CN101116152A - 带有屏蔽的并行线缆 - Google Patents
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Abstract
本发明的线缆包括至少一对被绝缘的导体和任选的排流线。绝缘导体和排流线纵向包裹在屏蔽带中，屏蔽带优选地包括金属片，在金属片的表面的选取部分上施加有粘合剂。粘合剂优选地以棋盘式图案施加，使得其上有粘合剂的表面包括形成接触垫的未涂覆的暴露金属。然后沿相反的螺旋方向用两个聚合物带层来覆盖屏蔽带。聚合物带优选地由聚合物片，在其表面上设置有粘合剂层。在一个优选实施例中，上述带沿相反方向包裹在屏蔽带上，使得粘合剂表面彼此面对。然后任选地以护套来覆盖上述带。
Description
技术领域
本发明涉及用于通过线缆传输电信号的屏蔽电缆。具体而言，本发明提供了用于实现低插入损耗性能的改进的屏蔽并行对线缆(shielded parallel pair cable)以及制造所述线缆的方法。
背景技术
用于数据传输的电缆是公知的。一种常见的线缆是同轴线缆。同轴线缆一般包括被绝缘体包围的导电线。线和绝缘体被屏蔽包围，并且线、绝缘体和屏蔽被护套包围。在有线电视信号传输和局域网中的以太网标准通信中，同轴线缆被广泛地使用并且是人所共知的。同轴线缆可以以比标准双绞线高出很多的频率进行传输，并因此具有大很多的传输能力。此外，同轴线缆具有非常小的串扰，并因此提供了很可靠的数据传输介质。其它类型的线缆也是公知的，例如用于电话信号传输的双绞线缆以及光纤线缆。
随着高速、强大的个人计算机的增长以及先进电信设备的可用，需要能够以比以往更快的速度传输数据的线缆。光纤线缆为远距离和高数据速率传输提供了最佳的数据速率和性能，这是因为光纤线缆提供了具有低衰减和实质上无噪声的数据速率非常高的传输。光纤线缆提供了数据速率高达甚至超过10Gbps的数据传输。但是，尽管光纤线缆的可用性被增加，光纤线缆和收发器的价格还没有下降到总是切实可用的水平。因此，仍旧需要能够进行高速数据传输的其它较为不贵的线缆。
一种这样的用于在两点或两个装置之间进行高速数据传输的线缆是屏蔽并行对线缆。并行对线缆设计提供了以并行关系并排设置的两个分开绝缘的导体，该对然后被以螺旋方式包裹在屏蔽中。但是，以螺旋方式应用的屏蔽具有许多不连续。每当信号在螺旋中遇到重叠部分时，屏蔽内的信号路径都会被中断。这些重复的中断引起信号损失，测量出就是增加的衰减。这些线缆的常见用途是将主计算机互连到存储器装置。如所公知的，计算机与存储器通信所必须具有的速度和数据速率对计算机的执行能力而言是关键的。并行对线缆通常被用于差动信号传输。在差动信号传输中，针对传输的每一个数据信号使用两个导体，并且所传递的信息被表示为两个导体之间的电压差。
授予Hirakawa等人的美国专利第6,677,518号公开了具有一对导体和排流线(drain wire)的数据传输线缆，每一个导体都涂覆有绝缘。导体对和排流线相继用屏蔽带和树脂层覆盖，所述屏蔽带可以纵向或成螺旋形包裹，具有1μm到10μm的厚度。没有在屏蔽带与树脂层之间的聚合物带层的公开。
授予Hardie等人的美国专利第5,483,020号公开了具有一对导体的并行对线缆，每一个导体都覆盖有绝缘以使导体彼此电绝缘。被绝缘的导体然后用金属屏蔽覆盖，金属屏蔽优选地由多个交织的导电条构成以防止辐射能量选出线缆结构。屏蔽被护套包围以保护线缆。没有在屏蔽带与树脂层之间的聚合物带层或排流线的公开。
即使近来并行线缆结构有了进步，也仍然需要减少偏斜(skew)并且还使对屏蔽不连续最小以实现低插入损耗性能的高速并行对电缆。
发明内容
本发明涉及用于通过线缆传输电信号的屏蔽电缆。具体而言，本发明提供了用于实现低插入损耗性能的改进的屏蔽并行对线缆。
本发明的线缆包括至少一对被绝缘的导体和任选的排流线。被绝缘的导体彼此并行放置，形成共轴。被绝缘的导体和排流线由屏蔽带纵向覆盖，屏蔽带优选地包括金属片，在其表面的选取部分上施加有粘合剂。粘合剂最优选地按棋盘式图案施加，使得表面含有形成接触垫(contact pad)的未涂覆的暴露金属区。屏蔽带由沿相反的螺旋方向成螺旋形包裹在屏蔽带上的两个聚合物带层。聚合物带优选地由一个表面上设置有粘合剂层的聚合物片构成。
还公开了制造线缆的方法。在一个实施例中，线缆通过以下制成：提供具有一对被绝缘的导体和排流线的芯、将屏蔽带纵向包裹在芯上、沿相反的螺旋方向相继地将两层聚合物带包裹在屏蔽带上。优选地，屏蔽带包括金属片，在其表面上按棋盘式图案施加有粘合剂。
附图说明
上面的背景和简述以及下面对附图的详细描述在结合所附权利要求阅读时将更好理解。为了说明本发明的目的，在附图中示出了当前优选的实施例。但是，应该理解，本发明不限于所示出的精确设置和手段。在附图中：
图1示出了本发明一个实施例的三维图。
图2示出了本发明一个实施例的横截面图。
图3a示出了本发明的屏蔽带的横截面图。
图3b示出了本发明的屏蔽带的俯视图。
图4是本发明另一个实施例的横截面图。
图5将具有纵向包裹的屏蔽带的线缆与具有螺旋形包裹的屏蔽带的可比线缆进行比较。
图6比较了三个线缆的差动模式到共模的转换。
图7比较了相同的三个线缆的衰减。
图8示出了具有四个并行的被绝缘导体的线缆的横截面。
具体实施方式
如图1和2所示，根据本发明的数据传输线缆100被示为具有至少一对导体110的差动数据传输线缆。这里，图1是示出了根据本发明的数据传输线缆的第一实施例的总体配置的平面图，而图2是示出了线缆横截面结构的图。
在该实施例中，每个导体110都涂覆有绝缘112，如塑料材料。绝缘112的外围相继覆盖有屏蔽带114、两个聚合物带层116和118以及作为任选部件的护套120。
在一个优选实施例中，还沿着被绝缘的导体110提供接地排流线122，以便与导体110一起包括在屏蔽带114内。导体110(涂覆有绝缘112)和排流线122构成线缆的芯。排流线122的位置不限制为如图1和2中所示。排流线122可以位于水平位置以便与导体110相邻或者处于导体110之间，就象扁平条状带结构(flat ribbon tape structure)那样。各种排流线位置在本领域都是公知的，并且可以被用在本发明中。
各种方法都可以被考虑用于用屏蔽带114覆盖导体110(涂覆有绝缘112)。优选地，导体110可以用屏蔽带114纵向包裹，使得屏蔽带114的两端沿着导体110的纵向彼此重叠，如图1中所示。在本文中，这被称作“纵向包裹”。
当根据本发明的数据传输线缆是差动数据传输线缆时，包括在线缆100内的至少一对导体处于相互平行的状态。
导体110由例如由软铜线、镀锡软铜线、镀银铜合金线等形成的单个线导体组成，或者由通过将单个线绞合在一起制成的绞合线导体组成。常用于制造用于线缆的导体的其它金属材料，如铝、钢等，都适于本发明。优选的导体材料是镀银铜。
绝缘112优选地由聚合物材料制成，所述聚合物材料可以是但不限于聚乙烯、聚丙烯、乙烯和四氟乙烯(ETFE)的共聚物、四氟乙烯和六氟丙稀(FEP)的共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、四氟乙烯和全氟烷氧基(PFA)的共聚物、含氟橡胶或者其混合物。优选的绝缘材料是聚乙烯。
现在参照图3a和3b，根据本发明的一个优选实施例，屏蔽带114包括金属片300，在面对被绝缘的导体110的表面上涂覆有粘合剂302。粘合剂层优选地只在金属片300表面的预选部分上延伸，使得多个间隔开的接触垫306被提供在带的涂覆表面上，如图3b所示。接触垫306是涂覆表面上金属露出的未涂覆部分。当被纵向包裹在芯上时，粘合剂将带的重叠边缘部分粘合且密封在一起，并且金属与金属的接触在金属层的未涂覆垫与排流线122之间实现。此外，粘合剂还将屏蔽带紧固到芯上，从而使线缆弯曲时芯的一个支线(leg)相对于另一个支线的滑动最小。在授予Gruhn的美国专利第4,746,767号和授予Weeks，Jr等人的美国专利第5,008,489号中公开的屏蔽带适用于本发明，这里通过引用将上述专利包括在内。
现在返回参照图2，根据一个优选实施例，围绕屏蔽带114有两个聚合物带层116和118，包括在其一个表面上具有粘合剂以形成粘合剂带的聚合物片。聚合物带116和118沿彼此相反的方向成螺旋形包裹在屏蔽带114上。例如，如果第一聚合物带116沿顺时针方向包裹，则第二聚合物带118沿逆时针方向包裹；反之亦然。聚合物带116和118优选地由诸如杜邦制造的聚合物膜Mylar的塑料构成。具体地，Mylar是由乙二醇和对苯二甲酸二甲酯(DMT)制成的双轴取向的热塑性膜。在一个优选实施例中，带被包裹成使得粘合剂涂覆的表面彼此面对，以便将聚合物带粘合到一起。在这种优选实施例中，第一聚合物带116与屏蔽带114之间的界面不含有粘合剂。除了Mylar之外，其他聚合物膜如Kapton也适用于本发明。
护套120虽然是任选的，但优选地由聚合树脂构成，其可以是但不限于聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯、聚丙烯、乙烯和四氟乙烯(ETFE)的共聚物、四氟乙烯和六氟丙稀(FEP)的共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、四氟乙烯和全氟烷氧基(PFA)的共聚物、含氟橡胶及其组合。护套120可以通过挤压机等以均匀的厚度挤压在聚合物带116和118的外围上。
虽然图1到2示出了芯仅由一对并行线构成的本发明实施例，但是多于两条的并行线可以被包括在芯中。例如，图8示出了四个并行的被绝缘导体110构成通信线缆100的芯的实施例。
现在参照图4，在本发明的另一个实施例中，通信线缆400可以包括多个芯410。每一个芯410包括并行的被绝缘导体对412和排流线414，它们相继被屏蔽带416以及两个聚合物带层418和420覆盖。多个芯410然后被外护套422覆盖。在一些实施例中，可能期望在护套422之前用诸如螺旋形包裹聚合物带的粘接剂带(binder tape)424和/或第二屏蔽426包裹多个芯410。在该实施例中，第二屏蔽426可以包括屏蔽带和/或编织屏蔽。
无需进一步的描述，应当认为本领域的普通技术人员可以使用前面的描述和下面的说明性实例来实现和利用本发明的构成并实施所述方法。下面给出的实例被用于说明本发明。应该理解，本发明不限于在实例中描述的特定的条件或细节。
实例
下面的实例将本发明的线缆与其它线缆进行了比较。图5将根据本发明的具有纵向包裹屏蔽带的线缆与具有螺旋形包裹屏蔽带的可比电线缆行了比较。结果清楚地显示纵向包裹屏蔽带具有改进的衰减。具体地，对于同等的衰减，纵向包裹的线缆可以长约15％。
图6比较了三个线缆的差动模式到共模的转换。线缆中的一个包括以螺旋方式包裹在屏蔽带上的单个聚合物带。线缆中的两个包括根据本发明的沿相反方向以螺旋方式包裹在屏蔽带上的两个聚合物带。所有三个电缆都包括纵向包裹的屏蔽带。结果清楚地显示：与单包裹线缆相比，反向的双包裹线缆具有实现最低模式转换所需的低很多的偏斜。图7比较了相同的三个线缆的衰减。结果清楚地显示：与单包裹线缆相比，反向的双包裹线缆包括实现最佳衰减特性所需的低偏斜。
总之，上述实例显示：本发明的线缆通过实现低插入损耗性能而提供了非常好的操作特性。
虽然已经在这里具体描述了本发明的某些当前优选的实施例，但是对本发明所属领域的那些技术人员来说将很显然能做出对这里示出和描述的各种实施例的改变和修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明应该仅以所附权利要求和适用法规所要求的程度来限制。
Claims (33)
1.一种用于传输电信号的线缆，包括：
具有至少一对被绝缘的导体的芯；
纵向包裹在所述芯上的含金属屏蔽带；
以螺旋方式包裹在所述屏蔽带上的第二带；以及
沿相反的螺旋方向以螺旋方式包裹在所述第二带上的第三带。
2.权利要求1的线缆，其中，所述芯还具有排流线。
3.权利要求2的线缆，其中，所述第二和第三带是聚合物带。
4.权利要求3的线缆，其中，所述聚合物带是聚酯。
5.权利要求1的线缆，其中，所述第二和第三带中的每个带包括聚合物片，在其一个表面上设置有粘合剂层。
6.权利要求5的线缆，其中，所述第一和第二带的粘合剂层彼此面对。
7.权利要求5的线缆，其中，所述第二带的粘合剂层不面对所述金属片。
8.权利要求1的线缆，其中，所述含金属屏蔽带包括金属片，在所述金属片的表面的选取部分上施加有粘合剂涂层。
9.权利要求8的线缆，其中，所述金属表面的未涂覆部分限定与所述排流线形成电接触的接触垫。
10.权利要求8的线缆，其中，所述金属片是铝。
11.权利要求8的线缆，其中，所述金属片上的粘合剂涂层为棋盘式图案。
12.权利要求8的线缆，其中，所述粘合剂涂层面对所述芯。
13.权利要求8的线缆，其中，所述粘合剂面对所述第二带。
14.权利要求1的线缆，其中，所述至少一对被绝缘的导体为并行关系。
15.一种制造用于传输电信号的线缆的方法，包括：
提供具有至少一对被绝缘的导体的芯；
将含金属屏蔽带纵向包裹在所述芯上；
将第二带以螺旋方式包裹在所述屏蔽带上；并且
沿相反的螺旋方向将第三带以螺旋方式包裹在所述第二带上。
16.权利要求15的方法，其中，所述芯还具有排流线。
17.权利要求16的方法，其中，所述第二和第三带是聚合物带。
18.权利要求17的方法，其中，所述聚合物带是聚酯。
19.权利要求15的方法，其中，所述第二和第三带中的每个带包括聚合物片，在其一个表面上设置有粘合剂层。
20.权利要求19的方法，其中，所述第一和第二带的粘合剂层彼此面对。
21.权利要求19的方法，其中，所述第二带的粘合剂层不面对所述金属片。
22.权利要求15的方法，其中，所述含金属屏蔽带包括金属片，在所述金属片表面的选取部分上施加有粘合剂涂层。
23.权利要求22的方法，其中，所述金属表面的未涂覆部分限定与所述排流线形成电接触的接触垫。
24.权利要求22的方法，其中，所述金属片是铝。
25.权利要求22的方法，其中，所述金属片上的粘合剂涂层为棋盘式图案。
26.权利要求22的方法，其中，所述粘合剂涂层面对所述芯。
27.权利要求22的方法，其中，所述粘合剂面对所述第二带。
28.权利要求15的方法，其中，所述至少一对被绝缘的导体为并行关系。
29.一种用于传输电信号的线缆，包括：
多个芯，每个芯具有一对被绝缘的导体，并且
每个芯被相继覆盖有纵向包裹的含金属屏蔽带以及两个聚合物带层，
其中，所述两个聚合物带层沿相反的螺旋方向包裹。
30.权利要求29的线缆，还包括包围所述多个芯的粘接剂带。
31.权利要求30的线缆，还包括包围所述粘接剂带的屏蔽。
32.权利要求31的线缆，其中，所述屏蔽包括铝-聚酯带和编织屏蔽。
33.权利要求31的线缆，还包括包围所述屏蔽的护套。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20080130 |