CN110574225A - 电介质波导电缆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电介质波导电缆(10)，特别适用于汽车领域。所述电介质波导电缆(10)具有第一电介质(12)和第二电介质(14)，其中，在所述第一电介质(12)和所述第二电介质(14)之间形成有隔离层(16，18)。

Description

电介质波导电缆

技术领域

本发明涉及一种电介质波导电缆，同时涉及一种电介质波导电缆的制造方法。

背景技术

人们现已知用于千兆赫兹范围的电磁波的非电介质波导电缆。例如，US2014/0368301A1公开了一种具有电介质芯和电介质套筒的波导，该电介质芯和电介质套筒用金属边框包裹。

人们长期以来已知用于以太赫兹范围频率的信号的光传输的电介质波导电缆，例如光波导或聚合物光纤。这种电缆通常包含石英玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

EP16193115A1公开了一种在千兆赫范围内使用的有利的电介质波导电缆。

上述提到的所有电介质波导电缆都有芯必须承受将套筒施加到芯时的加工温度的问题。

如果芯不能承受所述加工温度，则芯会与套筒熔合，这对波导电缆的传输性能有不利影响。

本专利申请公开了一种对于常规方法的替代方法，例如，选择耐热材料或降低加工温度。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种传输性能改善的电介质波导电缆。

根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的电介质波导电缆来实现。

因此，提供以下内容：

-一种电介质波导电缆，特别是用于汽车领域，具有第一电介质和第二电介质，其中，在所述第一电介质和所述第二电介质之间形成隔离层，防止所述第一电介质连接到所述第二电介质；以及

-一种电介质波导电缆的制造方法，包括以下步骤：提供第一电介质；在所述第一电介质上施加隔离层，特别是通过在所述第一电介质上喷涂电介隔离剂或将电介箔片安装到所述第一电介质上；在至少140℃的温度下将第二电介质施加到所述隔离层上；其中，所述隔离层设计为在施加过程中不与所述第一电介质和/或所述第二电介质连接。

本发明所基于的思想是：在制造期间，使用隔离层保护电介质波导电缆的第一电介质。

隔离层设置在两个电介质之间，防止在制造过程中由于高温而使电介质之间彼此熔合。

温度相关的变化对电介质(例如对芯)的影响几乎可以忽略不计。只有当电介质在冷却后再次呈现其原始形状时，所述温度相关的变化才会对电介质产生影响。

第一电介质不连接到第二电介质是很重要的，因为如果连接则第一电介质和第二电介质之间的过渡界限会变得模糊。

根据本发明的隔离层可以设置在波导电缆中的芯和套筒之间和/或套筒和护套之间，或者其他相邻的电介质层之间。

在根据本发明的制造方法中，在选择液态隔离层时，使用具有比所述第二电介质施加到所述隔离层时的加工温度高的熔点或蒸发点的隔离层是有利的。

可选地，可以选择在其熔点或蒸发点以上也不与电介质连接或混合的隔离层。

在通过挤压或泡沫挤压将第二电介质施加到隔离层上之前，将隔离层施加到电介质波导电缆的芯上，该制造方法具有特别有利的效果。

在其他从属权利要求中以及参照附图的具体实施例部分阐述了有利的改进方案。

毋庸置疑，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下文中解释的特征不仅可以以分别示出的组合使用，还可以以其他组合或单独使用。

根据本发明的优选实施例，分离层不含油和/或油脂。在高的加工温度下，油或油脂会蒸发或形成多余的残留物。已证明，这种残留物对波导电缆的传输性能是不利的。

可选地，也可以使用具有高蒸发温度的含油或油脂的隔离层，优选地超过250℃或超过300℃的含油或油脂的隔离层。

根据本发明的一个优选实施例，隔离层形成为膜或箔。这种隔离层的厚度在15μm至200μm之间，优选为约25μm。隔离层可以如下方式形成：将可商购的箔作为所述隔离层施加在芯上，或者例如作为以液态隔离剂喷涂到第一电介质上以形成隔离层。隔离层厚度在此范围内，对波导的衰减几乎没有影响或其影响可以忽略不计，因此不会对隔离层的介电常数有进一步的限制。

根据本发明的优选扩展，隔离层的熔点大于第一电介质和第二电介质各自的熔点。这不是必须的，因为当隔离层熔化时也会使得第一电介质与第二电介质的分离。但是，当隔离层能够承受住电介质的加工温度时，可以增强第一电介质和第二电介质之间清晰过渡的预期效果。

隔离层具有至少250℃，特别是300℃的熔点是特别有利的。这些温度明显高于用于第一电介质和第二电介质(例如PE)的常规材料的加工温度。电介质的常规加工温度在130℃至170℃之间。

例如，在所述加工温度下为了实现所期望的第一电介质与第二电介质的隔离，可以选用包含PTFE或氮化硼的隔离层。

正如已提到的，根据本发明,当在芯和套筒之间形成隔离层时，所述隔离层可以防止波导电缆的芯连接到套筒上。

同样地，根据本发明,当在套筒和护套之间形成隔离层时，所述隔离层还可以防止套筒与波导电缆的护套相连接。

根据本发明,本领域技术人员理解，所述隔离层可以用于波导电缆的任何期望的电介质组成部分之间。

由于套筒发泡到芯上的过程中挤压温度高，保护芯不与套筒熔合是特别有利的。关于套筒上发泡，可以这种方式获得由此产生的优点。在套筒上发泡使空气进入套筒中，由此，在芯和套筒之间实现了关于介电常数的特别清晰的过渡界限。如果在套筒上发泡时芯和套筒相互熔合，则将严重有损介电常数的过渡界限。

根据本发明的另一优选实施例，隔离层包含金属，例如铝。例如，隔离层可以形成为铝箔或其他金属箔。当在套筒和护套之间形成金属隔离层时，改善了对有害环境影响的屏蔽能力。铝具有高熔点(大于600℃)，因此，铝也适用于熔点比PE更高的电介质材料。

根据本发明的另一优选实施例，第一电介质的介电常数与第二电介质的介电常数之差在0.3到2.0之间，特别是在0.5与1.2之间，进一步地，特别是大约0.8。

介电常数小于2.0的固体材料目前还是未知的。因此，介电常数的这些差异是通过将特定量的空气引入第二电介质中来实现的。第一电介质和第二电介质的介电常数之间差值较大，因此增强了电磁波在第一电介质中的引导。因此，也可以以较小的弯曲半径引导电磁波。

根据本发明的优选扩展，第一电介质和/或第二电介质包含聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)和/或聚四氟乙烯(PTFE)。

尽管到目前为止，PE、PP和PTFE尚未用于电介质波导来传输电磁波，但大量实验表明，该材料的衰减水平低，在千兆赫范围内该材料的电介质波导电缆的介电常数和损耗因子之间的比率是特别有利的。

当所述材料用于汽车领域时，可以混合添加剂以提高耐热性。

根据本发明的另一优选实施例，第二电介质形成为PE泡沫，和/或形成为网和/或形成为围绕第一电介质的至少一个条带，和/或形成为非织造材料。

根据本发明,波导电缆用在光电连接器中是特别有利的。在光电连接器中，本发明的电介质波导电缆用于将电磁信号从电触点传输到电子部件，例如天线。

塑料泡沫适合掺入空气，同时可以提供足够的机械稳定性。

在这种情况下，将第二电介质构造为材料混合物是特别有利的。由此，第二电电介质也可以具有由泡沫、网或条带组成的几种部件。另外，泡沫可具有数种不同材料的电介质层，这些电介质层由隔离层分隔。

这样，可以特别有利地对第二电介质的机械性能和电气性能进行设计。另外，可以进一步调节第二电介质的介电常数。

根据本发明的另一优选实施例，第三电介质包含TPE，特别是TPES.TPE，特别是TPES，第三电介质具有特别大的损耗因子并且还具有有利的机械性能(特别是在抗弯曲方面)，并且第三电介质具有很高的阻燃性。

本发明特别适合用于专利申请EP16193115A1的电介波导电缆中，其公开内容通过引用包含在本申请中。然而，本发明不限于这种用途，也可以用于其他电介质波导电缆中。

在适当的情况下，以上改进和扩展可以以任何期望的方式彼此组合。本发明的其他可能的改进、扩展和实施方式还包括本发明上文描述的特征或下文参考示例性实施例描述的特征的没有被明确提及的组合。特别地，文中，本领域技术人员还可以增加各个方面作为对本发明的各个基本形式的改进或补充。

附图说明

以下将参考在附图中示出的示例性实施例，对本发明进行更详细的解释，其中：

图1A示出了根据本发明的一个实施例的电介质波导电缆的立体图。

图1B示出了根据本发明的一个实施例的电介质波导电缆的视图。

图2A示出了根据本发明的一个实施例的电介质波导电缆的立体图。

图2B示出了根据本发明的一个实施例的电介质波导电缆的截面示意图。

附图旨在对本发明的实施例进行进一步理解。附图示出了实施例，与说明书一起用于解释本发明的原理和概念。基于附图，其他实施例和所提到的多个优点是显而易见的。附图中的元件相对于彼此不一定按真实比例显示。

除非另有说明，否则在附图中，相同的、功能相同和作用相同的元件、特征和部件均设有相同的附图标记。

下文将对附图进行连贯、全面的描述。

附图标记列表

10 电介质波导电缆

12 第一电介质/芯

14 第二电介质/套筒

16 第三电介质/护套

18 隔离层

20 隔离层

22 电介质波导电缆

具体实施方式

下文中，图1-2示出了根据本发明的一个实施例的电介质波导电缆。除非另有说明，否则对根据图1-2所做的修改可以根据需要进行替换和组合。

图1A和1B示出了根据本发明第一实施例的电介质波导电缆10。波导电缆10包括用于传输电磁波的电介质芯12，用于屏蔽所传输电磁波的电介质套筒14以及用于机械地保护电介质波导电缆10的电介质护套16。

在芯12和套筒14之间形成喷涂到芯上的电介质隔离膜18。

图2A和2B示出了根据本发明第二实施例的电介质波导电缆22。与图1类似，电缆22具有芯12、套筒14和护套16。在芯12与套筒14之间形成由PTFE构成的电介质隔离箔20，所述隔离箔施加到芯上。

显然，也可以在芯和套筒之间形成箔，并且也可以在护套和套筒之间形成膜。

箔与膜的不同之处在于箔处于固态聚集状态，而膜也可以处于液态聚集状态。可以规定，膜在干燥时间或固化时间后变成固态或保持液态。

显然，根据图1和图2所示的电缆也可以彼此组合，从而可以在芯和套筒之间以及在套筒和护套之间设置相应的隔离层。

Claims (15)

1.一种电介质波导电缆(10)，特别是用于汽车领域，具有第一电介质(12，14)和第二电介质(14，16)，

其中，在所述第一电介质(12，14)和所述第二电介质(14，16)之间形成有隔离层(18，20)，以防止所述第一电介质连接到所述第二电介质。

2.根据权利要求1所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层(18，20)由电介质材料制成。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层(18，20)形成为膜或箔。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层(18，20)的厚度最大为200μm，特别是最大为80μm，尤其特别是最大为30μm。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层的熔点高于所述第一电介质的熔点和所述第二电介质的熔点。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层的熔点高于250℃，特别是最高约为300℃。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述隔离层包含PTEE和/或氮化硼。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述第一电介质形成为所述电介质波导电缆的芯，所述第二电介质形成为所述电介质波导电缆的芯的套筒。

9.根据权利要求8所述的电介质波导电缆(10)，具有第三电介质(16)，所述第三电介质(16)形成为所述波导电缆的套筒(14)的护套，其中在所述第二电介质和所述第三电介质之间形成另一隔离层(20)。

10.根据前述权利要求1-7中的任一项所述的电介质波导电缆(10)，其中，所述第一电介质形成为所述电介质波导电缆的套筒，所述第二电介质形成为所述电介质波导电缆的套筒的护套。

11.根据权利要求10所述的电介质波导电缆，其中，所述隔离层包含金属，特别是铝。

12.根据权利要求8或9所述的电介质波导电缆，其中，所述第二电介质包含空气，并且其中所述第二电介质为发泡到所述隔离层上。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆，其中，所述第二电介质的介电常数低于2，和/或

所述第一电介质的介电常数与所述第二电介质的介电常数之差至少为0.3，特别是至少为0.5，尤其特别是至少为0.8。

14.一种光电连接器，其用于将电介质波导连接到电线，所述光电连接器具有如前述权利要求中的任一项所述的电介质波导电缆。

15.一种电介质波导电缆的制造方法，包括以下步骤：

-提供第一电介质；

-在所述第一电介质上施加隔离层，特别是通过在所述第一电介质上喷涂隔离剂或将箔片安装到所述第一电介质上；

-在至少100℃，特别是至少120℃的温度下将第二电介质施加到所述隔离层上；

其中，所述隔离层设计为在施加过程中不与所述第一电介质和/或所述第二电介质连接。