CN101978434B - 一种线缆 - Google Patents

Abstract

第一和第二绝缘导体扭绞，且第一介电带材处于其间，以形成第一扭绞线对。护套包围所述第一扭绞线对并任选包围类似形成的第二扭绞线对。在替代或补充实施方式中，所述第一绝缘导体包括被径向厚度大约7mil或以下的绝缘材料包围的导体，所述第一介电带材的宽度小于或等于所述第一和第二绝缘导体的直径加上所述第一介电带材的厚度之和，所述第一介电带材具有横截面形状，该横截面具有支座所述绝缘导体的凹部，所述第一和第二扭绞线对的扭绞长度介于大约0.22到0.38英寸之间，并且彼此不同，所述第一介电带材在形状、尺寸和材料含量方面不同于所述第二扭绞线对的第二介电带材，所述第一和第二扭绞线对的绝缘导体外观相同，而所述第一和第二介电带材的外观不同，和/或所述第一介电带材具有中空芯部，该中空芯部存在空气或介电常数较小的材料。

Description

一种线缆

相关申请交叉引用 

本申请要求2008年3月19日提交的美国临时申请61/037,904，以及2009年3月19日提交的美国临时申请12/407,407的优先权，上述申请文件的全部内容通过引用而包含在本申请中。 

技术领域

本发明涉及用于高速信号通信的扭绞线对线缆，诸如局域网（LAN）线缆。更具体地说，本发明涉及扭绞线对的第一和第二绝缘导体之间具有介电带材的扭绞线对线缆。 

背景技术

如图1和2所示，受让人的在先美国专利6,506,976示出了具有护套J的LAN线缆1，护套J包围第一至第四扭绞线对A、B、C、D，这些扭绞线对被分隔件3彼此分开。每条扭绞线对A、B、C、D包括第一绝缘导体5、介电带材7和第二绝缘导体9，其中第一绝缘导体5与第二绝缘导体9扭绞，介电带材7处于第一绝缘导体5和第二绝缘导体9之间。 

从图2中扭绞线对A的近视横截面图最清楚地看到，介电带材7的宽度，即在相对的边缘11和13之间延伸的宽度，设置成延伸地超过第一和第二绝缘导体5和9。利用这种布置，介电带材7的相对边缘11和13在扭绞线对A、B、C、D周围界定区域15。该区域15在扭绞线对A、B、C、D和分隔件3之间以及在扭绞线对A、B、C、D和护套J之间形成间隔。扭绞线对A、B、C、D周围的间隔可以改善线缆1的电气性能，诸如减少串扰。 

在背景技术中的常见线缆中，第一绝缘导体5由大约23计量尺寸(gaugesize)的第一导体17形成，被第一介电绝缘材料19料层包围，第一介电绝缘材料19料层的径向厚度大于7mil（密耳）、诸如通常用于CAT6线缆的大约10mil或者大约11mil。类似地，第二绝缘导体9由大约23计量尺寸的第二导体21形成，被具有相同或类似径向厚度的第二介电绝缘材料23料层包围。 

发明内容

虽然背景技术中的线缆性能良好，但是申请人发现了一些缺陷。申请人发明了具有新型结构特征的扭绞线对线缆，这种线缆的目标是改善LAN线缆的一个或多个性能特征，诸如减少插入损耗、匹配阻抗、减少扭绞线对之间的传播延迟和/或平衡延迟偏离(delay skew)；和/或改善LAN线缆的一个或多个机械特征，诸如改善挠性、降低重量、减小线缆直径和减少着火时发出的烟气。 

上述目标和其他目标通过一种线缆来实现，该线缆包括第一绝缘导体、第一介电带材和第二绝缘导体，其中所述第一绝缘导体与所述第二绝缘导体扭绞，第一介电带材处于它们之间，从而形成第一扭绞线对。护套形成在第一扭绞线对周围。所述线缆还可以包括第三绝缘导体、第二介电带材和第四绝缘导体，其中第三绝缘导体与第四绝缘导体扭绞，第二介电带材处于它们之间，以形成第二扭绞线对。如果提供所述第二扭绞线对，则所述护套形成在所述第一扭绞线对和所述第二扭绞线对两者周围。 

在本发明的第一替代或补充实施方式中，所述第一绝缘导体包括被径向厚度大约为7mil或以下的第一介电绝缘材料层包围的第一导体。 

在本发明的第二替代或补充实施方式中，第一介电带材形成为具有第一宽度的单体结构，所述第一宽度大致垂直于所述第一扭绞线对的延伸长度从所述第一介电带材的第一边缘延伸到所述第一介电带材的第二边缘，其中所述第一宽度小于或等于所述第一绝缘导体的直径加上所述第二绝缘导体的直径再加上所述第一介电带材的厚度之和。 

在本发明的第三替代或补充实施方式中，所述第一介电带材在垂直于所述第一扭绞线对延伸长度的方向具有横截面形状，该横截面形状存在用来支座所述第一绝缘导体的第一凹陷部分和用于支座所述第二绝缘导体的第二凹陷部分。 

在本发明的第四替代或补充实施方式中，所述第一扭绞线对的第一扭绞长度介于大约0.22英寸和大约0.38英寸之间，而所述第二扭绞线对的第二扭绞长度不同于所述第一扭绞长度，并介于大约0.22英寸和大约0.38英寸之间。 

在本发明的第五替代或补充实施方式中，所述第一介电带材在形状、尺 寸或材料含量方面不同于所述第二介电带材。 

在本发明的第六替代或补充实施方式中，所述第一、第二、第三和第四绝缘导体的外观相同，而所述第一介电带材的外观不同于所述第二介电带材。 

在本发明的第七替代或补充实施方式中，所述第一介电带材具有中空芯部，所述中空芯部存在空气或以下材料，所述材料的介电常数小于形成所述第一介电带材的材料。 

从以下给出的详细描述中，将容易理解本发明的适用范围。但是，应该理解，详细描述和具体实例表示本发明的优选实施方式，仅用于示例，因为本领域技术人员从详细描述中容易理解本发明的精神和范围内的各种变化和改动。 

附图说明

从以下给出的详细描述以及附图中，将可以更为全面地理解本发明，所述附图仅作为示例给出，因此并不限制本发明，其中： 

图1是根据现有技术的扭绞线对线缆的横截面图； 

图2是图1所示线缆中的扭绞线对的近视横截面图； 

图3是根据本发明第一实施方式的扭绞线对线缆的立体图； 

图4是沿着线IV-IV截取的图3所示扭绞线对线缆的横截面图； 

图5是图4所示扭绞线对的近视横截面图； 

图5A是类似于图5的扭绞线对的近视横截面图，但是示出了介电带材可以包括中空空气空腔； 

图6是根据本发明第二实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图； 

图7是采用图6所示扭绞线对的扭绞线对线缆的横截面图； 

图8是根据本发明第三实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图； 

图8A是根据本发明第四实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图； 

图8B是采用图8A所示扭绞线对的扭绞线对线缆的横截面图； 

图9是根据本发明第五实施方式的扭绞线对线缆的立体图； 

图10是沿着线X-X截取的图9所示扭绞线对线缆的横截面图； 

图11是图10所示扭绞线对的近视横截面图； 

图12是根据本发明第六实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图； 

图13是根据本发明第七实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图； 

图14是采用图13所示扭绞线对的扭绞线对线缆的横截面图； 

图15是根据本发明第八实施方式、具有替代形状的介电带材的扭绞线对的近视横截面图。 

具体实施方式

现在参照附图更为完整地描述本发明，附图中示出了本发明的实施方式。但是，本发明可以通过许多不同形式实施，并且不应该理解为限制于文中论述的实施方式，而是相反，提供这些实施方式是为了让本公开文本全面且完整，并且向本领域技术人员完整地表述本发明的范围。 

自始至终，相同的附图标记指代相同的元件。在附图中，特定线条、料层、部件、元件或特征的厚度，可能为了清晰进行了放大。虚线示出了任选的特征或操作，除非另行指明。 

文中所用术语的目的仅为描述特定实施方式，而不是用于限制本发明。除非另行限定，文中所用所有的术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属领域的普通技术人员所共同理解的含义。应该进一步理解，这些术语，诸如在普遍使用的字典中定义的术语，应该理解为其含义与其在说明书的语境和相关领域中的含义一致，并且不应该理想化或者过于正式地理解，除非文中明确如此限定。可能未详细描述熟知的功能或构造，以利简洁和/或清晰。 

正如文中所用，单数形式“一”和“所述”意图包括复数形式，除非上下文中明确另行指明。应该进一步理解，术语“包括”和/或“包含”用于文中，指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组群。如文中所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的全部任意组合。如文中所用，短语诸如“介于X和Y之间”和“介于大约X和Y之间”应该理解为包括X和Y。如文中所用，短语诸如“介于大约X和Y 之间”意味着“介于大约X和大约Y之间”。如文中所用，短语诸如“从大约X到Y”意味着“从大约X到大约Y”。 

应该理解，在某元件表述为位于另一个元件“之上”、“连接到”另一元件、“连接至”另一元件、“耦接到”另一元件、“接触”另一元件等时，所述某元件可以直接位于所述另一元件之上、直接连接到另一元件、直接连接至另一元件、直接耦接到另一元件或直接接触另一元件，或者也可能存在居间元件。相反，在某元件表述为例如“直接位于另一元件之上”、“直接连接到另一元件”、“直接连接至另一元件”、“直接耦接到另一元件”或“直接接触另一元件”时，则不存在居间元件。本领域技术人员还应该理解，述及某结构或特征设置在另一特征“附近”，所述某结构或特征可能有一部分与相邻特征重叠或位于其下。 

空间相对术语，诸如“下方”、“以下”、“下部”、“上方”、“上部”、“横向”、“左侧”、“右侧”等，可能用在文中以便于说明书描述一个元件或特征相对于图中所示另一元件或特征的关系。应该理解，在使用或操作中，除了文中所描绘的取向之外，所述空间相对术语意图包括设备的不同取向。例如，如果附图中的某设备倒置，则描述为另一元件或特征“下方”或“以下”的元件将取向为位于该另一元件或特征的“上方”。所述设备可以处于其他取向(旋转90度或处于其他取向)并且文中所用的相对空间关系应作相应理解。 

图3是根据本发明第一实施方式的扭绞线对线缆31的立体图。图4是线缆31沿着图3中的线IV-IV截取的横截面视图。线缆31包括形成在周围并分别包围第一、第二、第三和第四扭绞线对33、34、35和36的护套32。护套32可以由聚氯乙烯(PVC)、低烟零卤素PVC、聚乙烯(PE)、氟化乙丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、三氟氯乙烯(ECTFE)或者线缆领域常用的其他泡沫或实心材料形成。 

护套32内的分隔件37处于第一和第四扭绞线对33和36与第二和第三扭绞线对34和35之间，并将第一和第四扭绞线对33和36与第二和第三扭绞线对34和35分开。在图3和4中分隔件37通过介电材料薄片形成，其厚度大约为20mil或以下，更优选为18mil或以下，诸如大约15mil。但是，其他尺寸和形状的分隔件37也可以与本发明结合使用，诸如十字形或星形分隔件，有时也称为凹槽(flute)、隔离器或者十字腹板。分隔件37可以以 线缆领域常见的任何实心或泡沫材料形成，诸如聚烯烃或含氟聚合物，比如氟化乙丙烯(FEP)或聚氯乙烯(PVC)。 

如图4的横截面视图最清楚地示出，第一扭绞线对33包括第一绝缘导体38、第二介电带材39和第二绝缘导体40。第一绝缘导体38与第二绝缘导体40以螺旋形式扭绞，第一介电带材39处于第一绝缘导体38和第二绝缘导体40之间。 

第二扭绞线对34包括第三绝缘导体41、第二介电带材42和第四绝缘导体43。第三绝缘导体41与第四绝缘导体43以螺旋形式扭绞，第二介电带材42处于第三绝缘导体41和第四绝缘导体43之间。 

第三扭绞线对35包括第五绝缘导体44、第三介电带材45和第六绝缘导体46。第五绝缘导体44与第六绝缘导体46以螺旋形式扭绞，第三介电带材45处于第五绝缘导体44和第六绝缘导体46之间。 

第四扭绞线对36包括第七绝缘导体47、第四介电带材48和第八绝缘导体49。第七绝缘导体47与第八绝缘导体49以螺旋形式扭绞，第四介电带材48处于第七绝缘导体47和第八绝缘导体49之间。 

图5是第一扭绞线对33的近视图，第一扭绞线对与第二、第三和第四扭绞线对34、35和46构造类似但是并不相同(以下将会详细解释)。第一至第八绝缘导体38、40、41、43、44、46、47、49中的每一条都由导体K形成，被介电绝缘材料R料层包围，材料R诸如线缆领域公知的聚合物或者泡沫聚合物，例如氟化乙丙烯(FEP)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。此外，绝缘材料R可以由珐琅涂层形成，或者由来自不同领域诸如马达电枢绕组(motor armature winding)领域的其他不导电涂层形成。导体K可以是实心的或者扭绞的，并且可以用导电金属或合金诸如铜形成。在一种实施方式中，导体K是大约23计量尺寸的实心铜导线。 

在一种实施方式中，绝缘材料R可以具有大约7mil或以下的径向厚度，更优选大约5mil或以下的径向厚度。绝缘料层R的径向厚度比常见的同等扭绞线对中的导体的标准绝缘层厚度小至少20％，更优选小至少25到30％。通常，鉴于绝缘层R较薄，在扭绞操作过程中，在第一和第二绝缘导体38和40的导体K的间隔变得这样接近时，由于产生的阻抗不正确，所以这种薄绝缘层R可能无法存在。通常，这种薄绝缘层在现有技术中并未实现，因为对于机械和性能问题还没有解决方案。根据本发明，间置的第一介电带材 39缓解了扭绞过程中的机械应力，使得较薄的绝缘层R不被损坏，同时将导体K隔开，以便可以获得正确的阻抗，例如100欧姆。 

从图5可以最清楚地看到，第一介电带材39具有第一宽度，第一宽度大致垂直于第一介电带材39的延伸长度从第一介电带材39的第一边缘51延伸到第一介电带材39的相对第二边缘53。所述第一宽度小于第一绝缘导体38的直径加上第二绝缘导体40的直径再加上第一介电带材39的厚度之和，其中借助第一和第二绝缘导体38和40之间形成的间隔来测量所述厚度。典型的间隔可以介于4到12mil之间，诸如大约8mil或者大约10mil。根据这种布置，第一扭绞线对33的扭绞体占据虚线55内的空间，该空间由螺旋扭绞的第一和第二绝缘导体38和40界定。在这种布置中，第一至第八绝缘导体38、40、41、43、44、46、47和49在相邻的情况下可以彼此接触，同时可以接触护套32的内壁。 

在图5中，介电带材39形成单体结构(例如，介电带材不包括连接在一起或者层压在一起的多个部件)。图5A示出了图5中的实心介电带材39可以被介电带材39A所代替，介电带材39A具有填充有气体诸如空气(介电常数为1.0)或泡沫绝缘材料(介电常数接近1.0)的中空芯部。通过以气体或介电常数低于形成第一介电带材39或39A的材料的材料填充中空芯部，第一介电带材39A的总体介电常数可以减小。中空芯部可以沿着介电带材39A的整个长度延伸，形成“麦秆状”结构。作为替代，支撑结构可以沿着介电带材39A的长度间隔形成，以形成闭合单元空气空腔，每个空气空腔具有较短长度，诸如1/2英寸、1英寸、2英寸等。作为替代，一个或多个支撑结构可以形成在中空芯部中，所述支撑结构沿着介电带材39A的长度延伸并连接中空芯部的侧壁，从而抵御第一扭绞线对33A扭绞过程中对中空芯部的挤压。虽然本发明介电带材的其他实施方式也示出了具有实心芯部的介电带材，但是，正如参照图5A所述，中空芯部也可以用在全部或任何其他介电带材中。如图5A所示的第一扭绞线对33A可以替换图4中描绘的第一扭绞线对33。 

第一至第四扭绞线对33、34、35和36可以沿着方向57(参见图3中的箭头)绞合在一起，形成绞合芯部。在一种实施方式中，芯部绞合方向57与第一至第四扭绞线对33、34、35和36的线对扭绞方向相反。但是，这并不是必要特征，正如在优选实施方式中，绞合方向57与线对扭绞方向相同。 

在优选实施方式中，芯部绞合线的绞合长度大约为5英寸或以下，更优选大约3英寸或以下。在更为优选的实施方式中，芯部绞合长度沿着线缆31长度有目的地进行改变或者调整成不同于平均绞合长度。调整芯部绞合可以协助减少外界串扰。例如，芯部绞合长度可以沿着线缆31长度在2英寸和4英寸之间调整，平均值为3英寸。 

第一扭绞线对33的第一扭绞长度w(参见图3)优选设置为较短长度，诸如介于大约0.22英寸和大约0.38英寸之间。第二扭绞线对34的第二扭绞长度x不同于第一扭绞长度w，并且介于大约0.22英寸和大约0.38英寸之间。例如，第一扭绞长度w可以设置为大约0.26英寸，而第二扭绞长度x可以设置为大约0.33英寸。 

在一种实施方式中，由第一平均值诸如0.26英寸有目的地调整第一扭绞长度w。例如，第一扭绞长度可以沿着线缆长度有目的地在0.24和0.28英寸之间变化。类似地，可以从第二平均值诸如0.33英寸有目的地调整第二扭绞长度。例如，第二扭绞长度可以沿着线缆长度有目的地在0.31和0.35英寸之间变化。 

第三扭绞线对35具有第三扭绞长度y，而第四扭绞线对36具有第四扭绞长度z。在一种实施方式中，第三扭绞长度y不同于第一、第二和第四扭绞长度w、x和z，而第四扭绞长度z不同于第一、第二和第三扭绞长度w、x和y。当然，第三和第四扭绞线对35和36可以采用类似参照第一和第二扭绞线对33和34所述扭绞长度调整方式。 

图6是根据本发明第二实施方式，具有替代形状的介电带材61的扭绞线对60的近视横截面图。介电带材61的宽度大致垂直于扭绞线对60的延伸长度从介电带材61的第一边缘62延伸到介电带材61的相对第二边缘63。在图6实施方式中，该宽度小于或等于第一绝缘导体38的直径。在图6实施方式中，使用较少材料来形成介电带材61。这样有利于着火时减少材料消耗量以及着火时减少线缆31发出的烟量。这种结构还可以降低线缆重量并减小线缆外径，并且改善线缆的挠性。 

如图6中所示，介电带材61在垂直于扭绞线对60延伸长度的方向上具有横截面形状，该横截面存在用来支座第一绝缘导体38的第一凹陷部分64和用来支座第二绝缘导体40的第二凹陷部分65。 

图5和6中的介电带材39和61的横截面形状为镜像对称。但是，并不 是必须让该形状为镜像对称才能实现本发明的众多优势。此外，图6中介电带材61的第一和第二凹陷部分64和65为半圆形。但是，并不是必须让第一和第二凹陷部分64和65为半圆形。实际上，图5中介电带材39中用来接收第一和第二绝缘导体38和40的凹部就不是半圆形。而且，第一和第二凹陷部分64和65可以包括锯齿，从而在靠近第一和第二绝缘导体38和40的支座部分形成空气空腔。 

图7是采用了图6所示第一扭绞线对60的扭绞线对线缆66的横截面图。扭绞线对线缆66还包括类似构造的第二、第三和第四扭绞线对67、68和69。第一、第二、第三和第四扭绞线对60、67、68和69的扭绞体占据虚线55(参见图6)内的相应空间。在这种布置中，第一至第八绝缘导体38、40、41、43、44、46、47和49可以彼此接触并且还可以接触护套32的内壁。 

图8是根据本发明第三实施方式具有替代形状的介电带材71的扭绞线对70的近视横截面图。介电带材71的宽度大致垂直于扭绞线对70延伸长度从介电带材71的第一边缘72延伸到介电带材71的相对第二边缘73。在图8所示实施方式中，该宽度小于或等于第一绝缘导体38的直径。 

图8所示实施方式示出的介电带材71不需要凹陷部分64和65(如图5和6所示)来支座绝缘导体38和40。而是相反，介电带材71可以形成为大致平板构件。在形成扭绞线对70时，由于扭绞操作过程中产生的摩擦力，介电带材71保持在第一和第二绝缘导体38和40之间。 

图8A是根据本发明第四实施方式、具有替代形状的介电带材71A的扭绞线对70A的近视横截面图。介电带材71A的宽度大致垂直于扭绞线对70A延伸长度从介电带材71A的第一边缘72A延伸到介电带材71A的相对第二边缘73A。在图8A所示实施方式中，该宽度等于或略小于第一绝缘导体38的直径加上第二绝缘导体40的直径再加上介电带材71A的厚度之和(例如，小2至4mil)。 

图8A的实施方式示出了介电带材71A可以为大致平板构件，其宽度大约等于第一绝缘导体38的直径加上第二绝缘导体40的直径再加上介电带材71A的厚度之和，诸如大约72mil±大约3mil。 

图8B是根据本发明优选实施方式、采用图8A所示第一扭绞线对70A的扭绞线对线缆76的横截面图。扭绞线对线缆76还包括类似构造的第二、第三和第四扭绞线对77、78和79。第一、第二、第三和第四扭绞线对70A、 77、78和79的扭绞体占据虚线55内的相应空间(参见图8A)。在这种布置中，第一至第八绝缘导体38、40、41、43、44、46、47和49可以接触十字形分隔件37A(有时称为隔离件、凹槽或十字腹板)并且还可以接触护套32内壁上的凸起或翅片32A的内侧端。图8B示出了12个凸起32A，但是可以包括更多或更少的凸起，目的是将扭绞线对70A、77、78和79的芯部保持在线缆76中央，同时围绕扭绞线对的芯部周边形成空气空腔。 

图9是根据本发明第五实施方式的扭绞线对线缆81的立体图。图10是沿着图9中的X-X线截取的线缆81的横截面图。线缆81包括形成在周围并分别包围第一、第二、第三和第四扭绞线对83、84、85和86的护套82。 

本发明的第五实施方式，如图9和10所示，不包括分隔件37。但是，线对分隔件(有时称为带材、隔离件、凹槽或十字腹板)可以根据需要任选地包含在内。 

从图10的横截面图中最清楚地看到，第一扭绞线对83包括第一绝缘导体88、第一介电带材89和第二绝缘导体90。第一绝缘导体88与第二绝缘导体90以螺旋形式扭绞，第一介电带材89处于第一绝缘导体88和第二绝缘导体90之间。 

第二扭绞线对84包括第三绝缘导体91、第二介电带材92和第四绝缘导体93。第三绝缘导体91与第四绝缘导体93以螺旋形式扭绞，第二介电带材92处于第三绝缘导体91和第四绝缘导体93之间。 

第三扭绞线对85包括第五绝缘导体94、第三介电带材95和第六绝缘导体96。第五绝缘导体94与第六绝缘导体96以螺旋形式扭绞，第三介电带材95处于第五绝缘导体94和第六绝缘导体96之间。 

第四扭绞线对86包括第七绝缘导体97、第四介电带材98和第八绝缘导体99。第七绝缘导体97与第八绝缘导体99以螺旋形式扭绞，第四介电带材98处于第七绝缘导体97和第八绝缘导体99之间。 

图11是第一扭绞线对83的近视图，第一扭绞线对83的构造类似于第二、第三和第四扭绞线对84、85和86。类似于图3至5所示的第一实施方式，第一至第八绝缘导体88、90、91、93、94、96、97和99由导体K形成，被介电绝缘材料R料层包围。而且，绝缘材料R可以具有大约7mil或以下的径向厚度，更优选大约5mil或以下的径向厚度。 

从图11中最清楚地看到，第一介电带材89的第一宽度大致垂直于第一 扭绞线对83的延伸长度从第一介电带材89的第一边缘101延伸到第一介电带材89的第二边缘103。该第一宽度大于第一绝缘导体88的直径加上第二绝缘导体90的直径再加上第一介电带材89的厚度之和，其中借助第一和第二绝缘导体88和90之间形成的间隙测量所述厚度。通常间隙可以介于4到12mil之间，诸如大约8mil或者大约10mil。利用这种布置，第一扭绞线对83的扭绞体占据虚线105内的空间，该空间由螺旋扭绞的第一介电带材89的第一和第二边缘101和103界定。在这种布置中，第一至第八绝缘导体88、90、91、93、94、96、97和99彼此不接触，而且也不接触护套82的内壁。相反，小空气空腔107保持在介电绝缘材料R的外周边周围。因此，第一绝缘导体88与护套82的内壁隔开第一最小距离，其中该第一最小距离可以固定在1至20mil的范围内，诸如2mil或4mil。此外，第一绝缘导体88将与线缆81的另一扭绞线对84、85或86的任何其他绝缘导体隔开第二最小距离。该第二最小距离等于第一最小距离的两倍，因为第一扭绞线对83的小空气空腔107将添加到其他扭绞线对84、85或86的小空气空腔107中。 

如图3-5所示第一实施方式，第一至第四扭绞线对83、84、85和86可以沿着方向109(参见图9中的箭头)绞合在一起，形成绞合芯部。在一种实施方式中，芯部绞合方向109与第一至第四扭绞线对83、84、85和86的线对扭绞方向相反。但是，这并不是必要特征。芯部绞合长度以及线对扭绞长度w、x、y和z可以是致密的(tight)，正如参照图3至5所述，并且可以任选地进行调整。 

从图11的截面图最清楚地看到，第一介电带材89包括第一和第二凹部111和113来支座第一和第二绝缘导体88和90。第一和第二凹部111和113可以协助在制造过程中正确地定位第一扭绞线对83的三个部件88、89和90，并且还可以协助在使用线缆81的过程中(例如，牵拉线缆经过导管或管道系统)保持第一扭绞线对83的三个部件88、89和90就位。但是，本发明的众多优势可以在不具备凹部111和113的情况下实现，正如图12所示。 

图12是根据本发明第六实施方式、具有替代形状的介电带材121的扭绞线对120的近视截面图。介电带材121的宽度大致垂直于扭绞线对120的延伸长度从介电带材121的第一边缘延伸到介电带材121的第二边缘123。类似于图9至11所示实施方式，介电带材121的宽度大于第一绝缘导体88的直径加上第二绝缘导体90的直径再加上第一介电带材121的厚度之和。 介电带材121可以形成为大致平板构件。在形成扭绞线对120时，由于扭绞操作中产生的摩擦力，介电带材121将保持在第一和第二绝缘导体88和90之间。 

图13是根据本发明第七实施方式、具有替代形状的介电带材131的扭绞线对130的近视横截面图。介电带材131的宽度大致垂直于扭绞线对130的延伸长度从介电带材131的第一边缘132延伸到介电带材131的第二边缘133。介电带材131在垂直于扭绞线对130的延伸长度方向上具有横截面形状，该横截面存在用来支座第一绝缘导体88的第一凹陷部分135和用来支座第二绝缘导体90的第二凹陷部分136。 

图13中第一介电带材131的第一边缘132将界定第一扭绞线对130周围的区域105，该区域包括小气隙107。但是，第一介电带材131的宽度仅略大于图9至11所示实施方式中的介电带材89宽度的一半。图14示出了带有护套141的线缆140，其中第一扭绞线对130与三条类似构造的其他扭绞线对即第二扭绞线对142、第三扭绞线对143和第四扭绞线对144绞合。 

图13和14所示第七实施方式相对于图9至11所述第五实施方式的优势在于可以减少材料成本以及线缆140的重量。而且，图13和14所示第七实施方式也将形成小气隙107，主要是因为第一至第四扭绞线对130、142、143和144的致密扭绞长度。 

图15是根据本发明第八实施方式、具有替代形状的介电带材151的扭绞线对150的近视横截面图。第八实施方式与图13和14所示第七实施方式相同，除了介电带材151不存在支座第一和第二绝缘导体88和90的凹陷支座135和136。相反，介电带材151具有基本上矩形的横截面形状。在形成扭绞线对150时，由于扭绞操作过程中产生的摩擦力，介电带材151将保持在第一和第二绝缘导体88和90之间。 

在背景技术中的线缆中，不同的扭绞长度应用于4条扭绞线对中的每一条。扭绞长度不同的好处是减少线缆内相邻线对之间的串扰。但是，采用不同扭绞长度也带来缺陷，诸如延迟偏离(例如，与同一条线缆中相对更长的扭绞线对相比，在相对更致密的扭绞线对上，信号需要花费更长的时间行进到线缆远端)。不同扭绞长度还导致扭绞线对之间在性能特征诸如衰减和阻抗方面存在相对差异。 

在背景技术中，绝缘料层R的厚度和/或材料成分发生变化，以补偿这 种差异。例如，更致密的扭绞线对84(图9)中的绝缘导体91和93的绝缘料层R可以用介电常数不同于更长的扭绞线对85(图9)中的绝缘导体94和96的绝缘料层R的材料形成。而且，可以将空气引入绝缘料层R中，以使绝缘料层R发泡。对于一条或多条扭绞线对，可以将发泡设置成不同等级，这取决于它们的扭绞长度。 

背景技术中的这些措施协助抵消由扭绞线对的不同扭绞长度所导致的性能特征差异。但是，这样会增加成本，因为用于同一条线缆的不同扭绞线对中的绝缘导体必须分别制造。这样就需要储存不同类型的绝缘导体，并且更多地增加了制造过程的复杂性。 

根据本发明的一种实施方式，线缆31中每一条扭绞线对33、34、35和36的绝缘导体38、40、41、43、44、46、47和49可以制造成相同结构(注意，可以使用特定的非结构特征，诸如颜色、条纹图案或印刷标识，仅用于彼此区别绝缘导体)。在本发明的这种实施方式中，介电带材结构可以用于减轻不同扭绞长度用于扭绞线对中的时候产生的性能差异。此外，绝缘导体38、40、41、43、44、46、47和49可以制造成相同结构，而且外观也相同。在这种实施方式中，在线缆31终止并且连接件连接到线缆31时，第一至第四介电带材39、42、45和48的颜色或其上的标识可以用于在线缆31的第一至第四扭绞线对33、34、35和36之间进行区分。 

例如，与同一条线缆中的另一条扭绞线对的介电带材相比，给定线缆的一条扭绞线对的介电带材可以在形状、尺寸或材料含量方面存在差异。在图4中，第一扭绞线对33的第一介电带材39具有第一厚度，该第一厚度设定为第一绝缘导体38和第二绝缘导体40之间的间隔距离。在第三扭绞线对35中，第三介电带材45具有第二厚度，该第二厚度设定为第五绝缘导体44和第六绝缘导体46之间的间隔距离。第二厚度不同于第一厚度，这也意味着第一介电带材39的形状不同于第三介电带材45的形状。 

在一种实施方式中，第二厚度与第一厚度之间的差异至少为1mil。例如，第一介电带材39可以具有大约10mil的厚度，而第三介电带材45可以具有大约8mil的厚度。这种厚度和形状变化影响第一扭绞线对33和第三扭绞线对35的相应性能特征，诸如它们各自的衰减、阻抗、延迟偏离等。 

同样在图4中，第一扭绞线对33的第一介电带材39具有第一宽度，该第一宽度大致垂直于所述线缆31的延伸长度从其第一边缘51延伸到其第二 边缘53(参见图5)。在第四扭绞线对36中，第四介电带材48具有第二宽度，该第二宽度大致垂直于所述线缆31的延伸长度从其对应第一边缘51延伸到其对应第二边缘53。第二宽度不同于第一宽度。例如，第二宽度可以比第一宽度短若干密耳，诸如大约短2至12mil，例如大约短5mil。同样，宽度方面的相应差异用来在性能特征方面形成差异，这种差异可以调节和利用，以抵消因扭绞长度不同而产生的性能差异。 

同样在图4中，第一扭绞线对33的第一介电带材39由具有第一介电常数的第一材料形成。在第二扭绞线对34中，第二介电带材42由具有第二介电常数的第二材料形成(如截面剖面线中的不同厚度所示)。第二介电常数不同于第一介电常数。例如，第二介电常数可以与第一介电常数相差大约0.1到大约0.8，例如第一介电常数可以是1.2，而第二介电常数为1.4，因此示出了两种材料的介电常数之间存在0.2的差值。而且，材料方面的相应差异用于形成性能特征方面的差异，这种差异可以调节和利用，以抵消由扭绞长度不同而产生的性能特征差异。当然，介电带材之间的差异也可以用作补充措施，连同绝缘导体上绝缘层的差异，来提供额外的能力，以补偿扭绞线对之间的性能差异。 

本发明的线缆31、66、81和140可以利用标准扭绞设备制造，诸如扭绞线对线缆制造领域熟知的双线扭绞合股机。可以增加额外的卷盘，从而将介电带材馈送到合股机中，位于扭绞线对的绝缘导体之间。 

虽然附图中所示线缆包括4条扭绞线对，但是应该理解，本发明并不限于仅具有四条扭绞线对的线缆。具有其他数量的扭绞线对的线缆，诸如一条扭绞线对、两条扭绞线对或者甚至25条扭绞线对的线缆，也可以从本发明公开的结构受益。此外，虽然附图示出了线缆中的每条扭绞线对具有介电带材，但是可以让部分扭绞线对具有介电带材。例如，第一至第三扭绞线对可以包括介电带材，而第四扭绞线对可以不具有介电带材。此外，虽然附图示出了未屏蔽线缆，但是在权利要求书的范围内，线缆可以包括位于扭绞线对芯部与最外侧护套的内壁之间的屏蔽层和/或芯部包层。此外，虽然一些附图示出了具有光滑内壁的护套，但是在本发明的范围内，在全部实施方式中，护套内壁可以包括翅片或凸起(如图8B所示)，用于在扭绞线对的芯部周边周围形成空气空腔。此外，本发明的全部实施方式可以包括分隔件(例如，带材、隔离件、凹槽、十字腹板)。 

本发明已经叙述清楚，显然本发明可以通过众多方式进行变型。这些变型方案不应该认为脱离本发明的精神和范围，并且本领域技术人员显然明白的全部这些改型方案应该包括在权利要求书的范围内。 

Claims (16)

1.一种线缆，包括：

第一绝缘导体、第一介电带材和第二绝缘导体，其中所述第一绝缘导体与所述第二绝缘导体扭绞，所述第一介电带材处于所述第一绝缘导体和所述第二绝缘导体之间，从而形成第一扭绞线对；以及

形成在所述第一扭绞线对周围的护套，

其特征在于，

所述第一介电带材形成为单体结构，所述第一介电带材具有第一宽度，所述第一宽度大致垂直于所述第一扭绞线对的延伸长度，所述第一宽度从所述第一介电带材的第一边缘延伸到所述第一介电带材的第二边缘，并且所述第一宽度小于或等于所述第一绝缘导体的直径。

2.如权利要求1所述的线缆，进一步包括：

第三绝缘导体、第二介电带材和第四绝缘导体，其中所述第三绝缘导体与所述第四绝缘导体扭绞，所述第二介电带材处于所述第三绝缘导体和所述第四绝缘导体之间，以形成第二扭绞线对；并且所述护套形成在所述第一和第二扭绞线对周围，并且所述第一介电带材在形状、尺寸或材料含量方面不同于所述第二介电带材。

3.如权利要求1所述的线缆，进一步包括：

第三绝缘导体、第二介电带材和第四绝缘导体，其中所述第三绝缘导体与所述第四绝缘导体扭绞，所述第二介电带材处于所述第三绝缘导体和所述第四绝缘导体之间，以形成第二扭绞线对；并且所述护套形成在所述第一和第二扭绞线对周围，所述第一、第二、第三和第四绝缘导体的外观相同，而所述第一介电带材的外观不同于所述第二介电带材。

4.如权利要求2或3所述的线缆，其中所述第一扭绞线对与所述第二扭绞线对绞合，以形成绞合芯部。

5.如权利要求4所述的线缆，进一步包括：位于所述护套内的分隔件，其中所述分隔件处于所述第一扭绞线对和所述第二扭绞线对之间。

6.如权利要求2或3所述的线缆，其中所述第二介电带材具有第二宽度，所述第二宽度大致垂直于所述第二扭绞线对的延伸长度，所述第二宽度从所述第二介电带材的第一边缘延伸到所述第二介电带材的第二边缘，并且所述第二宽度小于或等于所述第三绝缘导体的直径加上所述第四绝缘导体的直径再加上所述第二介电带材的厚度之和。

7.如权利要求2所述的线缆，其特征在于，所述第一介电带材具有第一厚度，所述第一厚度在所述第一绝缘导体和所述第二绝缘导体之间设置间隔，其中所述第二介电带材具有第二厚度，所述第二厚度在所述第三绝缘导体和所述第四绝缘导体之间设置间隔，所述第二厚度不同于所述第一厚度。

8.如权利要求7所述的线缆，其特征在于，所述第二厚度与所述第一厚度的差值至少为1密耳。

9.如权利要求7所述的线缆，其特征在于，所述第一厚度为8密耳，而所述第二厚度为10密耳。

10.如权利要求2所述的线缆，其特征在于，所述第二介电带材具有第二宽度，所述第二宽度大致垂直于所述第二扭绞线对的延伸长度从所述第二介电带材的第一边缘延伸到所述第二介电带材的第二边缘，并且所述第二宽度不同于所述第一宽度。

11.如权利要求2所述的线缆，其特征在于，所述第一介电带材由第一材料形成，而所述第二介电带材由第二材料形成，并且所述第二材料的介电常数不同于所述第一材料的介电常数。

12.如权利要求2所述的线缆，其特征在于，所述第一介电带材为平板构件。

13.如权利要求3所述的线缆，其特征在于，所述第二介电带材具有不同于所述第一介电带材的标识。

14.如权利要求2所述的线缆，其特征在于，

所述第一、第二、第三和第四绝缘导体的外观相同，而所述第一介电带材的外观不同于所述第二介电带材。

15.如权利要求3所述的线缆，其特征在于，所述第二介电带材具有不同于所述第一介电带材的形状。

16.如权利要求3所述的线缆，其特征在于，所述第二介电带材具有不同于所述第一介电带材的颜色。

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