CN107331469A - 一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，包括线缆主体，所述线缆主体内部设置有线缆走线层，所述线缆走线层内部设置有若干个线缆圈，且所述线缆圈之间设置有地线走线圈，所述线缆走线层外部设置有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外部依次设有第一吸波层和第二吸波层，所述第二吸波层外部设有隔热保护层，所述隔热保护层外部设置有绝缘层，所述绝缘层表面设置有若干个凸起保护块，所述凸起保护块通过浇铸工艺和绝缘层固定连接在一起；其中，所述第一吸波层和第二吸波层采用含铁元素的吸波材料。

Description

一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆。
背景技术
随着科技的发展，人类已经进入电气时代，各种电子产品层出不穷，但是这些电子产品都是在电力基础上运行的，同时在传输电力的时候进行信号数据的传输，实现信号传递，这就需要用到线缆，线缆是光缆、电缆等的统称。
线缆的用途很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，是生产生活中不可或缺的，但是现在，线缆由于在使用时抗干扰能力弱，容易影响信号的传输，降低传输效率，且线缆表面容易被利器划破，从而影响使用。
发明内容
本发明旨在提供一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，包括线缆主体，所述线缆主体内部设置有线缆走线层，所述线缆走线层内部设置有若干个线缆圈，且所述线缆圈之间设置有地线走线圈，所述线缆走线层外部设置有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外部依次设有第一吸波层和第二吸波层，所述第二吸波层外部设有隔热保护层，所述隔热保护层外部设置有绝缘层，所述绝缘层表面设置有若干个凸起保护块，所述凸起保护块通过浇铸工艺和绝缘层固定连接在一起；其中，所述第一吸波层和第二吸波层采用含铁元素的吸波材料；该第一吸波层是由9～15％质量比例的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和余量的异氰酸酯配置而成；该第二吸波层是由14～18％质量比例的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和余量的异氰酸酯配置而成。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的该高频信号数据传输线缆，通过设置线缆圈和地线走线圈，便于信号线和地线的放置，且可以有效地保护信号线和地线，同时通过设置金属屏蔽层、第一吸波层和第二吸波层、隔热保护层和绝缘层，提高了线缆的抗干扰能力、隔热能力和绝缘能力，保证了信号的高效传输，同时利用凸起保护块提高了装置的防损坏能力，提高了线缆的使用寿命。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明数据传输线缆的剖面结构示意图；
其中，1-绝缘层，2-隔热保护层，31-第一吸波层，32-第二吸波层，4-金属屏蔽层，5-线缆走线层，6-线缆圈，7-地线走线圈，8-凸起保护块。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明的技术方案涉及一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，如图1所示，包括线缆主体，所述线缆主体内部设置有线缆走线层5，所述线缆走线层5内部设置有若干个线缆圈6，且所述线缆圈6之间设置有地线走线圈7，所述线缆走线层5外部设置有金属屏蔽层4，在金属屏蔽层4外部依次设有第一吸波层31和第二吸波层32，所述第二吸波层32外部设有隔热保护层2，所述隔热保护层2外部设置有绝缘层1，所述绝缘层1表面设置有若干个凸起保护块8，所述凸起保护块8通过浇铸工艺和绝缘层1固定连接在一起。
本发明线缆的工作原理：信号线和地线分别通过线缆圈6和地线走线圈7安放在线缆内部，从而有效地保护了信号线和地线，同时金属屏蔽层4、第一吸波层31和第二吸波层32使得线缆在进行信号传输时，可以起到屏蔽和抗干扰的作用，同时隔热保护层2和绝缘层1使得其具有隔热和绝缘的能力，保障了使用的安全性，且在使用时，凸起保护块8可以充分防止线缆被利器划伤而出现意外，提高了线缆的使用寿命。
所述金属屏蔽层4采用金属铝材料；
所述隔热保护层2采用气凝胶毡材料，且所述线缆走线层5、金属屏蔽层4、第一吸波层31、第二吸波层32、隔热保护层2和绝缘层1之间均采用抽真空形式紧密连接在一起，所述绝缘层1采用塑料材料，且所述凸起保护块8采用硬质橡胶材料。
所述第一吸波层31和第二吸波层32采用含铁元素的吸波材料；
其中，该第一吸波层31是由9～15％质量比例的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和余量的异氰酸酯配置而成。
在现有技术中，为达到吸波目的，通常采用涂覆型的吸波材料，然而，根据吸波理论，采用多层吸波材料，可以对电磁波的不同频段进行有效吸收，扩展了吸波的频宽。铁氧体是成本最低、应用最广的一类吸波材料，其优点是原料来源广泛价格低廉、制作工艺简单、电阻较高，其中Fe3O4是铁氧体中最简单的代表，其是双损耗，对电磁波的损耗包括磁损耗、离子和电子共振损耗、极化损耗等，但传统的单一Fe3O4作为吸波材料，难以满足吸波材料厚底薄、频带宽、吸收强的综合要求，本发明中，将羰基铁粉与Fe3O4复合，通过在羰基铁粉表面覆盖一层Fe3O4作为磁性氧化物，一方面，复合材料的电阻会增大，阻抗匹配性能得以改善，并能有效抑制趋肤效应及涡流效应的发生，另一方面，复合材料的饱和磁化强度降低不会很大，使磁损耗不会降低很多，从而使得复合材料的吸波性能得到改善。
该第二吸波层32是由14～18％质量比例的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和余量的异氰酸酯配置而成。
二氧化钛具有光催化性能，通常是用于光催化自清洁材料，或者用于造纸、橡胶等制品中，二氧化钛化学性质稳定，是一种重要的半导体材料，本发明技术方案中，在TiO2纳米颗粒表面覆盖一层Fe3O4作为磁性氧化物，将TiO2纳米颗粒与Fe3O4复合，改善了传统的单一Fe3O4作为吸波材料的缺陷，使得吸波频带宽度得到了增大。
本发明的技术方案还涉及上述第一吸波层31中核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料的制备过程：羰基铁粉的粒度为2μm，纯度为化学纯，取40g羰基铁粉、50ml蒸馏水加入到250ml不锈钢反应釜中，再加入适量的固体NaOH控制溶液的pH值为12.7，在密封情况下，450rpm搅拌，180℃反应4h，然后自然冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，60℃干燥8h，得到核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料。
本发明的技术方案还涉及上述第二吸波层32中核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料的制备过程：取11.6g的TiO2纳米颗粒、0.9g的NaOH、12ml的Fe(CO)5、180ml的乙醇胺、10ml 85％的水合肼加入到250ml不锈钢反应釜中，于160℃保温8h，自然冷却到室温，得到黑色沉淀物，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，80℃干燥8h，得到核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料。
然后将上述的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在金属屏蔽层4外部，构成第一吸波层31；然后，将上述的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在第一吸波层31外部，构成第二吸波层32。
其中，第一吸波层31中，核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料含量为9～15％质量比例，第二吸波层32中，核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料含量为14～18％质量比例。
实施例1
上述第一吸波层31中核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料的制备过程：羰基铁粉的粒度为2μm，纯度为化学纯，取40g羰基铁粉、50ml蒸馏水加入到250ml不锈钢反应釜中，再加入适量的固体NaOH控制溶液的pH值为12.7，在密封情况下，450rpm搅拌，180℃反应4h，然后自然冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，60℃干燥8h，得到核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料。
上述第二吸波层32中核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料的制备过程：取11.6g的TiO2纳米颗粒、0.9g的NaOH、12ml的Fe(CO)5、180ml的乙醇胺、10ml 85％的水合肼加入到250ml不锈钢反应釜中，于160℃保温8h，自然冷却到室温，得到黑色沉淀物，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，80℃干燥8h，得到核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料。
然后将上述的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在金属屏蔽层4外部，构成第一吸波层31；然后，将上述的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在第一吸波层31外部，构成第二吸波层32。
其中，第一吸波层31中，核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料含量为9％质量比例，第二吸波层32中，核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料含量为14％质量比例。
测试得到，本发明的数据传输线缆吸收电磁波能力强，最大反射损耗在12.9GHz处，为-33.5dB，反射损耗优于10dB的频带宽度为7.9GHz。
实施例2
上述第一吸波层31中核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料的制备过程：羰基铁粉的粒度为2μm，纯度为化学纯，取40g羰基铁粉、50ml蒸馏水加入到250ml不锈钢反应釜中，再加入适量的固体NaOH控制溶液的pH值为12.7，在密封情况下，450rpm搅拌，180℃反应4h，然后自然冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，60℃干燥8h，得到核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料。
上述第二吸波层32中核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料的制备过程：取11.6g的TiO2纳米颗粒、0.9g的NaOH、12ml的Fe(CO)5、180ml的乙醇胺、10ml 85％的水合肼加入到250ml不锈钢反应釜中，于160℃保温8h，自然冷却到室温，得到黑色沉淀物，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，80℃干燥8h，得到核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料。
然后将上述的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在金属屏蔽层4外部，构成第一吸波层31；然后，将上述的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在第一吸波层31外部，构成第二吸波层32。
其中，第一吸波层31中，核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料含量为12％质量比例，第二吸波层32中，核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料含量为16％质量比例。
测试得到，本发明的数据传输线缆吸收电磁波能力强，最大反射损耗在13.7GHz处，为-32.1dB，反射损耗优于10dB的频带宽度为8.2GHz。
实施例3
上述第一吸波层31中核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料的制备过程：羰基铁粉的粒度为2μm，纯度为化学纯，取40g羰基铁粉、50ml蒸馏水加入到250ml不锈钢反应釜中，再加入适量的固体NaOH控制溶液的pH值为12.7，在密封情况下，450rpm搅拌，180℃反应4h，然后自然冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，60℃干燥8h，得到核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料。
上述第二吸波层32中核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料的制备过程：取11.6g的TiO2纳米颗粒、0.9g的NaOH、12ml的Fe(CO)5、180ml的乙醇胺、10ml 85％的水合肼加入到250ml不锈钢反应釜中，于160℃保温8h，自然冷却到室温，得到黑色沉淀物，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，80℃干燥8h，得到核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料。
然后将上述的核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在金属屏蔽层4外部，构成第一吸波层31；然后，将上述的核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置成涂料，涂覆在第一吸波层31外部，构成第二吸波层32。
其中，第一吸波层31中，核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料含量为15％质量比例，第二吸波层32中，核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料含量为18％质量比例。
测试得到，本发明的数据传输线缆吸收电磁波能力强，最大反射损耗在14.5GHz处，为-30.8dB，反射损耗优于10dB的频带宽度为7.3GHz。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，包括线缆主体，其特征在于，所述线缆主体内部设置有线缆走线层，所述线缆走线层内部设置有若干个线缆圈，且所述线缆圈之间设置有地线走线圈，所述线缆走线层外部设置有金属屏蔽层，在金属屏蔽层外部依次设有第一吸波层和第二吸波层，所述第二吸波层外部设有隔热保护层，所述隔热保护层外部设置有绝缘层，所述绝缘层表面设置有若干个凸起保护块，所述凸起保护块通过浇铸工艺和绝缘层固定连接在一起；其中，该第一吸波层是由核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置而成；该第二吸波层是由核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料和异氰酸酯配置而成。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，其特征在于，所述金属屏蔽层采用金属铝材料。
3.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，其特征在于，所述隔热保护层采用气凝胶毡材料，且所述线缆走线层、金属屏蔽层、第一吸波层、第二吸波层、隔热保护层和绝缘层之间均采用抽真空形式紧密连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，其特征在于，所述绝缘层采用塑料材料，且所述凸起保护块采用硬质橡胶材料。
5.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，其特征在于，所述第一吸波层中，该核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料的质量比例为9～15％，其制备过程为：
羰基铁粉的粒度为2μm，纯度为化学纯，取40g羰基铁粉、50ml蒸馏水加入到250ml不锈钢反应釜中，再加入适量的固体NaOH控制溶液的pH值为12.7，在密封情况下，450rpm搅拌，180℃反应4h，然后自然冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，60℃干燥8h，得到核壳结构羰基铁粉/Fe3O4复合材料。
6.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的高频信号数据传输线缆，其特征在于，所述第二吸波层中，核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料的质量比例为14～18％，其制备过程为：
取11.6g的TiO2纳米颗粒、0.9g的NaOH、12ml的Fe(CO)5、180ml的乙醇胺、10ml 85％的水合肼加入到250ml不锈钢反应釜中，于160℃保温8h，自然冷却到室温，得到黑色沉淀物，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤3次，用磁铁收集获得最终产物，80℃干燥8h，得到核壳结构TiO2纳米颗粒/Fe3O4复合材料。
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