CN110336109A - 复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线及其制造方法，其结构由内到外径向分布依次为：铜箔层、聚氯乙烯硬质圆管和阻燃防护层，所述聚氯乙烯硬质圆管外表面沿长度方向还开设若干槽孔，所述槽孔的正对面为脊状结构的接合处，本复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线构设计科学，能够满足复杂环境下的高频通信需求、信号稳定、质量轻、敷设安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及通信传输线缆领域，尤其涉及复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线及其制造方法。
背景技术
当前，应用于受限空间中的电波覆盖系统大致分为波导和漏波天线两类。波导表现为能量沿波导传输的同时，通过波导外壁上的孔隙向外耦合敷设，从而在波导周围形成稳定的电磁波导通道。与波导长距离电波覆盖的应用需求不同，漏波天线作为典型的行波天线，通常有成本低、辐射效率高、能量集中于空间一处向外辐射的特点，可以满足短距离、小范围受限空间内的无线通信需求，提供可靠稳定的无线覆盖。但在狭长隧道或一些复杂区域，漏波天线无法提供均匀稳定的信号覆盖，影响通信系统的正常工作。在这种情况下，采用波导代替漏波天线，可在受限空间中形成均匀稳定的信号覆盖。波导与漏波天线的辐射机理基本相同。
典型的波导结构有圆形波导、矩形波导等。同轴电缆具有低频段传输损耗低、无线电波覆盖均匀、无盲区、覆盖范围灵活等优点，被广泛应用于高速铁路、山区铁路、矿井、地下停车场、地铁等复杂无线通信环境中。同轴电缆具有接收、发送和传输电磁波的功能，在向外辐射电磁波的同时向远端传输能量，从而可以在波导周围形成一个较长的相对稳定的电磁波通道。然而，随着传输频率的升高，同轴电缆的内导体及其填充介质的损耗也相应增加。半径为21mm的电缆工作在2.5GHz时，其传输损耗将达到80dB/km，因此现有的同轴电缆一般应用于2GHz以下的频段。
由于空心金属波导在高频段具有传输频带宽、传输信号稳定、损耗低、机械强度高等优点，因此在微波及毫米波频段得到广泛应用。基于矩形金属波导设计的矩形波导已被应用于基于无线通信的列车自动控制系统中。除矩形波导外，与同轴电缆具有相似外形的金属圆波导由于其优良的波导特性也已得到广泛应用，圆波导结构具有以下有点：
（1）从加工角度考虑，圆波导与同轴电缆具有相同的物理特性，即具有一定的柔韧性，可以采用与同轴电缆类似的生产工艺连续生产上百米，并采用电缆盘装载运输。而矩形波导受自身结构限制，每次只能生产几米，组装相对复杂且波导接口处容易引入损耗；
（2）从力学和应力平衡角度考虑，圆波导的机械加工相较于矩形波导更为有利，误差也相对较小；
（3）从功率和衰减角度考虑，由于广义上波导的功率容量和衰减与波导横截面面积和波导长度有关，而在相同周长的前提下，圆的面积最大，由此可见圆波导相对具有更小的衰减的同时可以提供更大功率传输，具有较大的应用前景。
然而，圆波导在加工方面，与矩形波导相比，圆波导的基模存在极化偏转的问题，即当圆形波导管加工不完善或波导管内存在微小的不均匀性时，圆波导主波型场结构的极化面非常容易旋转，这将导致辐射场沿波导纵向分布不均匀。同时，考虑到应用场合空间受限问题，还应该考虑到漏泄波导馈线的总体质量，安装敷设是否方便等。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构设计科学，能够满足复杂环境下的高频通信需求、信号稳定、质量轻、敷设安装方便的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线及其制造方法。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其结构由内到外径向分布依次为：铜箔层、聚氯乙烯硬质圆管和阻燃防护层，所述聚氯乙烯硬质圆管外表面沿长度方向还开设若干槽孔，所述槽孔的正对面为脊状结构的接合处。
进一步地，所述聚氯乙烯硬质圆管和阻燃防护层之间还设置聚酯膜层。
进一步地，所述铜箔层为铜塑复合薄膜，所述铜塑复合薄膜为双层结构，内部为铜层，外部为塑料层。
进一步地，所述阻燃防护层为聚氯乙烯、阻燃聚乙烯或氯化聚乙烯。
复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线的制造方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
步骤一：将铜箔层的塑料层一面通过化学药剂粘附在聚氯乙烯硬质板材上；步骤二：在粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质板材上冲若干槽孔，形成粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质冲孔板材，槽孔在铜塑复合薄膜层的尺寸较聚氯乙烯硬质板材层小，即在打孔时，切刀要倾斜一定的角度，这样在形成管时保持均匀状态，槽孔的大小、形状和排列周期根据漏泄波导馈线的使用频率要求来确定；
步骤三：将步骤二中的粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质冲孔板材切割为带状，带的边缘呈相契合的斜度；
步骤四：将带状的粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质冲孔板材经过高温烘烤软化后，经过模具将粘附有铜箔层的一侧向内弯曲成圆管状，并经高温粘接形成无缝聚氯乙烯硬质圆管，铜箔层的铜层在接合处紧密搭接，进而在接合处形成脊状结构，防止圆波导结构面极性偏转，铜箔层的塑料层在不影响原有化学药剂粘接的前提下粘接；
步骤五：将聚酯膜绕包于聚氯乙烯硬质圆管外壁；
步骤六：将绕包聚酯膜层的聚氯乙烯硬质圆管外通过挤塑机包覆一层阻燃防护层。
进一步地，所述步骤四中接合处还设置粘合剂，在高温烘烤时熔融，使带状的粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质板材紧密粘接，且不影响其电气性能。
本发明的有益效果是：
本发明与同轴电缆和矩形波导馈线相比，有如下几个特点：
1、适用于复杂环境下的高频通信需求：本发明提出复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线具有更低的损耗，尤其是在受限空间内，更适用于目前轨道交通、工业综合布线、超市、地下停车场等受限空间中通信信号覆盖使用，在信号传输稳定的同时，更提高了信号传输速率。
2、辐射信号稳定：接合处脊状结构的形成，该脊状结构是在接合处由于粘接形成的区别于其它部位的不均匀区域，如同在轴线方向形成一根金属线，能够打破圆波导边界条件的旋转对称性，从而使边界条件具有唯一性，由于场结构的极化方向由边界条件决定，因此，此脊状结构能够防止圆波导结构面极性偏转，且不影响其电气性能，提高了信号的稳定性。
3、质量轻：本发明提出复合铜层聚氯乙烯波导馈线结构简单精密，各部分结构所选材料轻便却不影响馈线的机械性能和电气性能。
4、敷设安装方便：本发明提出复合铜层聚氯乙烯波导馈线整体尺寸较小、质量轻便、结构稳定，因此安装敷设方便，尤其是方便在受限空间内使用。
附图说明
图1本发明截面图。
图2本发明纵切面图。
图中：1是铜箔层、2是聚氯乙烯硬质圆管、3是槽孔、4是接合处、5是聚酯膜层、6是阻燃防护层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其结构由内到外径向分布依次为：铜箔层1、聚氯乙烯硬质圆管2和阻燃防护层6，所述聚氯乙烯硬质圆管2外表面沿长度方向还开设若干槽孔3，所述槽孔3的正对面为脊状结构的接合处4。
进一步地，所述聚氯乙烯硬质圆管2和阻燃防护层6之间还设置聚酯膜层5。
进一步地，所述铜箔层1为铜塑复合薄膜，所述铜塑复合薄膜为双层结构，内部为铜层，外部为塑料层。所述铜箔层为铜塑复合薄膜，符合YD/T723.1～5-2007《通信电缆光缆用技术塑料复合带》标准要求的共聚物单面铜塑复合带，铜塑复合带应连续紧密复合，分切时端面应平整，不平整度小于1mm，放带时，不自粘，铜塑复合带的厚度按需选定，如铜塑符合带厚度为0.16mm时，铜带标称厚度0.1mm，塑料层的标称厚度为0.058mm。
进一步地，所述阻燃防护层6为聚氯乙烯、阻燃聚乙烯或氯化聚乙烯。
复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线的制造方法，主要包括以下步骤：
步骤一：将铜箔层1的塑料层一面通过化学药剂粘附在聚氯乙烯硬质板材上；
步骤二：在粘附有铜箔层1的聚氯乙烯硬质板材上冲若干槽孔4，形成粘附有铜箔层1的聚氯乙烯硬质冲孔板材，槽孔4在铜塑复合薄膜层的尺寸较聚氯乙烯硬质板材层小，即在打孔时，切刀要倾斜一定的角度，这样在形成管时保持均匀状态，槽孔4的大小、形状和排列周期根据漏泄波导馈线的使用频率要求来确定；
步骤三：将步骤二中的粘附有铜箔层1的聚氯乙烯硬质冲孔板材切割为带状，带的边缘呈相契合的斜度；
步骤四：将带状的粘附有铜箔层的聚氯乙烯硬质冲孔板材经过高温烘烤软化后，经过模具将粘附有铜箔层的一侧向内弯曲成圆管状，并经高温粘接形成无缝聚氯乙烯硬质圆管2，铜箔层1的铜层在接合处4紧密搭接，进而在接合处4形成牢固的脊状结构；所述脊状结构是在接合处4由于粘接形成的区别于其它部位的不均匀区域，如同在轴线方向形成一根金属线，能够打破圆波导边界条件的旋转对称性，从而使边界条件具有唯一性。由于场结构的极化方向由边界条件决定，因此，此脊状结构能够防止圆波导结构面极性偏转，且不影响其电气性能；
步骤五：将聚酯膜绕包于聚氯乙烯硬质圆管2外壁；
步骤六：将绕包聚酯膜层5的聚氯乙烯硬质圆管2外通过挤塑机包覆一层阻燃防护层6。
进一步地，所述步骤四中接合处4还设置粘合剂，在高温烘烤时熔融，使带状的粘附有铜箔层1的聚氯乙烯硬质板材紧密粘接，且不影响其电气性能。
复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线的截面尺寸满足GB/T8894-2014《铜及铜合金波导管》4.3.1中圆型波导管的界面尺寸及其允许偏差要求，如C580型号，波导管内径为3.581mm，允许Ⅰ级偏差为0.008mm，波导管外径为4.601mm，允许Ⅰ级偏差为0.050mm，名义壁厚0.510mm。
因此本发明提供的复合铜层聚氯乙烯波导馈线相比于传统电缆和矩形波导馈线，更适用于目前轨道交通、工业综合布线、超市、地下停车场等受限空间中通信信号覆盖使用，同时还具有良好的产品稳定性、方便敷设施工、具有较高的经济效益。
上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其结构由内到外径向分布依次为：铜箔层（1）、聚氯乙烯硬质圆管（2）和阻燃防护层（6），其特征在于：所述聚氯乙烯硬质圆管（2）外表面沿长度方向还开设若干槽孔（3），所述槽孔（3）的正对面为脊状结构的接合处（4）。
2.根据权利要求1所述的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其特征在于：所述聚氯乙烯硬质圆管（2）和阻燃防护层（6）之间还设置聚酯膜层（5）。
3.根据权利要求1所述的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其特征在于：所述铜箔层（1）为铜塑复合薄膜，所述铜塑复合薄膜为双层结构，内部为铜层，外部为塑料层。
4.根据权利要求1所述的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线，其特征在于：所述阻燃防护层（6）为聚氯乙烯、阻燃聚乙烯或氯化聚乙烯。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线的制造方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
步骤一：将铜箔层（1）的塑料层一面通过化学药剂粘附在聚氯乙烯硬质板材上；
步骤二：在粘附有铜箔层（1）的聚氯乙烯硬质板材上冲若干槽孔（3），形成粘附有铜箔层（1）的聚氯乙烯硬质冲孔板材，槽孔（3）在铜塑复合薄膜层的尺寸较聚氯乙烯硬质板材层小，即在打孔时，切刀要倾斜一定的角度，这样在形成管时保持均匀状态，槽孔的大小、形状和排列周期根据漏泄波导馈线的使用频率要求来确定；
步骤三：将步骤二中的粘附有铜箔层（1）的聚氯乙烯硬质冲孔板材切割为带状，带的边缘呈相契合的斜度；
步骤四：将带状的粘附有铜箔层（1）的聚氯乙烯硬质冲孔板材经过高温烘烤软化后，经过模具将粘附有铜箔层（1）的一侧向内弯曲成圆管状，并经高温粘接形成无缝聚氯乙烯硬质圆管（2），铜箔层（1）的铜层在接合处（4）紧密搭接，进而在接合处（4）形成脊状结构，防止圆波导结构面极性偏转，铜箔层（1）的塑料层在不影响原有化学药剂粘接的前提下粘接；
步骤五：将聚酯膜绕包于聚氯乙烯硬质圆管（2）外壁；
步骤六：将绕包聚酯膜层（5）的聚氯乙烯硬质圆管（2）外通过挤塑机包覆一层阻燃防护层（6）。
6.根据权利要求5所述的复合铜层聚氯乙烯漏泄波导馈线的制造方法，其特征在于：所述步骤四中接合处（4）还设置粘合剂，在高温烘烤时熔融，使带状的粘附有铜箔层（1）的聚氯乙烯硬质板材紧密粘接，且不影响其电气性能。
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