispielsweise aus Invar, Kovar oder bzgl. der thermischen Ausdehnung ähnlichen Materialien aufgebaut sein. Um dabei die erforderliche hohe elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, besteht der Innenleiter 1 1 gemäss Fig. 4 aus einem Kern 1 6 dieses Materials und ist mit einer Hüllschicht 1 7 aus Ag oder dgl. versehen. Durch Überlagerung beider Kurven al und b2 ergibt sich dann als Nettoeffekt die Kurve c, die praktisch eine temperaturunabhängige Phasenverschiebung symbolisiert. Wird dagegen anstelle des FeNi36Ag (Invar) als Material für den Innenleiter 1 1 ein silberplattierter Cu-Leiter (CuAg) eingesetzt, ergibt sich - wie dies in Fig. 6 gezeigt ist - ein Anteil der temperaturbedingten Phasenänderung, der gemäss der dortigen Kurve bl vergleichweise gross ist und zu einem entsprechend starken Temperaturgang insgesamt führt. In beiden Fällen wird jedoch - anders als beim PTFE als Dielektrikum - zumindest ein linearer Temperaturgang erzielt.

Der Aussenleiter 1 2 kann aus einem quergewickelten Metallband oder einem metallisierten Band bzw. einer metallisierten Folie bestehen. Er kann auch als Längsfolie ausgebildet sein, bestehend aus Metall oder metallisiertem Band/Folie, einem Geflecht aus Draht, Litzen oder metallisierten Fasern aus isolierendem Material. Er kann aber auch eine Kombination all dieser Arten von Aussenleitern umfassen.

Der Mantel 22 kann aus einer Schicht aus isolierendem Material bzw. Kunststoff, einem quergewickelten Band bzw. einer Folie aus isolierendem Material, aus einer Längsfolie aus isolierendem Band bzw. Folie, aus Geflecht von Fasern aus isolierendem Material, oder Kombinationen dieser Arten von Mänteln bestehen.

Beispiel

Es wurde ein in Fig. 3 gezeigter Prototyp (20) des Koaxialkabels nach der Erfindung herge- stellt, der die folgenden Daten hat: Innenleiter: Ag-beschichteter Kupferleiter (Durchmesser dl = 1 ,7mm)

Hohlfaser: Quarzglas, 27 x 650 μm; 25 Fasern in zwei Lagen

Aussenleiter: gewickeltes CuAg-Band

DK (ε _r ): 1 ,22

Dämpfung@1 8CHz: 3,1

Dämpfung@26,5CHz: 4,5

Phasenänderung: 3600ppm (linear) im Temperaturbereich -55°C bis +1 25°C

Die beim diesem Prototyp vergleichsweise hohe temperaturbedingte Phasenänderung lässt sich jedoch drastisch (auf 90ppm) reduzieren, wenn der Innenleiter 1 1 aus versilbertem Fe- Ni36Ag (Invar) besteht und damit praktisch eine verschwindende thermische Ausdehnung aufweist.

Liste der Bezugszeichen 10,20 Koaxialkabel 1 1 Innenleiter

1 2 Aussenleiter

1 3 Dielektrikum (z.B. SiO2-Hohlfasem) 14,1 5 Hohlfaser (z.B. SiO2)

1 6 Kern 1 7 Hüllschicht

18 Abdeckschicht

1 9 Hohlfaser

21 Zwischenschicht

22 Mantel al Kurve (Phasenänderung durch Dielektrikum aus Glas-Hohlfasern) bl Kurve (Phasenänderung durch Innenleiter aus CuAg) b2 Kurve (Phasenänderung durch Innenleiter aus FeNi36Ag) c Kurve (Überlagerung aus al und b2) dl Durchmesser (Innenleiter) d2 Durchmesser (Hohlfaser) H l ₁ H2 Hohlraum