CN101223610A - 带状电缆管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电信号电缆组件(10，110，210，710)，其具有互相堆叠的多个子电缆组件(20，120，220，320，620，720)。每一个子电缆组件(20，120，220，320，620，720)包括被包在绝缘体(40a，40b)内并互相隔开第一间距(a)的多个共面的电信号导体(30，130，230，330，730)，其中第一间距(a)在0.1mm和10mm之间。电信号电缆组件(10，110，210，710)的特性阻抗在50Ω至200Ω之间。在电信号电缆组件(10，110，210，710)的优选实施例中，绝缘体(40a，340a，640a，740a，40b，640b，740b)包括层压到下绝缘体(40b，640b，740b)上的上绝缘体(40a，340a，640a，740a)并由膨胀型聚四氟乙烯形成。

Description

带状电缆管

技术领域

本发明涉及一种电信号线电缆组件。

背景技术

电信号线可从例如属于惠普(Hewlett-Packard)公司的欧洲专利申请EP-A-0735544(Cartier等)获知。该专利申请描述了具有用于提供传感器与显示处理器之间的电连接的传感器电缆的超声系统。该申请中的传感器电缆的第三实施例使用三层挤压条带组件，该三层挤压条带通过包含薄的裸铜带的屏蔽罩导体彼此分离。该条带叠层组件和屏蔽罩导体利用条带套挤压而形成理想长度的传感器电缆。

属于Amphenol Corporation的US-A-4847443(Basconi)披露了另一个电信号线电缆的例子，由多个大致扁平的电信号线段按互锁关系堆叠在一起而形成。该现有技术电缆的每一个电信号线段包含至少一个在任一侧被接地导体包围的信号导体。该多个接地导体有效地形成了抑制相邻的信号导体之间的串扰的接地层。其中设置了导体的绝缘材料挤压在单独的信号导体之上。

属于明尼苏达矿业和制造公司(Minnesota Mining and ManufacturingCompany)的欧洲专利EP-B-0605600(Springer等)披露了一种带状电缆和用于其制造的层压方法。所制造的带状电缆包括由多微孔聚丙烯绝缘体包围的多个均匀间隔的柔性导体。

属于W.L.Gore&Associates的美国专利US-A-4847443(Crawley等)披露了一种具有设置在由膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)组成的绝缘体内的多个电导体的多导体扁带电缆。

PCT专利申请WO-A-91/09406(Ritchie等)披露了一种电线，由通过粘合剂将箔条固定在叠层膜之间而层压在绝缘膜的相对层之间的细长的导电金属箔条组成。

属于西门子(Siemens)的德国专利申请DE-A-2424442披露了一种电缆组件，其包含层压在绝缘膜之间的多个带状电缆。

属于伊利诺斯州的Square D company of Palatine公司的PCT专利申请WO-A-80/00389(Clarke)披露了一种与可编程控制器一起使用的输入/输出数据电缆。该电缆具有接地导体，逻辑电平电压导体和多个信号轨道。这些导体以特定方式设置在两层或三层柔性塑料材料上以提供高抗干扰性和低感应损失。这些层胶合在一起以形成层压结构。

W.L.Gore&Associates，Inc.，Newark，Delaware出售零件号码为02-07605的圆电缆，其包括封闭在编织的镀锡铜屏蔽罩和PVC护套内的132个微型同轴电缆。

现有技术存在着开发重量轻、提供适当性能特性并降低终端复杂性的具有多个带状电缆的电信号电缆组件的需求。

发明内容

因此本发明的一个目标是开发一种改进的信号电缆组件。

本发明的另一个目标是开发一种具有多个带状电缆的信号电缆组件，所述带状电缆具有高阻抗和低电容。

本发明的另一个目标是简化信号电缆组件的终端。

本发明的另一个目标是开发一种具有多个带状电缆的信号电缆组件，所述电缆组件与类似的微型同轴电缆组件相比重量较轻。

本发明的这些和其他目标通过提供一种电信号电缆组件而获得，该电信号电缆组件包括围绕柱形撑杆布置成至少一个第一同心阵列的至少一个带状电缆。设置在第一同心阵列周围的分离同心元件和至少一个另外的带状电缆围绕分离同心元件布置成至少一个另外的同心阵列。

该分离同心元件可以由介电隔离件、导电平面或两者的组合形成。它的作用是多重的。它用来提高信号的隔离并减少同心阵列之间的串扰。介电隔离件用来提高阻抗由此降低电容。导电平面用作接地平面以进一步减少不同同心阵列中的带状电缆之间的串扰。

本发明的一个实施例将带状电缆用作分离同心元件，其中带状电缆内部的所有电导体连接到AC地电势。与使用金属接地平面相比该结构的优点在于：在电缆的弯曲过程中分离同心元件与带状电缆之间产生摩擦静电荷的可能性被消除。众所周知，当导电金属材料摩擦介电绝缘体时产生摩擦静电荷。该摩擦静电荷在电信号电缆组件中产生信号噪声，降低了在该组件上传送的信号的质量。由于带状电缆用作分离同心元件确保了分离同心元件的介电绝缘材料摩擦一个同心阵列中的带状电缆的相同或类似绝缘材料，在该电缆实施例中不产生摩擦静电荷，因此提高了电信号电缆组件的信号传送能力。

在本发明的一个实施例中，同心阵列的至少一些带状电缆由多个电导体组成，其中一些电导体可连接到AC地电势而其它电导体可连接到信号。与那些载有信号的导体在相同的带状电缆内部的至少一些电导体与AC地电势的连接在于：载有AC地电势的导体使带有信号的导体相互屏蔽，从而减少相同的带状电缆内部的载有信号的导体之间的串扰。术语AC地电势的含义是载有AC地电势的导体不传送交变信号而传送不可变电压电平，所述不可变电压电平可以是零伏也可以不是零伏。

在一些同心阵列中，两个或多个带状电缆彼此邻近地设置。这提高了电信号电缆组件的柔性，因为可使用在相同的同心阵列内相对于彼此移动的更窄的带状电缆，从而有助于电缆的柔性。

该电信号电缆组件中的带状电缆围绕在柱形撑杆周围并且形成在第一以及后续的同心阵列中。也可以设想编织这些电缆或将它们以其他方式卷绕。带状电缆可以设置成将所有的同心阵列布置在相同的方向或者它们可以在相邻的同心阵列中反向地设置。

将分离同心元件以与相邻同心阵列中的带状电缆相反的方式设置是有利的，因为这将提高分离同心元件保持带状电缆的稳定性的能力。

在电信号电缆组件中，外屏蔽罩优先设置在另外的同心阵列周围，以作为用于使电信号电缆组件内的导电体与外部信号屏蔽的电磁屏蔽。此外，外胶合物可设置在另外的同心阵列与外屏蔽罩之间以将带状电缆保持在电信号电缆组件内的恰当位置。

护套设置在电信号电缆组件的外部周围以保护电信号电缆组件免受机械损害。

电信号电缆组件可具有多于两个的同心阵列。各个同心阵列通过另外的同心分离元件相互分隔。

该电信号电缆组件可将应变消除装置或强力构件结合到第一同心阵列内以提高组件的纵向强度。此外，绝缘的电线信号或信号同轴电缆能够结合到柱形撑杆内，其能够沿着该组件传送例如电力或其他信号。在这种情况下，有利的是：将内柱形屏蔽罩结合在所述绝缘电线与所述至少一个第一同心阵列之间，以使第一同心阵列内的带有信号的导体与由绝缘电线产生的任何电磁场屏蔽。可选地，柱形撑杆形成中空管。

带状电缆的绝缘体材料能够由以下绝缘材料构成：全氟烷氧基(perfluoralkoxy)、氟乙烯-丙烯、聚酯、包括聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃，聚甲基戊烯、高密度聚四氟乙烯，最优选由膨胀型聚四氟乙烯构成。可使用发泡或挤压聚合物。

该带状电缆优选地从上和下绝缘体组成，上和下绝缘体都是由膨胀型PTFE制成且彼此烧结在一起。

附图说明

图1表示根据本发明第一实施例的电信号线缆。

图2表示用于电信号线缆中的带状电缆的制造的装置。

图3表示用在带状电缆的制造中的烧结装置。

图4表示根据本发明第二实施例的电信号电缆。

图5表示根据本发明第二实施例的电信号电缆的端视图。

图6表示根据本发明第三实施例的电信号电缆。

图7表示根据本发明第四实施例的电信号电缆。

图8表示根据本发明第五实施例的电信号电缆。

图9表示根据本发明第六实施例的电信号电缆。

图10表示根据本发明第七实施例的电信号电缆。

图11表示根据本发明第八实施例的电信号电缆。

图12表示根据本发明另一个示例性实施例的电缆组件的透视图。

具体实施方式

图1表示本发明的第一实施例。它表示包括呈螺旋形地卷绕在柱形撑杆90周围的多个带状电缆20的电信号线10。带状电缆20的每一层或价(valence)由分离间隔件50分隔。在图1中表示了四价的子电缆组件20。不过，这仅仅是本发明的示例性例子而不是用来限定的。

每一个带状电缆20包括布置在平面中并由上绝缘层40a和下绝缘层40b包围的多个单独的信号导体30。上绝缘层40a和下绝缘层40b层压在一起，在后面将进一步说明。单独的信号导体30可由任何导体材料比如铜、镀镍铜、镀锡铜、镀银铜、镀锡合金、镀银合金或铜合金制成。优选地单独的信号导体30由圆铜线制成。使用扁导体也是可以的。

本发明不限定图1所示的单独的信号导体30的数量。单独的信号导体30的轴线以第一间距a在平面内分隔开，该间距a在0.1至1mm的范围内。上绝缘层40a和下绝缘层40b可以用任何绝缘介电材料制成，比如聚乙烯、聚酯、全氟烷氧基、氟乙烯-丙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚四氟乙烯或膨胀型聚四氟乙烯。优选地使用如US-A-3953556，US-A-4187390或US-A-4443657中所述的膨胀型聚四氟乙烯。

分离间隔件50由例如金属箔、金属条带、导电带、金属化织物或介电间隔件制成。可使用以下金属：铜、锡、银、铝或它们的合金。介电间隔件可以由介电材料制成比如聚乙烯、全氟烷氧基、氟乙烯-丙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚四氟乙烯或膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)。

在本发明的一个实施例中分离间隔件50由德国汉堡的Statex公司提供的卡塞尔(Kassel)型覆铜聚酰胺织物制成，并具有大约0.1mm的厚度和大约9mm的宽度。在本发明的另一个实施例中，分离间隔件50由ePTFE制成。包括介电材料层和导电材料层的分离间隔件50也是可以想到的。

第一屏蔽装置60卷绕在带状电缆20的阵列周围。然后绝缘层65利用已知的卷绕技术卷绕在第一屏蔽装置60周围。该绝缘层65可由例如PTFE、FEP、ePTFE或聚酯制成。优选地该绝缘层65由可从W.L.Gore&Associates购得的烧结GORE-TEX^带制成。

第二屏蔽装置70围绕着该绝缘层65。第一屏蔽装置60和第二屏蔽装置70是由金属或金属化聚合物比如铜、铝、镀锡铜、镀银铜、镀镍铜或镀铝聚酯制成的条带、箔片或导线屏蔽。

护套80设置在第二屏蔽装置70上。护套80由以下的材料制成：聚硅氧烷或聚烯烃比如聚乙烯、聚丙烯或聚乙基戊烯；氟化聚合物比如氟化乙烯/丙烯(FEP)；氟化烷氧基聚合物比如全氟(烷氧基)烷基烷烃；例如，TFE与全氟丙基乙烯醚(PFA)的共聚物；聚氨酯，聚氯乙烯(PVC)或聚四氟乙烯(PTFE)或膨胀型PTFE。在本发明一个实施例中护套80由PVC制成。

柱形撑杆90由ePTFE、PTFE、聚酰胺、聚氨酯、persion或任何其他合适的材料制成。柱形撑杆90可以是实心的或者具有中空的内部以传送冷却流体、电控制或电力线、气体等。柱形撑杆90可以由编织的或多股绞合材料制成。柱形撑杆90可以包括应变消除装置和/或强力构件。术语“柱形”不意味着柱形撑杆90必须是精确的柱形，它仅需要是基本为柱形以达到用作带状电缆20的支撑件的程度。

带状电缆20的制造如图2所示，作为上绝缘层140a和下绝缘层140b由膨胀型PTFE制成的实施例。该方法基本上与US-A-3082292(Gore)所披露的相同。使用与本发明第一实施例(图1)中的带状电缆20的组成部分所使用的附图标记相同的附图标记增加100来表示带状电缆20(120)的组成部分。多个单独的信号导体130、位于多个单独的信号导体130上面的上绝缘体140a和位于多个单独的信号导体130下面的下绝缘体140b在足以获得下绝缘体140b和上绝缘体140a之间的结合的层压温度下，例如327℃和410℃之间，共同穿过两个反旋转压合辊200a和200b。带状电缆120由此形成。为此，上压合辊200a设有多个上外围槽210a，每一个都通过沿着压合辊200a的外围彼此隔开一定距离排成行的上外围肋200a隔开。类似地，下压合辊200b设有多个下外围槽210b，每一个都通过沿着压合辊200b的外围彼此隔开一定距离排成行的下外围肋200b隔开。上压合辊200a的每一个上外围槽210a连同相邻的上外围肋200a与下压合辊200b的一个下外围槽210b连同相邻的下外围肋220b排成行，以形成用于一个单独的信号导体130的通道。两个压合辊200a、200b与外围槽210a、210b之间的距离就它们的尺寸而言以这样的方式设计：使得单个导体130和上绝缘体140a及下绝缘体140b连续通过由一个上外围槽210a和一个下外围槽210b组成的一对之间。上外围肋220a和下外围肋220b彼此具有这样的小的间隔：使得上绝缘体140a和下绝缘体140b在这些位置处紧紧地压在一起以在带状电缆120中形成过度区240。

为了加强上绝缘体140a和下绝缘体140b粘合到单个信号导体130的粘结以及它们相互之间在带状电缆120内的粘结，带状电缆120被通过烧结装置，在该装置中带状电缆120被加热以获得带状电缆120的过渡区240中的紧密接合。如果使用由PTFE制成的上绝缘体140a和下绝缘体140b，则使用的烧结温度在从327℃到410℃的范围内。

图3中以示意性的和简化的形式描绘了烧结装置的实施例，其具有烧结炉250的形式，包括盐浴槽。在该例中，带状电缆120连续地通过烧结炉250。

测试

在2.0m或2.5m长度的电信号电缆组件上执行测试。

为了检查该组件的电特性，电缆内的所有带状电缆端接到印刷电路板。电缆内的所有接地导体一起连接到公共的AC地。

在单个信号导体上执行阻抗、电容和衰减的测量。所有其他信号导体是断开的。对于其他测试，信号导体由电阻器端接。

扭转测试通过牢牢地夹紧电缆组件的一个端部并测量在电缆组件的另一端使电缆顺时针和逆时针旋转所需的扭矩来执行。

例子

以下例子说明能够利用本发明制得的电缆结构。所使用的带状电缆具有16、24或32个单独的导体，它们由可从美国加利福尼亚Irvine的Phelps Dodge购得的PD 135合金制成。在例1至4和例6中，使用AWG4201导体且导体隔开0.254mm。在例5中，使用AWG 4001导体并隔开0.3556mm。提供角度在30°和35°之间的带状电缆。

单独的导体利用所述的方法层压在由ePTFE制成的第一绝缘层和第二绝缘层之间。在例1至4和例6中，绝缘层每一个为0.0762mm厚。在例5中，绝缘层每一个为0.1016mm厚。

所使用的胶合物由ePTFE制成并且由0.08mm厚的带制成。这些胶合物彼此卷绕以使得层的平均总厚度为0.12mm。胶合物在相反于带状电缆的角度的方向上以30°和38°之间的角度卷绕。

例1至7中所使用的外屏蔽罩由AWG 4401的镀锡铜制成。在例8中，使用AWG 4401的镀银铜。

外护套由挤压PVC制成且具有0.76mm的厚度。

例1

根据本发明制成的48元件电缆10如图4和5所示。间隔件400由编织的Kevlar纱线制成，在纱线上挤压了PVC层。它具有1.5±0.1mm的标称外径。第一带状(或扁平)电缆410在第一方向上卷绕在间隔件400周围。第二带状(或扁平)电缆420卷绕在第一带状电缆410周围。由eTPFE制成并具有0.12mm厚度的第一胶合物430在相反的方向上卷绕在第二带状电缆420周围。第三带状电缆440像第二带状电缆420那样卷绕在第一胶合物430周围。第四带状电缆450卷绕在第三带状电缆440周围。第二胶合物460在与第四带状电缆450相反的方向上卷绕在第四带状电缆450周围。第五带状电缆470在与第二胶合物460相反并由此与第一带状电缆410和第二带状电缆420相同的方向上卷绕在第二胶合物460周围。第三胶合物480卷绕在第五带状电缆470周围。外屏蔽罩485置于第五带状电缆480上且护套490挤压在外屏蔽罩485上。外屏蔽罩485通过以19°的编织角利用16个线轴和13个经纱(end)按每英寸(2.54cm)6个纬纱(pick)编织导线而制成。

在该例中，第一带状电缆410、第二带状电缆420、第三带状电缆440、第四带状电缆450利用16个单独的导体形成。第五带状电缆470用32个单独的导体形成。

电缆具有5.5mm的标称外径。

例2

根据本发明制成的96元件电缆10如图6所示。间隔件500由编织的Kevlar纱线制成，在纱线上挤压了PVC层。它具有1.5±0.1mm的标称外径。第一带状电缆510卷绕在间隔件500周围。第二带状电缆520在相同的方向上卷绕在第一带状电缆510周围。第一胶合物530在相反的方向上卷绕在第二带状电缆520周围。第三带状电缆540在相反的方向上卷绕在第一胶合物530周围。第四带状电缆545在相同的方向上卷绕在第三带状电缆540上。第五带状电缆550在相同的方向上卷绕在第四带状电缆545周围。第二胶合物560在相反的方向上卷绕在第五带状电缆550周围。第六带状电缆565在相反的方向上卷绕在第二胶合物560周围。第三胶合物567在相反的方向上卷绕在第六带状电缆565周围。第七带状电缆570在相反的方向上卷绕在第三胶合物567周围。第八带状电缆573在相同的方向上卷绕在第七带状电缆570周围。第九带状电缆576在相同的方向上卷绕在第八带状电缆573周围。第四胶合物580在相反的方向上卷绕在第九带状电缆576周围。外屏蔽罩585置于第四胶合物580之上而护套590挤压在外屏蔽罩585之上。外屏蔽罩585通过以19.5°的编织角利用16个线轴和26个经纱按每英寸(2.54cm)4.5纬纱(pick)编织导线而制成。

在该例中，第一带状电缆510、第二带状电缆520、第三带状电缆540用16个单独的导体形成。第四带状电缆545和第五带状电缆550用24个单独的导体形成。第六带状电缆565、第七带状电缆570、第八带状电缆573和第九带状电缆576用32个单独的导体形成。

电缆40具有6.9mm的标称外径。

例3

根据本发明制成的128元件电缆10如图7所示。间隔件600由编织的Kevlar纱线制成，在纱线上挤压了PVC层。它具有1.5±0.1mm的标称外径。第一带状电缆610卷绕在间隔件600周围。第二带状电缆620在相同的方向上卷绕在第一带状电缆610周围。由ePTFE制成的第一胶合物630在相反的方向上卷绕在第二带状电缆620周围。第三带状电缆640在相反的方向上卷绕在第一胶合物630周围。第四带状电缆650在相同的方向上卷绕在第三带状电缆640周围。第二胶合物660卷绕在第四带状电缆650周围。第五带状电缆670在相反的方向上卷绕在第二胶合物660周围。第六带状电缆675卷绕在第五带状电缆670上。第三胶合物677在相反的方向上卷绕在第六带状电缆675周围。第七带状电缆680卷绕在第三胶合物677周围。第四胶合物682在相反的方向上卷绕在第七带状电缆680周围。第八带状电缆684和第九带状电缆686在相同的柱面内互相邻近地并排卷绕在第四胶合物682周围。第十带状电缆688和第十一带状电缆690在相同的方向上互相邻近地卷绕在第八带状电缆684和第九带状电缆686周围。第十二带状电缆692和第十三带状电缆694在相同的方向上卷绕在第十带状电缆688和第十一带状电缆690周围。第五胶合物696在相反的方向上卷绕在第十二带状电缆692和第十三带状电缆694周围。

外屏蔽罩697置于第五胶合物696上而护套698挤压在外屏蔽罩697上。外屏蔽罩697通过以20°的编织角利用16个线轴(bobbins)和26个经纱(end)按每英寸(2.54cm)4个纬纱(pick)编织导线而制成。

在该例中，第一带状电缆610、第二带状电缆620、第八带状电缆684、第十带状电缆688和第十二带状电缆692用16个单独的导体形成。第三带状电缆640、第四带状电缆650、第五带状电缆670、第六带状电缆675和第十一带状电缆690用24个单独的导体制成。第七带状电缆680和第十三带状电缆694用32个单独的导体制成。

在操作时第七带状电缆680设计成使得单独的导体接地。

例4

根据本发明制成的196元件的电缆10如图8所示。间隔件700由编织的Kevlar纱线制成，在纱线上挤压了PVC层。它具有1.5±0.1mm的标称外径。第一带状电缆710卷绕在间隔件700周围。第二带状电缆720在相同的方向上卷绕在第一带状电缆710周围。第一胶合物730在相反的方向上卷绕在第二带状电缆720周围。第三带状电缆740在相反的方向上卷绕在第一胶合物730周围。第四带状电缆750卷绕在第三带状电缆740周围。第二胶合物770在相反的方向上卷绕在第四带状电缆750周围。第五带状电缆780在相反的方向上卷绕在第二胶合物770周围。第六带状电缆790在相同的方向上卷绕在第五带状电缆780周围。第三胶合物800在相反的方向上卷绕在第六带状电缆790周围。第七带状电缆810在相反的方向上卷绕在第三胶合物800周围。第八带状电缆820卷绕在第七带状电缆810周围。在下一层中，两个带状电缆，第九带状电缆830和第十带状电缆835在相同的方向上互相邻近地卷绕。继而第十一带状电缆840和第十二带状电缆845在相同的层内互相邻近地在相同的方向上卷绕。第四胶合物850在相反的方向上卷绕在第十一带状电缆840和第十二带状电缆845周围。第十三带状电缆860和第十四带状电缆865随后在相反的方向上互相邻近地卷绕在第四胶合物850周围。第十五带状电缆870和第十六带状电缆875在相同的方向上互相邻近地卷绕在第十三带状电缆860和第十四带状电缆865周围。第五胶合物880在相反的方向上卷绕在第十五带状电缆870和第十六带状电缆875周围。

外屏蔽罩885置于第五胶合物880上而护套890挤压在外屏蔽罩885之上。外屏蔽罩885通过以22.5°的编织角利用16个线轴和26个经纱按每英寸(2.54cm)4个纬纱编织导线而制成。

在该例中，第一带状电缆710、第二带状电缆720、第三带状电缆740、第四带状电缆750、第九带状电缆830、第十一带状电缆840、第十三带状电缆860和第十五带状电缆870由16个单独的导体形成。第五带状电缆780、第六带状电缆790、第七带状电缆810、第八带状电缆820、第十带状电缆835、第十二带状电缆845、第十四带状电缆865和第十六带状电缆875用32个单独的导体形成。

例5

根据本发明制成的196元件的电缆10如图9所示。间隔件1000由编织的Kevlar纱线制成，在纱线上挤压了PVC层。它具有2.1±0.1mm的标称外径。第一带状电缆1010卷绕在间隔件1000周围。第二带状电缆1020在相同的方向上卷绕在第一带状电缆1010周围。第一胶合物1030在相反的方向上卷绕在第二带状电缆1020周围。第三带状电缆1040在相反的方向上卷绕在第一胶合物1030周围。第四带状电缆1050在相同的方向上卷绕在第三带状电缆1040周围。第二胶合物1060在相反的方向上卷绕在第四带状电缆1050周围。第五带状电缆1070在相反的方向上卷绕在第二胶合物1060周围从而就像第一带状电缆1010和第二带状电缆1020一样。第六带状电缆1080卷绕在第五带状电缆1070周围。第七带状电缆1090在相同的方向上卷绕在第六带状电缆1080周围。第三胶合物1100在相反的方向上卷绕在第七带状电缆1090周围。第八带状电缆1110在相反的方向上卷绕在第三胶合物1100周围。第九带状电缆1120在相同的方向上卷绕在第八带状电缆1110周围。第十带状电缆1130在相同的方向上卷绕在第九带状电缆1120周围。第四胶合物1140在相反的方向上卷绕在第十带状电缆1130周围。在下一层中，两个带状电缆，第十一带状电缆1150和第十二带状电缆1155在相反的方向上互相邻近地卷绕。继而第十三带状电缆1160和第十四带状电缆1165在同一层内在相同的方向上互相邻近地卷绕。邻近第十六带状电缆1175的第十五带状电缆1170随后在相同的方向上互相邻近地卷绕在包含第十三带状电缆1160和第十四带状电缆1165的层周围。第五胶合物1180在相反的方向上卷绕在第十五带状电缆1170和第十六带状电缆1175周围。

外屏蔽罩1185置于第五胶合物1180之上而护套1190挤压在外屏蔽罩1185之上。外屏蔽罩1185通过以21.5°的编织角利用24个线轴和26个经纱按每英寸(2.54cm)4.5纬纱编织导线而成。

在该例中，第一带状电缆1010、第二带状电缆1020、第三带状电缆1040、第四带状电缆1050、第五带状电缆1080、第十一带状电缆1150、第十三带状电缆1160和第十五带状电缆1170由16个单独的导体形成。第六带状电缆1080、第七带状电缆1090、第八带状电缆1110、第九带状电缆1120、第十带状电缆1130、第十二带状电缆1155、第十四带状电缆1165和第十六带状电缆1175用32个单独的导体形成。

例6

根据本结构的包含192个元件的电缆10的另一个例子如图10所示。

间隔件1200由编织的Kevlar纱线制成并具有0.6±0.1mm的标称外径。八个引线1203置于间隔件1200周围。引线由AWG 3601的镀锡铜导体制成并具有聚酯绝缘。第一胶合物1205置于引线周围。第一带状电缆1210在相反的方向上卷绕在第一胶合物1205周围。第二带状电缆1220在相同的方向上卷绕在第一带状电缆1210周围。第二胶合物1230在相反的方向上卷绕在第二带状电缆1220周围。第三带状电缆1240在相反的方向上卷绕在第二胶合物1230周围。第四带状电缆1250在相同的方向上卷绕在第三带状电缆1240周围。第五带状电缆1260在相同的方向上卷绕在第四带状电缆1250周围。第三胶合物1270在相反的方向上卷绕在第五带状电缆1260周围。第六带状电缆1280在相反的方向上卷绕在第三胶合物1270周围。第七带状电缆1290在相同的方向上卷绕在第六带状电缆1280周围。第八带状电缆1300卷绕在第七带状电缆1290周围。第四胶合物1310在相反的方向上卷绕在第八带状电缆1300周围。第九带状电缆1320在相反的方向上卷绕在第四胶合物1310周围。第五胶合物1330在相反的方向上卷绕在第九带状电缆1320周围。在下一层中，两个带状电缆，第十带状电缆1340和第十一带状电缆1345互相邻近地在相反的方向上卷绕。继而第十二带状电缆1350和第十三带状电缆1355在同一层内在相同的方向上互相邻近地卷绕。第六胶合物1360在相反的方向上卷绕在第十二带状电缆1350和第十三带状电缆1355周围。第十四带状电缆1370和第十五带状电缆1375随后在相反的方向上互相邻近地卷绕在第六胶合物1360周围。第十六带状电缆1380和第十七带状电缆1385在相同的方向上互相邻近地卷绕在第十四带状电缆1370和第十五带状电缆1375周围。第七胶合物1390在相反的方向上卷绕在第十六带状电缆1380和第十七带状电缆1385周围。

外屏蔽罩1395置于第七胶合物1390之上而护套1397挤压在外屏蔽罩1395之上。外屏蔽罩1395通过以29.5°的编织角利用16个线轴和26个经纱按每英寸(2.54cm)5个纬纱编织导线而制成。

在该例中，第一带状电缆1210、第二带状电缆1220、第十带状电缆1340、第十二带状电缆1350、第十四带状电缆1370和第十六带状电缆1380由16个单独的导体形成。第三带状电缆1240、第四带状电缆1250、第五带状电缆1260和第六带状电缆1280由24个单独的导体制成。第七带状电缆1290、第八带状电缆1300、第九带状电缆1320、第十一带状电缆1345、第十三带状电缆1355、第十五带状电缆1375和第十七带状电缆1385由32个单独的导体形成。

例7

根据本发明的包含600个元件的电缆10如图11所示。

间隔件1400由编织的Kevlar纱线，在纱线上挤压了PVC层。它具有1.5±0.1mm的标称外径。在第一层1410中，十六个导体的带状电缆卷绕在间隔件周围，且在第二层1420中，另一个十六导体的带状电缆在相同的方向上卷绕在第一带状电缆周围。第三层1430具有在相反的方向上卷绕在第二层1420中的带状电缆周围的胶合物。分别由24导体带状电缆组成的第四层1440、第五层1450和第六层1460在相同的方向上、一层叠在另一层之上地但在相反于第三层1430的方向上卷绕。第七层1470包括在相反的方向上卷绕在第六层1460上的胶合物。第八层1480、第九层1490、第十层1500和第十一层1510包括在相同的方向上、一层叠在另一层之上地但在相反于第七层1470中的胶合物的方向上卷绕的三十二导体带状电缆。第十二层1520包括在相反的方向上卷绕在第十一层1510周围的胶合物。第十三层1530包括在相反的方向上相互邻近地卷绕在第十二层1520周围的十六导体带状电缆和二十四导体带状电缆。第十四层1540和第十五层1550每一个都包括在相同的方向上互相邻近地、一层叠在另一层之上地卷绕的十六导体带状电缆和三十二导体带状电缆。第十六层1560是在相反的方向上卷绕在第十五层1550周围的胶合物。第十七层1570和第十八层1580每一个都包括在相同的方向上、互相邻近地、一层叠在另一层之上但在相反于第十六层中的胶合物的方向上卷绕的二十四导体带状电缆和三十二导体带状电缆。第十九层1590包括相互邻近地卷绕在第十八层1580周围的两个三十二导体带状电缆。在第十九层1590周围，在相反的方向上卷绕着位于第二十层1600中的胶合物。第二十一层1610、第二十二层1620和第二十三层1630中的每一个都包括在相同的方向上、互相邻近地、一个叠在另一个顶部之上但在相反于第二十层1600中的胶合物的方向上卷绕的两个三十二导体带状电缆。第二十四层1640包括在相反的方向上卷绕在第二十三层1630周围的胶合物。第二十五层1650和第二十六层1660每一个都包括在相同的方向上、相互邻近地、一层叠在另一层之上但在相反于第二十四层1640中的胶合物的方向上卷绕的三个三十二导体带状电缆。第二十七层1670具有在相反的方向上卷绕在第二十六层1660周围的胶合物。第二十八层1680和第二十九层1690每一个都具有在相同的方向上、互相邻近地、一层叠在另一层之上但相反于第二十六层1660中的胶合物的方向上卷绕的两个二十四导体带状电缆和一个三十二导体带状电缆。第三十层1700包括在相反的方向上卷绕在第二十九层1690周围的胶合物。第三十一层1710和第三十二层1720每一个都具有在相同的方向上、互相邻近地、一层叠在另一层之上但在相反于第三十层1700中的胶合物的方向上卷绕的两个二十四导体带状电缆和单个三十二导体带状电缆。第三十三层1730具有在相反的方向上卷绕在第三十二层1720周围的胶合物。

外屏蔽罩1740置于第三十三层之上而护套1750挤压在外屏蔽罩1740之上。外屏蔽罩1740通过以21.8°的编织角利用24个线轴和39个经纱按每英寸(2.54cm)3.5个纬纱编织导线而制成。

比较例

比较的结果从具有由AWG 4001的PD135合金制成的导体的微型同轴电缆获得。该电缆可从W.L.Gore&Associates GmbH的牌号J14B0596-A得到。

结果

例子编号	阻抗(Ω)	电容(pF/ft)	插入损失@10MHz(dB/组件)	导体电阻(Ω/m)	重量(g/m)	扭矩(mNm)	时间延迟(ns/2.5m)
								比较例	49	32.0		4.3	99.2	+10/-10
3	120-128	11.6-13.9	-1.5	7.2-8.0	57.4	+50/-10	12.0-13.3
								4	113-124	11.0-13.7	-1.5	7.6-8.2	68.3

表1

表1中的结果范围表示测量是在电缆内的不同层上进行的。

在优选实施例中，如图12所示，具有上述结构的多个电信号线10在单个电缆内部围绕中心线2000集合在一起。在所示的优选实施例中，对于信号线10集合在中心线2000周围。每一个信号线10可以用半导体材料单独地屏蔽。这对于降低在例如CW Doppler应用中信号线10之间的串扰是有效的。可选地，半导体材料2001可围绕多芯构造卷绕。半导体层2001可以替代地由碳化ePTFE或者ePTFE与铝或PTFE与铝的混合物构成。编织的屏蔽罩2002优选地设置在多个信号线10周围。护套，优选地由PVC 2003制成，优选地设置在编织的屏蔽罩2002周围。使用多个信号线10以形成电缆而不是一个更大的信号线10，在本发明的应用中提供了独特的优点。具体而言，与一个大信号线相反，设置多个更小的信号线10提供了电缆的高的柔韧性和适应性。这种电缆也显示了卓越的挠曲寿命，因为单绳相对于彼此自由地移动。此外，由于半导体层2001的使用，在电缆内不产生磨擦静电噪声。

其它例子

本发明的由胶合物和带状电缆以同心阵列方式形成交替层的其它例子是可以想到的。胶合物和带状电缆在相反的方向上卷绕。带状电缆在每一个同心阵列中以稍微不同的角度卷绕以使得在整个电信号电缆组件上电导体不会彼此平行地延伸。

尽管上面已经详细地说明了本发明的几个实施例，但本领域技术人员很容易理解许多变形都是可能的，而本质上不会脱离本文所述的新的教导和优点。因此，所有变形都应当包括在本发明的范围以内，如权利要求所定义的那样。

Claims (25)

1.一种电信号电缆组件，包括多个信号线，每一个所述信号线包括：

柱形撑杆；

以同心阵列布置在所述柱形撑杆周围的多个带状电缆；和

设置在各个所述带状电缆之间的分离同心元件。

2.根据权利要求1的电信号电缆组件，包括四个所述信号线。

3.根据权利要求1或2的电信号电缆组件，其中带状电缆具有多个电导体。

4.根据权利要求1，2或3的电信号电缆组件，其中所述带状电缆设置在柱形撑杆周围。

5.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中外屏蔽罩设置在多个信号线周围。

6.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中半导体层单独地设置在每一个信号线周围。

7.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中半导体层集中地设置在每一个信号线周围。

8.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中护套设置在所述电信号电缆周围。

9.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中应变消除装置设置在所述同心阵列以内。

10.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中柱形撑杆是强力构件。

11.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中柱形撑杆是管状的。

12.根据权利要求1至10中任何一项的电信号电缆组件，其中所述柱形撑杆由实心材料构成。

13.根据权利要求1至11中任何一项的电信号电缆组件，其中所述柱形撑杆包括多股绞合材料。

14.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，还包括至少一个被绝缘的导线，所述导线设置在所述柱形撑杆以内。

15.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中带状电缆的绝缘体由绝缘材料构成，所述绝缘材料包括全氟烷氧基、氟乙烯-丙烯、聚酯以及包括聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃或聚甲基戊烯。

16.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中带状电缆的绝缘体包括膨胀型聚四氟乙烯。

17.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中带状电缆的绝缘体包括高密度聚四氟乙烯。

18.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中带状电缆的绝缘体包括挤压聚合物。

19.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中带状电缆的绝缘体包括发泡聚合物。

20.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中电导体的电容小于22pF/ft(72.2pF/m)。

21.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中电导体的电容小于15pF/ft(49.3pF/m)。

22.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中沿着一个带状电缆内的导体通过的信号的时间延迟小于5.5ns/m。

23.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中半导体层单独设置在每一个信号线周围，且所述半导体层包括ePTFE。

24.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆组件，其中半导体层单独设置在每一个信号线周围，且所述半导体层包括ePTFE和铝。

25.根据前面任何一项权利要求的电信号电缆，其中半导体层单独设置在每一个信号线周围，且所述半导体层包括PTFE和铝。

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