CN110473669A - 电缆 - Google Patents

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Abstract

一种电缆(100)包括导体组件(102)，导体组件具有第一导体(110)、第二导体(112)、以及围绕第一导体和第二导体的绝缘体(114)。绝缘体具有外表面(116)。导体组件沿着纵向轴线延伸电缆(100)的长度。第一导体(110)具有第一芯(200)和第一芯(200)上的第一导电层(202)。第二导体(112)具有第二芯(220)和第二芯(220)上的第二导电层(222)。第一芯和第二芯(200，220)是电介质。电缆(100)包括导体组件(102)周围的电缆屏蔽件(120)，电缆屏蔽件接合绝缘体(114)的外表面(116)，并且为第一导体和第二导体(110，112)提供电屏蔽。电缆屏蔽件(120)沿着纵向轴线延伸。

Description

电缆
技术领域
本文的主题总体上涉及信号传输电缆和信号导体的屏蔽效率。
背景技术
屏蔽电缆用于高速数据传输应用，其中涉及电磁干扰(EMI)和/或射频干扰(RFI)。通过屏蔽电缆路由的电信号比通过非屏蔽电缆路由的电信号向外部环境辐射更少的EMI/RFI。此外，通过屏蔽电缆传输的电信号比通过非屏蔽电缆的信号被更好地保护免受环境EMI/RFI的干扰。
屏蔽电缆通常设置有电缆屏蔽件，该电缆屏蔽件由缠绕在导体组件周围的带形成。信号导体通常成对布置，以传递差分信号。信号导体被绝缘体围绕，电缆屏蔽件缠绕在绝缘体周围。然而，导体和绝缘体的制造公差会导致高速信号电缆中的性能劣化。例如，导体的直径的差异导致电信号定时偏斜形式的性能劣化。希望使导体的直径紧密匹配。目前的拉制铜导体的制造商具有+/-5微米(约0.0002")的制造公差。铜导体的这种变化量在高速时诱使信号完整性故障，从而导致边际性能和废品增加。
仍然需要一种能够改善信号性能的电缆。
发明内容
根据本发明，提供一种电缆，其包括导体组件，该导体组件具有第一导体、第二导体和围绕第一导体和第二导体的绝缘体。绝缘体具有外表面。导体组件沿着纵向轴线延伸电缆的长度。第一导体具有第一芯和第一芯上的第一导电层。第二导体具有第二芯和第二芯上的第二导电层。第一芯和第二芯是电介质。电缆包括导体组件周围的电缆屏蔽件，其接合绝缘体的外表面并为第一导体和第二导体提供电屏蔽。电缆屏蔽件沿着纵向轴线延伸。
附图说明
图1是根据实施例形成的电缆的一部分的透视图。
图2是根据示例性实施例的电缆的导体组件的截面图。
图3是根据示例性实施例的导体组件的导体的一部分的截面图。
图4是根据示例性实施例的导体组件的导体的一部分的截面图。
图5是根据示例性实施例的导体组件的导体的一部分的截面图。
图6是根据示例性实施例的导体组件的截面图。
具体实施方式
图1是根据实施例形成的电缆100的一部分的透视图。电缆100可以用于两个电气装置(例如电气开关、路由器和/或主机总线适配器)之间的高速数据传输。电缆100具有屏蔽结构，该屏蔽结构配置为控制相对于信号导体的电容和电感，以控制电缆100中的信号偏斜，以用于高速应用。
电缆100包括导体组件102。导体组件102保持在电缆100的外护套104内。外护套104沿着导体组件102的长度围绕导体组件102。在图1中，为了清楚起见，导管组件102被示出为从外护套104凸出，以便示出导体组件102的各种部件，否则这些部件将被外护套104阻挡。然而，应该认识到，外护套104可以在电缆100的远端106处从导体组件102剥离，例如，以允许导体组件102端接至电连接器、印刷电路板等。
导体组件102包括布置成对108的内部导体，其配置为传递数据信号。在示例性实施例中，导体的对108限定了传送差分信号的差分对。导体组件102包括第一导体110和第二导体112。在实施例性实施例中，导体组件102是双轴差分对导体组件。导体110、112沿着纵向轴线115延伸电缆100的长度。
导体组件102包括围绕导体110、112的绝缘体114。绝缘体114是具有外表面116的单片的整体绝缘体结构。在其他各种实施例中，导体组件102的绝缘体114包括分别围绕第一导体110和第二导体112的第一绝缘体构件和第二绝缘体构件，它们是在电缆100的电缆芯中夹在一起的单独的分立部件。例如，导体110、112可以单独制造并与它们自己的绝缘体构件一起挤制，然后将它们组合成导体组件102。
在各种实施例中，导体组件102在绝缘体114的外表面116上包括涂层118。涂层118是导电的并且限定电缆100的内部电屏蔽件119。涂层118沿着电缆100的长度在导体110、112的对108周围提供周向屏蔽。在示例性实施例中，涂层118直接施加到外表面116。涂层118接合外表面116。如本文所使用的，当两个部件之间存在直接的物理接触时，两个部件“接合”或处于“接合”。涂层118是绝缘体114的外表面116上的直接金属化屏蔽结构。涂层118围绕整个外表面116顺应于绝缘体114的形状。涂层118沿着电缆100的长度是无缝的。例如，涂层118不包括与纵向或螺旋缠绕物共同的任何接缝或气隙。在示例性实施例中，涂层118通过涂层118的厚度是均质的。例如，涂层118可以包括施加到绝缘体114的导电油墨颗粒，例如在油墨印刷或其他油墨施加工艺期间。导线油墨颗粒可以固化形成均质涂层。涂层118可包括喷涂在绝缘体114上的金属颗粒，例如通过热喷涂工艺。涂层118可以通过其他工艺施加，例如物理气相沉积(PVD)工艺。涂层118可以以多通(passes)或多层施加以增厚涂层118。在各种实施例中，可以对涂层118进行镀覆以在绝缘体114上构建涂层118。在其他各种实施例中，导体组件102不包括涂层118，而是具有其他屏蔽结构以提供电屏蔽。
导体组件102包括围绕绝缘体114和涂层118(当存在时)的电缆屏蔽件120。电缆屏蔽件120沿着电缆100的长度在导体110、112的对108周围提供周向屏蔽。电缆屏蔽件120形成外部电屏蔽件，其为导体110、112提供电屏蔽。电缆屏蔽件120在内部电屏蔽件119的外部。电缆屏蔽件120可以接合涂层118。在各种实施例中，电缆屏蔽件120电连接到内部电屏蔽件119。
导体110、112沿着电缆100的长度纵向延伸。导体110、112由导电材料形成，例如金属材料，例如铜、铝、银等，其形成导体110、112的电信号传输路径。可选地，导体110、112的芯可以是光纤芯，其配置为除了由导体110、112的导电材料传送的电信号之外还传送光信号。在示例性实施例中，每个导体110、112可以是金属化的电介质导体，而不是传统电缆中常见的实心或绞合导体。每个导体110、112通过用形成相应的信号传输路径的导电材料金属化电介质芯来制造。例如，电介质芯可以是玻璃或塑料芯，并且金属化在电介质芯的外表面上形成导电层。例如，电介质芯可以是挤制的塑料芯。在各种实施例中，电介质芯是光纤电缆。在制造过程中可以严格控制电介质芯的直径，以控制导电层的相对尺寸和导电层102在导电组件102内的定位，例如与电缆屏蔽件120和/或涂层118。通过将导电层的尺寸匹配在彼此的严格公差窗口内，导体110、112的电感可以在导体110、112中匹配，用于电信号延迟控制(例如，偏斜控制)。导体110、112沿着电缆100的长度大致彼此平行地延伸。
绝缘体114围绕并接合对应的第一导体110和第二导体112的外周边，例如导体110、112的导电外层。绝缘体114由电介质材料形成，例如一种或多种塑料材料，比如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等。绝缘体114可以通过模制工艺直接形成到内部导体110、112，例如挤制、包覆模制、注射模制等。在示例性实施例中，绝缘体114与两个导体110、112共挤制或双挤制。绝缘体114在导体110、112和电缆屏蔽件120之间延伸。绝缘体114将导体保持为导体间隔并且将导体保持为屏蔽件间隔。例如，绝缘体114将导体110、112彼此分开或间隔开，并将导体110、112与涂层118和/或电缆屏蔽件120分开或间隔开。绝缘体114沿电缆100的长度保持导体110、112的分隔和定位。可以修改或选择导体110、112的尺寸和/或形状、绝缘体114的尺寸和/或形状，以及导体110、112的相对位置，以便获得电缆100的特定阻抗和/或电容。例如，导体110、112可以彼此相对靠近或相对远离地移动，以影响电缆100的电特性。内部电屏蔽件119可以相对靠近或相对远离导体110、112移动，以影响电缆100的电特性。
电缆屏蔽件120围绕涂层118和绝缘体114。电缆屏蔽件120至少部分地由导电材料形成。在示例性实施例中，电缆屏蔽件120是配置成缠绕在电缆芯周围的带。例如，电缆屏蔽件120可包括具有导电层和绝缘层(例如背衬层)的多层带。导电层和背衬层可以通过粘合剂固定在一起。可选地，电缆屏蔽件120可以包括粘合剂层，例如沿着内侧，以将电缆屏蔽件120固定到绝缘体114和/或其自身。导电层可以是导电箔或其他类型的导电层。绝缘层可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或类似类型的膜。导电层为第一导体110和第二导体112提供电屏蔽以免受EMI/RFI干扰的外部源的影响，和/或阻止其他导体组件102或电缆100之间的串扰。在示例性实施例中，电缆100包括围绕电缆屏蔽件120的缠绕物或另一层，其将电缆屏蔽件120保持在绝缘体114上。例如，电缆100可包括螺旋形缠绕物。缠绕物可以是热收缩缠绕物。缠绕物位于外护套104内。
外护套104围绕且可以接合电缆屏蔽件120或热收缩缠绕物的外周边。在所示的实施例中，外护套104沿着电缆屏蔽件120的基本整个周边与电缆屏蔽件120接合。外护套104由至少一种电介质材料形成，例如一种或多种塑料(例如，乙烯基、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等)。外护套104是不导电的，并且用于使电缆屏蔽件120与电缆100外部的物体绝缘。外护套104还保护电缆屏蔽件120和电缆100的其他内部部件免受机械力、污染物和环境因素(例如波动的温度和湿度)。可选地，外护套104可以围绕电缆屏蔽件120挤制或以其他方式模制。替代地，外护套104可缠绕在电缆屏蔽件120周围或者在电缆屏蔽件120周围热收缩。
图2是根据示例性实施例的导体组件102的截面图。通过将屏蔽结构直接施加到绝缘体114的外表面116，涂层118是绝缘体114的直接金属化。然后将电缆屏蔽件120缠绕在涂层118和电缆芯中的绝缘体114周围作为次级屏蔽结构。电缆屏蔽件120可以电连接到涂层118。
电缆屏蔽件120包括导电层122和绝缘层124。在所示实施例中，导电层122设置在电缆屏蔽件120的内部126上，并且绝缘层124设置在电缆屏蔽件120的外部128上，使得导电层122可以接合并且电连接到涂层118。然而，在替代实施例中，导电层122可以设置在电缆屏蔽件120的外部上，例如当不提供涂层118时。
电缆屏蔽件120包括内边缘130和外边缘132。当电缆屏蔽件120缠绕在电缆芯周围时，电缆屏蔽件120的翼片134与电缆屏蔽件120的内边缘130和段136重叠。翼片134的内部126可以沿着接缝固定到段136的外部128，例如使用粘合剂或围绕整个电缆屏蔽件120的热收缩缠绕物。当电缆屏蔽件120自身缠绕以形成翼片134时，产生空隙140。电缆屏蔽件120可以被缠绕，使得翼片134处于顶部并且如图示实施例中缠绕到右侧。然而，在替代实施例中，电缆屏蔽件120可以在其他方向上缠绕或在替代实施例中在其他位置缠绕。
在各种实施例中，空隙140是限定在电缆屏蔽件120的升高段142的内部126与绝缘体114之间的空气凹部。在其他各种实施例中，空隙140可以填充有另一种材料，例如粘合剂或其他电介质材料。升高段142从绝缘体114升高或抬起，以允许翼片134越过内边缘130。电缆100可以制造为通过将空隙140定位在第一导体110和第二导体110之间来减少偏斜不平衡。例如，可以选择空隙140的位置以完全平衡空隙140对第一导体110和第二导体112的偏斜效应，从而导致零偏斜或接近零偏斜效应。在各种实施例中，空隙140通常居中在导体110、112之间。例如，空隙140中的空气体积可以大致居中在导体110、112之间，以最小化气隙140对导体110、112中的任一个相对于其他导体110、112的有害影响。可选地，由于空隙140的形状，空隙140可以从第一导体110和第二导体112上方的中心偏移，例如空隙140中的空气体积大致居中在第一导体110和第二导体112之间。
涂层118和/或电缆屏蔽件120在导体110、112的对108周围提供周向屏蔽，例如在导体110、112和屏蔽结构之间的屏蔽距离150处。距离150通常由绝缘体114的厚度限定。屏蔽距离150可以围绕导体组件102可变，例如由于外表面116的形状和导体110、112在绝缘体114内的定位。涂层118和电缆屏蔽件120通常共形于围绕整个外表面116的绝缘体114的形状。在各种实施例中，绝缘体114的外表面116的直接金属化(其由涂层118限定)将屏蔽结构定位在气隙140的内部并且定位在与导体110、112更均匀的屏蔽间隔处。在将电缆屏蔽件120缠绕在电缆芯周围之前，涂层118在绝缘体114周围形成导电壳体。
在示例性实施例中，第一导体110包括第一芯200和第一芯200上的第一导电层202。第一芯200是电介质芯，第一导电层202限定第一导体110的电信号传输路径。可选地，第一芯200可以是光纤芯，其配置为除了由第一导电层202传送的电信号之外还沿着电缆100的长度传送光信号。第一芯200限定用于支撑第一导电层202的基层或基板。在示例性实施例中，第一芯200具有第一芯外表面204，其具有有着第一直径206的圆形截面。第一芯200由电介质材料制成，例如玻璃或塑料材料。例如，第一芯200可以是挤制的塑料芯。在示例性实施例中，第一芯200是光纤电缆或通过与制造光纤电缆类似的工艺制造。第一芯外表面204可以由光纤电缆的包层限定。
第一导电层202是导电层。在各种实施例中，第一导电层202可以是银层。在其他各种实施例中，第一导电层202可以是铜层、铝层或其他金属层。第一导电层202接合第一芯外表面204。在示例性实施例中，第一导电层202直接构建在第一芯外表面204上。第一导电层202包括在第一芯200上形成层或涂层的导电颗粒。
在示例性实施例中，第一导电层202可以包括作为第一芯外表面204上的连续涂层施加到第一芯200的导电颗粒。在各种实施例中，导电颗粒是银颗粒；然而，在替代实施例中，导电颗粒可以是其他金属或合金。导电颗粒可以最初施加有非导电颗粒，例如结合剂材料，其中的一些或全部可以稍后被移除，例如在固化、干燥或其他工艺中。例如，导电颗粒可以是通过印刷、喷涂、浴或其他施加工艺施加的导电油墨颗粒。例如，第一导电层202可以是施加到第一芯200的银(或其他金属，例如铜、铝等)油墨涂层。可以对涂覆的材料进行处理，例如，固化或部分固化，以形成第一导电层202。在各种实施方案中，第一导电层202可以使用浸渍浴施加，例如在金属浴溶液中，并且在一通或多通中用IR加热处理。在各种实施例中，涂层材料可以是溶解的金属材料，其被施加并固化以留下金属晶体作为导电颗粒。在示例性实施例中，第一导电层202是均质涂层。第一导电层202可以以多通或多层施加，以加厚第一导电层202，以控制第一导电层202中的导电材料的体积。在各种实施例中，层可以在施加之间完全固化。在其他替代实施例中，层可以在施加之间部分固化。在一些实施例中，可以将电介质层(未示出)施加到第一导电层202，以在与绝缘体114一起挤制之前保护第一导电层202。
在其他各种实施例中，导电颗粒可以通过其他工艺沉积。例如，在各种实施例中，第一导电层202镀覆在第一芯200上。例如，可以将种层(seed layer)施加到第一芯外表面204。种层可以镀覆有镀层。镀层可以通过无电镀或电镀施加。在其他各种实施例中，第一导电层202可包括喷涂在第一芯200上的金属颗粒，例如通过热喷涂工艺。金属颗粒可以被加热和/或熔化并喷涂到第一芯外表面204上以形成第一导电层202。当喷涂金属颗粒时，金属颗粒可以嵌入第一芯外表面204中以将颗粒固定到绝缘体114。可以加热金属颗粒以使金属颗粒在第一芯200上熔合在一起，以在第一芯外表面204上形成连续层。可以使用其他工艺将第一导电层202施加到第一芯200，例如物理气相沉积(PVD)工艺。在各种实施例中，将第一导电层202浸涂到第一芯200上，例如用导电油墨。在其他各种实施例中，第一导电层202可以喷涂到第一芯200上。
可选地，可以在施加第一导电层202之前处理第一芯200。例如，第一芯外表面204可以用清洁剂或其他化学品预处理。可以用电晕放电处理第一芯外表面204，以增加第一导电层202的粘附性。第一导电层202可以在施加之后被处理，例如利用热或化学品来固化第一导电层202。第一导电层202可以包括在处理期间构建的多个层，例如通过多通，通过一个或多个处理步骤。
第一导体110具有面向第二导体112的内端210和与内端210相对的外端212。第一导体110具有第一侧214(例如，顶侧)和与第一侧214相对的第二侧216(例如，底侧)。第一侧214和第二侧216与内端210和外端212等距。
在示例性实施例中，第二导体112包括第二芯220和第二芯220上的第二导电层222。第二芯220是电介质芯，第二导电层222限定第二导体112的电信号传输路径。可选地，第二芯220可以是光纤芯，其配置为除了由第二导电层222传送的电信号之外还沿着电缆100的长度传送光信号。第二芯220限定用于支撑第二导电层222的基层或基板。在示例性实施例中，第二芯220具有第二芯外表面224，其具有有着第二直径226的圆形截面。第二芯220由电介质材料制成，例如玻璃或塑料材料。例如，第一芯220可以是挤制的塑料芯。
在示例性实施例中，第二芯220是光纤电缆或通过与制造光纤电缆类似的工艺制造。在制造期间可以严格控制第二芯220的直径226以匹配第一芯200的直径206。在示例性实施例中，第一芯200和第二芯220的制造公差相对于金属线挤制的制造公差得到改善，例如在目标直径内小于+/-5微米(0.0002")。在各种实施例中，第一芯200和第二芯220的制造公差可小于金属线挤制的制造公差的一半，例如在目标直径内小于约+/-2.5微米。在示例性实施例中，第一芯200和第二芯220的制造公差可在目标直径内小于+/-1.0微米。例如，第一芯200和第二芯220的制造公差可在目标直径范围内约为+/-0.7微米(0.000027")，在没有过度刮削或浪费制造材料的情况下测量，这比铜金属挤制件的典型制造公差(例如，大约+/-5微米(0.0002")好大约7倍，这是商业上可实现的公差水平。通过严格控制第一芯200和第二芯220的制造公差，第一导体110和第二导体112的直径可以与目标直径紧密匹配(例如，在各种实施例中相同的直径)以提供匹配的衬底，用于在第一芯200和第二芯220上形成第一导电层202和第二导电层222。以这种方式，第一导体110和第二导体112的导电元件可以紧密匹配，以减少电缆100中的延迟或偏斜。例如，导电元件，即第一导电层202和第二导电层222可以具有近似相等的电感，导致通过电缆100的零或接近零的偏斜不平衡。
第二导电层222是导电层。在各种实施例中，第二导电层222可以是银层。在其他各种实施例中，第二导电层222可以是铜层、铝层或其他金属层。第二导电层222接合第二芯外表面224。在示例性实施例中，第二导电层222直接构建在第二芯外表面224上。第二导电层222包括在第二芯220上形成层或涂层的导电颗粒。
在示例性实施例中，第二导电层222可以包括作为第二芯外表面224上的连续涂层施加到第二芯220的导电颗粒。在各种实施例中，导电颗粒是银颗粒；然而，在替代实施例中，导电颗粒可以是其他金属或合金。导电颗粒可以最初施加有非导电颗粒，例如结合剂材料，其中的一些或全部可以稍后被移除，例如在固化、干燥或其他工艺中。例如，导电颗粒可以是通过印刷、喷涂、浴或其他施加工艺施加的导电油墨颗粒。例如，第二导电层222可以是施加到第二芯220的银(或其他金属，例如铜、铝等)油墨涂层。可以对涂覆的材料进行处理，例如，固化或部分固化，以形成第二导电层222。在各种实施方案中，第二导电层222可以使用浸渍浴施加，例如在金属浴溶液中，并且在一通或多通中用IR加热处理。在各种实施例中，涂层材料可以是溶解的金属材料，其被施加并固化以留下金属晶体作为导电颗粒。在示例性实施例中，第二导电层222是均质涂层。第二导电层222可以以多通或多层施加以增厚第二导电层222。在各种实施例中，层可以在应用之间完全固化。在其他替代实施例中，层可以在应用之间部分固化。在一些实施例中，可以将电介质层(未示出)施加到第二导电层222，以在与绝缘体114一起挤制之前保护第二导电层222。
在其他各种实施例中，导电颗粒可以通过其他工艺沉积。例如，在各种实施例中，第二导电层222镀覆在第二芯220上。例如，可以将种层施加到第二芯外表面224。种层可以镀覆有镀层。镀层可以通过无电镀或电镀施加。在其他各种实施例中，第二导电层222可包括喷涂在第二芯220上的金属颗粒，例如通过热喷涂工艺。金属颗粒可以被加热和/或熔化并喷涂到第二芯外表面224上以形成第二导电层222。当喷涂金属颗粒时，金属颗粒可以嵌入第二芯外表面224中以将颗粒固定到绝缘体114。可以加热金属颗粒以使金属颗粒在第二芯220上熔合在一起，以在第二芯外表面224上形成连续层。可以使用其他工艺将第二导电层222施加到第二芯220，例如物理气相沉积(PVD)工艺。在各种实施例中，将第二导电层222浸涂到第二芯220上，例如用导电油墨。在其他各种实施例中，第二导电层222可以喷涂到第二芯220上。
可选地，可以在施加第二导电层222之前处理第二芯220。例如，第二芯外表面224可以用清洁剂或其他化学品预处理。可以用电晕放电处理第二芯外表面224，以增加第二导电层222的粘附性。第二导电层222可以在施加之后被处理，例如利用热或化学品来固化第二导电层222。第二导电层222可以包括在处理期间构建的多个层，例如通过多通，通过一个或多个处理步骤。
第二导体112具有面向第一导体110的内端230和与内端230相对的外端232。第二导体112具有第一侧234(例如，顶侧)和与第一侧234相对的第二侧236(例如，底侧)。第一侧234和第二侧236与内端230和外端232等距。
导体组件102沿着侧向轴线240延伸，该侧向轴线240将第一导体110和第二导体112二等分，例如通过内端210、230和外端212、232。可选地，侧向轴线240可以在绝缘体114中居中。导体组件102沿着居中在第一导体110和第二导体112之间的横向轴线242延伸，例如居中在第一导体110和第二导体112的内端210、230之间。可选地，横向轴线242可以在绝缘体114中居中。在示例性实施例中，横向轴线242位于第一导体110和第二导体112之间的电缆芯的磁芯。在示例性实施例中，纵向轴线115(在图1中示出)、侧向轴线240和横向轴线242是相互垂直的轴线。在示例性实施例中，绝缘体114关于侧向轴线240和横向轴线242对称。在示例性实施例中，直接施加到绝缘体114的外表面116的涂层118关于侧向轴线240和横向轴线242对称。
在示例性实施例中，外表面116具有大致椭圆形或卵形的形状，其由以下限定：第一端252、与第一端252相对的第二端254、第一侧256(例如，顶侧)和与第一侧256相对的第二侧258(例如，底侧)。第一侧256和第二侧258可以具有平坦部分260并且可以具有弯曲部分262，例如在与第一端252和第二端254的过渡处。第一端252和第二端254具有在第一侧256和第二侧258之间过渡的弯曲部分264。导体110、112和外表面116之间的绝缘体114的材料具有一定厚度。可选地，厚度可以是均匀的。替代地，厚度可以变化，例如在第一侧256和第二侧258处较窄并且在第一端252和第二端254的质心处最宽。
绝缘体厚度限定了涂层118和/或电缆屏蔽件120与对应的导体110、112之间的屏蔽距离150。屏蔽距离150影响由导体110、112传输的信号的电特性。例如，屏蔽距离150会影响信号的延迟或偏斜、信号的插入损耗、信号的回波损耗等。屏蔽结构和对应的导体110、112之间的电介质材料影响由导体110、112传输的信号的电特性。通过将涂层118定位在气隙140的内部，气隙140的效果显著降低(如果不是而完全消除的话)。如果通过将气隙140定位为大致居中在第一导体110和第二导体112上方，例如与横向轴线242对齐，则气隙140的影响显著减小(如果不完全消除的话)。
在其他各种实施例中，例如当气隙140相对于导体110、112偏移时(例如，更靠近第一导体110并且更远离第二导体112)，导体110、112的直径可以有意地制造，以补偿气隙140的影响来平衡偏斜效应。例如，更靠近第一导体110的气隙140的存在可能影响第一导体110相对于第二导体112的电容，因此第一导体110的直径可以不同于(例如，小于)第二导体112的直径，以增加第一导体110相对于第二导体112的电感，以平衡偏斜效应。
在各种实施例中，例如当使用类似直径的导体110、112时，当比较第一导体110和第二导体112时，第一导体110和第二导体112的对称性(例如，相同直径和/或相同体积的用于传输信号的金属)、围绕导体110、112的绝缘体114的对称性和围绕导体110、112的屏蔽结构的对称性消除了电缆100中的偏斜不平衡。具有相同直径的导体110、112导致沿电缆100的长度的导体110、112中的基本相等的电感。使用金属化电介质芯导体110、112允许导体110、112的精确直径控制(例如，以实现尺寸相等的导体110、112)以实现信号的偏斜匹配。即使有意地使用不同直径的导体110、112的实施例(例如，当气隙140偏移更加靠近第一导体110时)，金属化电介质芯导体110、112的制造工艺可以精确地控制以实现导体110、112的目标直径，其设计为特别地抵消气隙140的影响。
将第一芯200和第二芯220制造成如此严格的公差(例如，与在挤制或拉制铜线中实现的直径公差相比)提供可靠的衬底或基底，以将第一导电层202和第二导电层222施加到第一芯200和第二芯220上。因此，导体110、112(第一导电层202和第二导电层222)的传输路径具有目标电感(例如，对称和匹配的电感)，允许信号沿着电缆100的长度以相同的速度传输，导致零或接近零的偏斜不平衡。使屏蔽结构相对于第一导体110和第二导体112对称地定位导致第一导体110的类似电容(与第二导体112相比)。然而，如果屏蔽结构偏移，例如一侧的气隙140更靠近第一导体110，则可以有意地使得第一导体110的直径比第二导体112大到目标差异，在由金属化介电芯导体110、112实现的窄公差范围内具有高精度，以实现目标电感不平衡，以抵消气隙对电感的影响，获得通过电缆100的零或接近零的偏斜不平衡。使绝缘体114对称地定位在第一导体110和第二导体112周围导致第一导体110的类似电感(与第二导体112相比)。然而，绝缘体114可以有意地围绕一个导体或另一个导体更厚以抵消其他偏斜不平衡因素，例如使气隙偏移更靠近第一导体110。因此，第一导体110中的延迟(电感乘以电容的平方根)与第二导体112中的相似或相同，导致零或接近零的偏斜。
图3是根据示例性实施例的第一导体110的一部分的截面图。第一导体110包括第一芯200和第一导电层202。在所示的实施例中，第一导电层202包括种层270和镀层272。将种层270施加到第一芯200。镀层272形成在种层270上。
图4是根据示例性实施例的第一导体110的一部分的截面图。第一导体110包括第一芯200和第一导电层202。在所示的实施例中，第一导电层202包括第一芯200上的导电颗粒280。在各种实施例中，导电颗粒280是施加到第一芯200的导电油墨颗粒。在其他各种实施例中，导电颗粒280是喷涂到第一芯200上的金属颗粒。
图5是根据示例性实施例的第一导体110的一部分的截面图。第一导体110包括第一芯200和第一导电层202。在所示的实施例中，第一导电层202包括在第一芯200的外表面204上构建的多个层290。在各种实施例中，多层290可以是浸涂层。具有附加层增加了第一导电层202的厚度，以控制第一导电层202中的导电材料的体积。
图6是根据示例性实施例的导体组件102的截面图。在图6所示的替代实施例中，绝缘体114由两个单独的绝缘体构件113、115形成，其在导体组件102的芯中被压在一起以形成用于导体组件102的绝缘体114。绝缘体构件，在下文中也称为第一绝缘体113和第二绝缘体115，由电缆屏蔽件120围绕。第一绝缘体113保持第一导体110，第二绝缘体115保持第二导体112。
电缆屏蔽件120缠绕在电缆芯中的第一绝缘体113和第二绝缘体115周围。电缆屏蔽件120的重叠部分沿电缆100的接缝侧形成接缝。在所示的实施例中，接缝侧在第一绝缘体113处，更靠近第一导体110并且更远离第二绝缘体115和第二导体112。在各种实施例中，空隙140是限定在电缆屏蔽件120的升高段142的内部126与第一绝缘体113之间的空气凹部。空隙140在下文中可称为气隙140。然而，在其他各种实施例中，空隙140可以填充有另一种材料，例如粘合剂或其他电介质材料。空隙140中的空气(或其他电介质材料)的体积通过改变第一导体110和电缆屏蔽件120的导电层122之间的电介质材料的有效介电常数来影响最近的导体(例如第一导体110)的电特性。空隙140中的空气和/或使升高段142远离第一导体110移动减小了到第一导体110的接地的电容，这加速了第一导体110中的信号，导致与第二导体112相比的电缆100的偏斜不平衡。虽然可能希望减小空隙140的体积，但是当由于翼片134与段136重叠而组装电缆100时，空隙140的存在是不可避免的。
与第二导体112相比，通过改变第一导体110周围的电介质材料的有效介电常数，空隙140中的空气导致第一导体110的偏斜不平衡。例如，由第一导体110传输的信号可以比由第二导体112传输的信号更快地传输，导致差分对中的偏斜。导体中的信号延迟是导体的电感和电容的函数。延迟是电感乘电容的平方根。导体中的信号的速度是延迟的倒数，因此也是电感和电容的函数。由于空隙140对有效介电常数的改变，第一导体110的电容被空隙140降低。第一导体110的电容降低，因为沿着空隙140的电缆屏蔽件120(例如，翼片134)沿着空隙140更远离第一导体110位移。
在各种实施例中，由于空隙140引起的第一导体110的电容的减小通过第一导体110中的电感的成比例增加来补偿，以保持类似于第二导体112中的信号的延迟并因此缓解偏斜不平衡。在示例性实施例中，通过减小与第二导体112相比的第一导体110的直径来增加第一导体110的电感。通过金属化电介质芯制造第一导体110和第二导体112允许在对第一导体110和第二导体112的目标直径的严格公差内严格控制相对直径，特别是与如传统电缆一样通过挤制金属芯制造导体相比。第一导体110可以被制造成在小公差内的目标直径，并且第二导体112可以被制造成与第一导体110的目标直径不同的目标直径，但由于制造第一芯200和第二芯220的直径控制，仍然在可控的小公差内。
在各种实施例中，由于空隙140引起的第一导体110的电容的减小通过第一导体110中的电感的成比例增加来补偿，以保持类似于第二导体112中的信号的延迟并因此缓解偏斜不平衡。在示例性实施例中，通过增加与第二绝缘体115相比的第一绝缘体113的直径来增加第一导体110的电感。第一导体110的电感可以通过增加第一导体110相较于第二导体112之间的屏蔽距离来增加，例如，通过使电缆屏蔽件从第一导体110进一步移动，通过增加第一绝缘体113的厚度。
在图6中，导体组件102设置有绝缘体结构115的第一绝缘体113和第二绝缘体115，它们是分别与第一导体110和第二导体112接合并完全围绕第一导体110和第二导体112的单独的绝缘体。第一绝缘体113可以与第一导体110一起模制、挤制或以其他方式形成，并且第二绝缘体115可以与第一绝缘体113和第一导体110分开地，与第二导体112一起模制、挤制或以其他方式形成。第一导体110和第二导体112可以分别如上所述用第一芯200和第二芯220以及分别用第一导电层202和第二导电层222制造。第一绝缘体113和第二绝缘体115沿着位于导体110、112之间的接缝彼此接合。
在示例中，图6中所示的导体组件102可以通过以下方式来形成：形成或提供电介质芯200、220，形成或提供导电层202、222(例如通过金属化电介质芯200、220)，将第一绝缘体113和第二绝缘体115(例如通过挤制)独立地施加到相应的第一导体110和第二导体112，以形成两个绝缘线。然后，两个绝缘线的绝缘体113、115在接缝处被按压成彼此接触，并且可选地彼此接合，并且随后由电缆屏蔽件120共同围绕。
在各种实施例中，绝缘体113、115的外周边是相同的。例如，第一绝缘体113和第二绝缘体115具有相等的直径。然而，在替代实施例中，绝缘体113、115可以是不对称的，例如具有不同的直径。在各种实施例中，第一导体110和第二导体112是不对称的。例如，直径206、226可以是不同的。第一直径206可以略小于第二直径226，以补偿气隙140来平衡偏斜。
在所示的实施例中，空隙140沿第一段240定位，例如在第二侧236和外端232之间的部分处。因此，沿着第一段240限定升高段142。翼片134缠绕在第一绝缘体113的一部分周围，例如从升高段142到外边缘132。空隙140影响由第一导体110传输的信号的电特性。例如，空隙140通过在屏蔽空间中引入空气来减小第一导体110的电容，空气具有比第一绝缘体113的电介质材料更低的介电常数。电容的减小影响延迟，并因此影响由第一导体110传输的信号的速度，这对于由第一导体110传输的信号相对于由第二导体112传输的信号具有偏斜效应。例如，与不存在空隙140的假设情况相比，在第一导体110中使信号传播得更快可能会影响偏斜。因此，空隙140导致导体组件102中的偏斜问题。
可以修改第一导体110和/或第一绝缘体113(例如，与第二导体112和/或第二绝缘体115相比)以平衡或校正偏斜不平衡，例如改善偏斜不平衡。可以修改第一绝缘体110和/或第一绝缘体113以允许导体组件102中的零偏斜或接近零偏斜。在各种实施例中，第一导电层202相对于电缆屏蔽件120的定位与第二导电层222和电缆屏蔽件120之间的距离不同(例如，定位得更远)。改变直径206、226中的一个或两个会改变相应的屏蔽距离，这影响偏斜，并且可以用于平衡第一导体110与第二导体112相比的偏斜。在各种实施例中，第一导体110的第一直径206减小(例如，与第二导体112相比)以减慢第一导体110中的信号传输，从而平衡偏斜。例如，第一芯200的目标直径可以小于第二芯220的目标直径，因此第一导电层202和第二导电层222的相对直径同样不同。因为可以精确地控制芯200、220的直径，例如比传统的挤制金属线更严格的公差，所以可以更严格地控制直径206、226。在各种实施例中，第一绝缘体113的厚度可以增加(例如，与第二绝缘体115相比)以减慢第一导体110中的信号传输，从而平衡偏斜。
在示例性实施例中，与第二导体112相比，修改第一导体110以平衡或校正偏斜不平衡，例如以改善偏斜不平衡。修改第一导体110以允许导体组件102中的零偏斜或接近零偏斜。在各种实施例中，与第二导体112相比，第一导体110的直径206减小，以在第一导体110中产生电感的成比例增加，以补偿电容的减小并保持类似于第二导体112的延迟并消除偏斜。与第二导体112相比，第一导体110的直径206的减小用于平衡每单位长度的延迟。选择第一直径206，以平衡沿着电缆的长度的空隙140对第一导体110的相较于第二导体112的偏斜效应。即使第一侧和第二侧具有不同的电容(由于空隙140仅存在于第一侧而不存在于第二侧)，第一侧和第二侧具有不同的电感(由于第一导体110和第二导体112的直径不同)，这导致第一导体110和第二导体112中的信号的平衡速度，以沿着电缆100的长度具有零或接近零的偏斜不平衡。虽然参考第一导体110的直径的减小来描述影响，但是可以通过增加第二导体112的直径来实现类似的结果。
在示例性实施例中，与第二绝缘体115相比，修改第一绝缘体113以平衡或校正偏斜不平衡，例如以改善偏斜不平衡。修改第一绝缘体113以允许导体组件102中的零偏斜或接近零偏斜。在各种实施例中，与第二绝缘体115相比，第一绝缘体113的厚度增加，以在第一导体110中产生电感的成比例增加，以补偿由于空隙140引起的电容的减小并保持类似于第二导体112的延迟并消除偏斜。与第二导体112相比，第一绝缘体113的厚度的增加用于平衡每单位长度的延迟。
在所示的实施例中，第二侧不包括类似空隙140的任何空隙。因此，第二导体112不会受到来自空隙140的与第一导体110相同的延迟变化。当比较第一导体110和第二导体112时，与第二导体112相比，通过减少第一导体110的电容，空隙140在第一导体110和第二导体112之间产生偏斜不平衡，与第二导体112相比，这影响通过第一导体110的信号传输的速率或速度。然而，可以修改第一导体110和/或第一绝缘体113以补偿空隙140。
在示例性实施例中，第一导体110可以设定目标并设计为具有比第二导体112的目标直径226更小的直径206，与第二导体112相比，这增加第一导体110的电感，与第二导体112相比，这影响通过第一导体110的信号传输的速率或速度。因为直径206、226可以通过使用金属化电介质芯而不是挤制或拉制金属线来精确控制，与使用挤制或拉制金属线制造的电缆相比，可以更严格地控制偏斜以在电缆100中实现零或接近零的信号延迟。

Claims (14)

1.一种电缆(100)，包括：
导体组件(102)，其具有第一导体(110)、第二导体(112)、以及围绕所述第一导体(110)和所述第二导体(112)的绝缘体(114)，所述绝缘体(114)具有外表面(116)，所述导体组件(102)沿着纵向轴线延伸所述电缆(100)的长度，所述第一导体(110)具有第一芯(200)以及所述第一芯(200)上的第一导电层(202)，所述第二导体(112)具有第二芯(220)以及所述第二芯(220)上的第二导电层(222)，所述第一芯(200)和所述第二芯(220)是电介质；以及
所述导体组件(102)周围的电缆屏蔽件(120)，其接合所述绝缘体(114)的外表面(116)并为所述第一导体(110)和所述第二导体(112)提供电屏蔽，所述电缆屏蔽件(120)沿着所述纵向轴线延伸。
2.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一芯(200)和所述第二芯(220)分别具有在小于目标第一直径和目标第二直径(206，226)的+/-5微米的公差内的第一直径和第二直径(206，226)。
3.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一芯(200)和所述第二芯(220)分别具有在小于目标第一直径和目标第二直径(206，226)的+/-1.0微米的公差内的第一直径和第二直径(206，226)。
4.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一导体(110)和所述第二导体(112)沿着所述第一芯(200)和所述第二芯(220)的外表面(204，224)在所述第一导电层(202)和所述第二导电层(222)上传输差分信号。
5.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一芯(200)和所述第二芯(220)是玻璃。
6.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一芯(200)和所述第二芯(220)是光纤电缆。
7.如权利要求6所述的电缆(100)，其中所述第一芯(200)和所述第二芯(220)的光纤电缆配置为沿着所述电缆(100)的长度传送光信号。
8.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一导体(110)和所述第二导体(112)与所述绝缘体(114)一起挤制。
9.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一导电层(202)是所述第一芯(200)上的金属化层，并且所述第二导电层(222)是所述第二芯(220)上的金属化层。
10.如权利要求1所述的电缆(100)，其中所述第一导电层(202)包括构建在所述第一芯(200)的外表面(204)上的多个层(290)，并且所述第二导电层(222)包括构建在所述第二芯(220)的外表面(224)上的多个层(290)。
11.如权利要求1所述的电缆，其中所述第一导电层(202)包括施加到所述第一芯(200)的种层(270)以及构建在所述种层(270)上的镀层(272)，并且所述第二导电层(222)包括施加到所述第二芯(220)的种层(270)以及构建在所述种层(270)上的镀层(272)。
12.如权利要求1所述的电缆，其中所述第一导电层(202)包括施加到所述第一芯(200)以形成所述第一导电层(202)的导电油墨颗粒，并且所述第二导电层(222)包括施加到所述第二芯(220)以形成所述第二导电层(222)的导电油墨颗粒。
13.如权利要求1所述的电缆，其中所述第一导电层(202)包括喷涂到所述第一芯(200)上以形成所述第一导电层(202)的金属颗粒，并且所述第二导电层(222)包括喷涂到所述第二芯(220)上以形成所述第二导电层(222)的金属颗粒。
14.如权利要求1所述的电缆，其中所述第一导电层(202)包括所述第一芯(200)上的导电浸渍涂层，并且所述第二导电层(222)包括所述第二芯(220)上的导电浸渍涂层。
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