CN108376591A - 一种利于制造的高频数据电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利于制造的高频数据电缆及其制造方法。所述高频数据电缆由若干根子电缆组成，所述子电缆具有导体芯部或内含导体的芯部和包覆所述芯部的绝缘体，所述绝缘体与所述芯部之间的包覆为非发泡粘连层，所述绝缘体是发泡层。根据本发明提供的方法可以很容易地制造出对应的高频数据电缆，该电缆在长度方向上具有高度稳定的电气特性，从而获得了优越的固有频率特征。

Description

一种利于制造的高频数据电缆及其制造方法
技术领域
本专利涉及数据电缆领域，关注高频数据电缆，能驾驭传输带宽以Gbit/s计的数据交换要求，尤其能驾驭传输带宽以数十甚至上百Gbit/s计的数据交换要求，本专利尤其涉及一种利于制造的高频数据电缆及其制造方法。
背景技术
高清视频，特别是以4K及其以上为代表的超高清视频正在走入千家万户。在新一波高清视频的普及时期，对传输高清视频的数据线也相应地提出更高要求。进来的高清数据电缆的数据带宽已经发展到30Git/s以上，例如DisplayPort 1.4的传输带宽能达到32Gbit/s，Thunderbolt 3的传输带宽能达到40Gbit/s，HDMI 2.1的传输带宽能达到48Gbit/s。传输带宽如此高的数据电缆，对电缆本身的质量要求也相应提高，主要体现在：1.传输带宽要求的信号采样率要低于电缆的固有频率；2.电缆长度方向上不能有显著的频率损失点。这些要求，归根结底还是对制造技术的要求。
数据电缆一般由多根子电缆组合而成；一根子电缆，一般由作为芯部的导体以及包覆该导体的绝缘体组成。包覆绝缘体的制造方法大体上可分为两种，一种是化学发泡法，一种是物理发泡法。相关研究可参考：代康.通信线缆发泡技术的研究开发(上)[J].现代传输,2016(05):67-77；代康.通信线缆发泡技术的研究开发(下)[J].现代传输,2016(06):65-72；贺光辉.物理发泡绝缘的现状和发展趋势[J].光纤与电缆及其应用技术,1996(05):53-56；韩志东,杨从银.现场总线电缆的物理发泡绝缘技术[J].电气制造,2012(01):52-54。
化学发泡法主要利用挤出机实现，由于模具尺寸过小，加之温度控制敏感，发泡材料配比和发泡材料批次质量等问题，导致化学发泡采用的挤出机在所形成的发泡绝缘层的电气均匀性(发泡稳定性)难以保证。物理发泡法虽然在获得更好发泡稳定性方面具有优势，然而，物理发泡不论是设备成本还是工艺成本都比较高昂，生产效率也不够理想。
有鉴于此，如何在追求经济性的前提下，获得高质量的数据电缆，克服数据电缆包覆绝缘层在制造中不易保证稳定所带来的问题，是本专利之初衷。
发明内容
本专利的目的在于提供一种利于制造的高频数据电缆及其制造方法的发明，很容易地制造出长度方向上保持高度稳定的电气特性电缆，便于获得优越的固有频率特征。
为了达成上述发明的这一目的，本专利方法如右：一种高频数据电缆的制造方法，所述电缆由若干根子电缆组成，所述子电缆具有导体芯部或内含导体的芯部和包覆所述芯部的绝缘体，特征包括：a.通过独立的发泡工艺制备所述绝缘体；b.将特征a的绝缘体包覆所述芯部；其中，特征a和特征b不在一道工序上同时完成。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，特征a所述的发泡工艺是化学发泡工艺。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，实施特征b之前裁切或整理特征a发泡绝缘体。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所述包覆对应于成对的芯部。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所述包覆对应于独立的芯部。
该发明之精神突破了已有技术的偏见，通过将发泡成型工艺独立出来，突破发泡绝缘体成型和包覆芯部同步进行的固有制造思维。相比发泡和包覆同时实现的工艺，本专利的发泡工艺的质量控制要求得以降低，可以采用大型模具制造发泡绝缘体，避免小尺寸模具所导致的问题，也更利于控制发泡过程的温度。
本专利揭露的另一个目的在于提供一种利于制造的高频数据电缆的发明。
为了达成上述发明的这一目的，本专利产品如右：一种利于制造的高频数据电缆，所述电缆由若干根子电缆组成，所述子电缆具有导体芯部或内含导体的芯部和包覆所述芯部的绝缘体，特征包括：所述绝缘体与所述芯部之间的包覆为非发泡粘连层，所述绝缘体是发泡层。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所属绝缘体由化学发泡工艺制得。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所属绝缘体采用螺旋方式包覆所述芯部。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所述包覆对应于成对的芯部。
该发明之精神还包括在某个具体的实施中，所述包覆对应于独立的芯部。
该发明之精神突破了已有技术的偏见，从绝缘体直接制造在芯部上的传统结构中的思路走出来，将已经发泡好的绝缘体装配(包覆)到芯部上，剔除直接在芯部上实施发泡工艺所形成于芯部上的粘连层的传统结构。本专利之绝缘体在装配到芯部前可采用成本相对较低的大型化学发泡工艺制造，发泡质量容易把控，质量缺陷容易检测，相比于在芯部上直接发泡的传统结构更利于获得发泡均匀性一直的绝缘体，包覆芯部后，绝缘体因发泡均匀性的保障获得整体一致的结构特征，故而，制得的子电缆的具有高度一致的电气特性，故而，本专利为优越的固有频率设计提供了结构基础。
鉴于说明本专利所揭露之发明的有益效果的显著情况，请比较图7至图9。
图7是根据本专利发明精神设计的某子电缆的频率测试图，该测试图获得的数据显示了此款依据本专利之发明精神制造的高频数据电缆在14.4GHz以后才出现明显的信号骤降，表明该款高频数据电缆能够工作在0至14.4GHz的频率范围，具有优秀的固有频率表现。以带宽要求40Gbit/s计算，假设采用8个导线传输，每个导线的带宽则为5Gbit/s，可见，该款子电缆的表现远远高于数据传输协议的要求。
图8是根据本专利发明精神设计的另一款子电缆的频率测试图，该测试图获得的数据显示了此款依据本专利之发明精神制造的高频数据电缆在5.1GHz(图上M4点)以后才出现明显的信号骤降，表明该款高频数据电缆能够工作在0至5.1GHz的频率范围，具有优良的固有频率表现。
图9是某款传统结构的子电缆的频率测试图，该测试图获得的数据显示了此款传统结构的子电缆在825.0MHz至2.282GHz之间出现了明显骤降，图上目测在1.8GHz骤降，表明该款数据电缆的工作频率不能高于1.8GHz，所以，以8根该款电缆组成高频数据线的话，其能允许的带宽不能超过14.4GHz。
关于本专利揭露的两个发明精神之具体实施，可转实施例部分阅览。
附图说明
图1是本专利实施例一包覆对应于成对的子电缆的电缆横截面示意图；
图2是图1中采用本专利发明精神的子电缆的一种具体实施方式的横截面示意图；
图3是图1中采用本专利发明精神的子电缆的另一种具体实施方式的横截面示意图；
图4是本专利实施例二包覆对应于独立的子电缆的电缆横截面示意图；
图5是图4中采用本专利发明精神的子电缆的一种具体实施方式的横截面示意图；
图6是图4中采用本专利发明精神的子电缆的另一种具体实施方式的横截面示意图；
图7是根据本专利发明精神设计的某子电缆的频率测试图；
图8是根据本专利发明精神设计的另一款电缆的频率测试图；
图9是某款传统结构的子电缆的频率测试图。
附图标号说明：
10子电缆11导体12导体包覆层13发泡绝缘体14金属屏蔽层15包带层16地线20金属箔屏蔽层21金属屏蔽层22护套23地线24电子线
具体实施方式
实施例一
本实施例一种利于制造的高频数据电缆的结构图见图1至图3。该高频数据线包括四对周向分布的子电缆10和位于周向中心的子电缆构成5组信号线、以及另外四根子电缆构成的电子线24、地线23；上述组件从内向外由金属箔屏蔽层20、金属屏蔽层21、护套22包覆，其中地线23位于金属箔屏蔽层20和金属屏蔽层21之间。
本实施例子电缆10组包括两个芯部，该芯部由基本构件为内含的导体11和外包的导体包覆层12组成，因该导体包覆层12非本专利关注之要素，故不予赘述。该芯部和依据本专利之发明精神实施的发泡绝缘体13组成该本专利子发明精神中所述的子电缆，本实施例中，双层发泡绝缘体13包覆两个芯部，组成本专利发明精神所述的包覆对应于成对芯部的情况。本实施例发泡绝缘体13根据本专利之发明精神通过独立的发泡工艺制备，并通过独立的缠绕工序将该发泡绝缘体13缠绕在芯部上。继续实施该子电缆的制造时，包覆金属屏蔽层14，设置地线16，再包覆一层金属屏蔽层14，最后包覆一层包带层15。
通过了解本实施例的描述，对于本领域普通技术人员而言，将发泡绝缘体13包覆两个芯部的情况改成包覆单各芯部的情况即实本专利发明精神所述的包覆对应于独立芯部的情况。另外，本专利发明精神所述的包覆对应于成对芯部的情况还适用于超过两个芯部的情况。
为了满足设计要求，对于本领域普通技术人员，在无需付出创造性劳动的情况下，依据图2的示意，也能根据本实施例之描述适应性修改地实施图3的情况。
实施例二
本实施例一种利于制造的高频数据电缆的结构图见图4至图6。
相比于实施例一，本实施的主要区别在于，本实施例发泡绝缘体13包覆一个芯部，实施本专利发明精神所述的包覆对应于独立芯部的情况。

Claims (10)

1.一种高频数据电缆的制造方法，所述电缆由若干根子电缆组成，所述子电缆具有导体芯部或内含导体的芯部和包覆所述芯部的绝缘体，其特征在于：a.通过独立的发泡工艺制备所述绝缘体；b.将特征a的绝缘体包覆所述芯部；其中，特征a和特征b不在一道工序上同时完成。
2.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆的制造方法，其特征在于：特征a所述的发泡工艺是化学发泡工艺。
3.根据权利要求1或2所述的一种高频数据电缆的制造方法，其特征在于：实施特征b之前裁切或整理特征a发泡绝缘体。
4.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆的制造方法，其特征在于：所述包覆对应于成对的芯部。
5.根据权利要求1所述的一种高频数据电缆的制造方法，其特征在于：所述包覆对应于独立的芯部。
6.一种利于制造的高频数据电缆，所述电缆由若干根子电缆组成，所述子电缆具有导体芯部或内含导体的芯部和包覆所述芯部的绝缘体，其特征在于：所述绝缘体与所述芯部之间的包覆为非发泡粘连层，所述绝缘体是发泡层。
7.根据权利要求6所述的一种利于制造的高频数据电缆，其特征在于，所属绝缘体由化学发泡工艺制得。
8.根据权利要求6或7所述的一种利于制造的高频数据电缆，其特征在于，所属绝缘体采用螺旋方式包覆所述芯部。
9.根据权利要求6所述的一种利于制造的高频数据电缆，其特征在于，所述包覆对应于成对的芯部。
10.根据权利要求6所述的一种利于制造的高频数据电缆，其特征在于，所述包覆对应于独立的芯部。
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