CN101110284A

CN101110284A - 微型同轴电缆

Info

Publication number: CN101110284A
Application number: CNA2007101373108A
Authority: CN
Inventors: 朴赞容; 南基准; 朴庭沅; 金仁荷; 金俊善; 金显石; 徐一键; 李健柱
Original assignee: LS Cable Ltd
Current assignee: LS Cable and Systems Ltd
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-01-23
Also published as: JP2008027914A; KR20080008845A; KR100842986B1

Abstract

一种微型同轴电缆包括：内部导体，其具有以0.5mm到3mm的节距扭合的至少两条微型金属丝；绝缘层，其由介电常数为1.2到3.2的聚合物材料制成并且该绝缘层包围该内部导体；金属屏蔽层，其包围该绝缘层并通过使至少两条微型金属丝以2.0mm到10.0mm的绞合节距围绕所述绝缘层进行绞合而构造成；以及保护涂层，其形成为包围该金属屏蔽层。此微型同轴电缆即使在高频传输时仍具有优良的阻抗特性而没有任何反射损耗地稳定传输信号，而且在高频传输过程通过很好地抑制外界对信号的干扰而高质量地传输信号，还可以保证抗反复弯曲的稳定的机械特性。

Description

微型同轴电缆

技术领域

本发明涉及一种微型同轴电缆，尤其涉及一种即使在高频传输过程中仍具有优良的阻抗特性而没有任何反射损耗地稳定传输信号、而且在高频传输过程中通过很好地抑制外界对信号的干扰而高质量地传输信号的微型同轴电缆。

背景技术

同轴电缆包括用于传输信号的内部导体和同轴地形成于内部导体上的外部导体(或金属屏蔽层)，且已经研制了各种尺寸和各种类型的很多同轴电缆。同轴电缆通常用于将信号传输到CATV或地下天线。对同轴电缆的研制主要针对内部导体和外部导体之间的结构设计，用于减小能量损耗、提高介电特性和将不同的方案应用于外部导体的外部。尤其随着高技术信息化社会的发展，最近，对信息通讯设备的高速传输率和应用于信息通讯设备的半导体元件的测试/检测装置有大量需求。

同时，最近，便携式多媒体设备和医疗器具例如内窥镜的尺寸极小，所以为提高用于驱动上述设备的直径小于1mm的微型同轴电缆的性能的研究正在积极进行中。

这种同轴电缆通常包括内部导体、绝缘层、金属屏蔽层和保护涂层，且该同轴电缆的传输特性由通过下面的方程计算出的特征阻抗(Z₀)决定。阻抗匹配在同轴电缆的传输特性里是最重要的，其中能量波达到最佳能量传输特性时的阻抗是33Ω，信号波形达到最大畸变时的阻抗是75Ω，国际标准值是45到50Ω，在两者之间变化。

Z_{0} = \frac{138}{\sqrt{ϵ_{r}}} \log \frac{D}{d}

(Z₀：特征阻抗；D：内部导体的直径；d：金属屏蔽层的内径；ε_r：绝缘层的介电常数)

如上述方程所示，特征阻抗与“内部导体的直径”、“金属屏蔽层的内径”和“绝缘层的介电常数”有密切关系。如果应用于系统的阻抗值不同，当传输信号时就会发生反射损耗，由此严重地降低传输特性。因此，阻抗匹配设计对系统设计人员和电缆设计人员都非常重要。

然而，在MCX领域中，例如US6,130,385，US4,965,412，US2003/0051897等的相关专利或专利申请中，已经基本上不再研究这种阻抗特性。然而，这些专利或专利申请主要集中于，将具有优良的电磁波屏蔽特性的金属层或金属沉积膜层设置于金属屏蔽层的内部或外部，以防止传输到内部导体的信号泄漏出去。

传统的普通或大尺寸同轴电缆具有5到42mm的普通直径，所述同轴电缆在特性控制方面具有足够的余地，且由于内部导体、绝缘层和金属屏蔽层具有足够的直径，所述同轴电缆能够控制绝缘层。然而，微型同轴电缆的整个直径是1mm或更小，在微型同轴电缆中，内部导体、绝缘层和金属屏蔽层的直径非常小。因此，内部导体具有不规则的外部直径，且不容易制定绝缘层或金属屏蔽层的外径标准，因此导致了阻抗的不规则性。在相关领域中，为克服这些缺陷进行了很多不懈努力，本发明就是在这种情况下进行设计的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种微型同轴电缆，该同轴电缆即使在高频传输时仍具有优良的阻抗特性而没有任何反射损耗地稳定传输信号，还可以在高频传输过程中通过很好地抑制外界对信号的干扰而高质量地传输信号。

为了达到上述目的，本发明提供一种微型同轴电缆，该同轴电缆包括：内部导体，其具有至少两条以0.5mm到3mm的节距扭合的微型金属丝；绝缘层，其由介电常数为1.2到3.2的聚合物材料制成并该绝缘层包围该内部导体；金属屏蔽层，其包围该绝缘层并通过使至少两条微型金属丝以2.0mm到10.0mm的绞合节距围绕所述绝缘层进行绞合而构造成；以及保护涂层，其形成为包围该金属屏蔽层。

构成该内部导体的微型金属丝的节距更优选地是1.0mm到1.4mm，该内部导体的直径优选地是0.07mm到0.10mm，且构成该内部导体的微型金属丝的直径优选地是0.01mm到0.04mm。另外，构成该内部导体的微型金属丝由铜合金制成。而且，绝缘层的介电常数更优选地是1.5到2.5，绝缘层优选地由氟树脂制成，且氟树脂优选地是全氟化烷氧基树脂。另外，构成金属屏蔽层的微型金属丝的节距更优选地是3.0mm到4.5mm，构成该金属屏蔽层的该微型金属丝优选地沿与构成该内部导体的微型金属丝的扭合方向相反的方向绞合，构成该金属屏蔽层的微型金属丝优选地由铜合金制成，构成该金属屏蔽层的微型金属丝的直径优选地是0.02mm到0.04mm，且构成该金属屏蔽层的微型金属丝的数量优选地是15到35。

在本发明的另一方案中，还提供一种微型同轴电缆，该同轴电缆包括：内部导体，其具有以预定节距扭合的至少两条微型金属丝；绝缘层，其由聚合物材料制成且包围该内部导体；金属屏蔽层，其包括至少两条以预定节距、沿与构成内部导体的微型金属丝的扭合方向相反的方向相绞合的微型金属丝，该金属屏蔽层形成为包围绝缘层；以及保护涂层，其包围该金属屏蔽层。

附图说明

通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的其它目的和特点将变得清楚。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的微型同轴电缆的立体图；

图2示出了被绞合的绞合单元的示意图；

图3a和图3b是示出根据本发明的金属屏蔽层的表面的照片；

图4a到图4b是示出传统的金属屏蔽层的表面的照片；

图5是示出根据本发明的微型同轴电缆的特征阻抗(Z)的测量结果的曲线图，该特征阻抗(Z)是由阻抗分析仪测量出的；

图6是示出传统的微型同轴电缆分析仪的特征阻抗的测量结果的曲线图，该特征阻抗是由阻抗分析仪测量出的。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。然而，本发明的实施例可以以多种方式进行修改，且本发明不能解释为仅限于下面的实施例。本发明的实施例仅用于使本领域普通技术人员更好地理解本发明。

根据本发明的微型同轴电缆包括：内部导体；绝缘层，其形成为包围内部导体；金属屏蔽层，其形成为包围绝缘层；以及保护涂层，其形成为包围金属屏蔽层。通过优化内部导体、绝缘层和金属屏蔽层的构造，微型同轴电缆具有优良的阻抗特性，所以即使在高频传输时，微型同轴电缆也可以没有任何反射损耗地稳定传输信号，且还可以在高频传输时通过很好地抑制对信号的外部干扰而高质量地传输信号。

图1示出了根据本发明的一个实施例的微型同轴电缆的立体图。

参照图1，该实施例中的微型同轴电缆包括：内部导体11；绝缘层13，其形成为接触包围该内部导体；金属屏蔽层17，其形成为接触包围该绝缘层；以及保护涂层19，其形成为接触包围该金属屏蔽层。

该内部导体11由至少两条微型金属丝构成，且所述微型金属丝以预定节距扭在一起以形成该内部导体11。该节距优选地是0.5到3.0mm，更优选地是1.0到1.4mm。如果该节距小于0.5mm，该内部导体的外径不必要地变大，由此降低了弯曲特性。同时，如果节距超过3mm，由微型金属丝构成的内部导体连接不密集而导致间隙，由此当连接器连接到其上时导致很差的接触。考虑到RF(射频)特性，所述微型金属丝优选地具有0.01到0.04mm的直径。另外，考虑到导电性和经济性，所述微型金属丝优选地由铜合金制成。考虑到节距情况、微型金属丝的直径以及同轴电缆的阻抗特性，如上所述构造的内部导体11的直径优选地是0.07到0.10mm。

利用挤压机将由聚合物树脂制成的绝缘层13涂在内部导体的外周上。聚合物树脂的介电常数(ε)优选地是1.2到3.0，更优选地是1.5到2.5。即使聚合物材料是泡沫的，小于1.2的介电常数也不易实现。同时，如果介电常数大于3.0，不可能高速传输信号。聚合物树脂的种类没有特别限制，但由于低粘度而容易处理的氟树脂(fluoric resin)是优选的，在氟树脂中，PFA(全氟化烷氧基树脂)是最优选的。通过使绝缘层13内的聚合物起泡，绝缘层13内可以形成泡沫单元以进一步降低介电常数。在形成绝缘层的过程中，挤压机喷嘴优选地用混合挤压成型法使泡沫绝缘层直接覆盖在内部导体的外周上，以使得泡沫绝缘物可以在被挤出的同时涂在内部导体上。

金属屏蔽层17以这种方式形成于绝缘层的外周，即，绞合至少两条微型金属丝以完全地包围介电物质，使得电磁信号不产生损耗。微型金属丝的绞合节距优选地是2.0到10.0mm(角度方面是20到4度)，更优选地是3.5到4.5mm。如果节距小于2mm，则金属屏蔽层由于节距太密集而变得不必要地厚，且使用了太多的金属。另外，由于一个绞合单元(或任意一条微型金属丝)延伸到另一个绞合单元上等原因，所以降低了弯曲特性。如果节距超过了10.0mm，绞合单元不能保持其形状而是散开的，或绞合单元之间的间隙变宽，由此导致TEM(横向电磁)的低效率传输或导致特征阻抗的不规则性。考虑到绞合节距、绝缘层厚度、特征阻抗等等，微型金属丝的直径优选地是0.02到0.04mm，且微型金属丝的数量优选地是15到35。另外，考虑到导电性和经济性，微型金属丝优选地由铜合金制成。

构成金属屏蔽层的微型金属丝的绞合方向优选地与构成内部导体的微型金属丝的扭合方向相反。如果如上所述设置绞合方向，则可以保证优良的阻抗特性，反复弯曲的机械特性优良，且可以防止微型金属丝沿一个方向扭合。

图2示出了被绞合的绞合单元的示意图。具有内部导体和形成于内部导体的外周上的绝缘层的丝线元件21在沿A方向旋转的同时沿B方向前进，并且，微型金属丝27缠绕在小型线架25上，从小型线架25抽出的微型金属丝27以预定的节距绞合在丝线元件上以使电缆23具有金属屏蔽层。

图3a和图3b是示出根据本发明的金属屏蔽层的表面的照片，并且图4a和图4b是示出传统的金属屏蔽层的表面的照片。在传统的金属屏蔽层中，如图4a所示，绞合单元变得较宽，或如图4b所示，一个绞合单元延伸到另一个绞合单元上。然而，如图3a和图3b所示的本发明的金属屏蔽层没有表现出上述问题。

保护涂层19形成于金属屏蔽层的外周上以保护同轴电缆。该保护涂层19可以没有任何限制地由任意用于传统保护涂层的材料制成。

图5是示出根据本发明的微型同轴电缆的特征阻抗(Z)的测量结果的曲线图，该特征阻抗(Z)是由阻抗分析仪测量出的。参看图5，可以理解的是特征阻抗在上下限之间基本上保持不变。

图6是示出传统的微型同轴电缆的特征阻抗的测量结果的曲线图，该特征阻抗是由阻抗分析仪测量出的。参看图6，可以理解的是特征阻抗沿长度方向变化，在变化剧烈的范围内接近于标准的上下界限，所以其特性是不稳定的。

工业上的应用

根据本发明的微型同轴电缆即使在高频传输时仍具有优良的阻抗特性而没有任何反射损耗地稳定传输信号，并且在高频传输过程中通过很好地抑制外界对信号的干扰而高质量地传输信号，还可以保证抗反复弯曲的稳定的机械特性。另外，这种高性能的微型同轴电缆可以极大地减小内窥镜、便携式多媒体装置等的尺寸。

Claims

1.一种微型同轴电缆，包括：

内部导体，其具有至少两条以0.5mm到3mm的节距扭合的微型金属丝；

绝缘层，其由介电常数是1.2到3.0的聚合物材料制成且包围所述内部导体；

金属屏蔽层，其包围所述绝缘层，且所述金属屏蔽层通过使至少两条微型金属丝以2.0mm到10.0mm的绞合节距围绕所述绝缘层进行绞合而构造成；以及

保护涂层，其形成为包围所述金属屏蔽层。

2.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中所述内部导体的直径为0.07mm到0.10mm。

3.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中构成所述内部导体的微型金属丝由铜合金制成。

4.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中构成所述内部导体的微型金属丝的直径是0.01mm到0.04mm。

5.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中所述绝缘层由氟树脂制成。

6.如权利要求5所述的微型同轴电缆，其中所述氟树脂是全氟化烷氧基树脂。

7.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中构成所述金属屏蔽层的微型金属丝由铜合金制成。

8.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中构成所述金属屏蔽层的微型金属丝的直径是0.02mm到0.04mm。

9.如权利要求1所述的微型同轴电缆，其中构成所述金属屏蔽层的微型金属丝的数量是15到35。

10.一种微型同轴电缆，包括：

内部导体，其具有以预定节距扭合的至少两条微型金属丝；

绝缘层，其由聚合物材料制成且包围所述内部导体；

金属屏蔽层，其包括至少两条以预定节距、沿与构成所述内部导体的微型金属丝的扭合方向相反的方向绞合的微型金属丝，且所述金属屏蔽层形成为包围所述绝缘层；以及

保护涂层，其形成为包围所述金属屏蔽层。