CN110718323A

CN110718323A - 双芯平行屏蔽电线的布线结构

Info

Publication number: CN110718323A
Application number: CN201910618967.9A
Authority: CN
Inventors: 清水敏晴; 近藤宏树
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-01-21
Also published as: EP3594970A1; EP3594970B1; US11158439B2; US20200021000A1; JP2020010577A

Abstract

一种双芯平行屏蔽电线的布线结构，包括：平行布置的两根绝缘电线；以及围绕两根绝缘电线附接并沿两根绝缘电线的纵向方向延伸的屏蔽层。在布线结构中，双芯平行屏蔽电线通过在沿双芯平行屏蔽电线的长轴方向的布线改变点处在短轴方向上弯曲扭转双芯平行屏蔽电线而重新布线，并且在短轴方向上的弯曲扭转点的数量为每米1.43个或更少。

Description

双芯平行屏蔽电线的布线结构

技术领域

本发明涉及双芯平行屏蔽电线的布线结构。

背景技术

在相关技术中，提出了一种双芯平行屏蔽电线，其中，例如，两根电线平行布置，并且在两根电线周围设置屏蔽层(例如，参见JP-A-2012-133991和JP-A-2015-185527)。相比于双芯绞合屏蔽电线(其中两根电线彼此螺旋缠绕)，已知双芯平行屏蔽电线适合于在200Mbps或更高的高频范围内传输信号。

在这种双芯平行屏蔽电线中，金属箔带等被用于屏蔽层，但是当金属箔带等螺旋缠绕在两根电线上时，发生衰减量突然增加(传输特性急剧下降)的频带空段(sack-out)。

因此，在双芯平行屏蔽电线中，提出将屏蔽层纵向附接到两根电线。

在JP-A-2012-133991和JP-A-2015-1855272中描述的双芯平行屏蔽电线中，由于两根电线平行布置的关系，在横截面视图中形成长轴和短轴，并且传输损耗可能由于弯曲方向而增加。即，在双芯平行屏蔽电线中，尽管由于在短轴方向上的弯曲引起的传输损耗小，但是由于在长轴方向上的弯曲而施加到两根电线的应变差增大，并且传输损耗增加。

因此，双芯平行屏蔽电线优选仅通过在短轴方向上弯曲来布置。然而，在实际的布线环境(例如，在汽车中布线)中，需要以节省空间的方式弯曲，因此还需要在长轴方向上的弯曲，导致传输损耗的增加。

本发明是为了解决相关技术中的这种问题而完成的，其目的在于提供能够抑制因弯曲引起的传输损耗的双芯平行屏蔽电线的布线结构。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种双芯平行屏蔽电线的布线结构包括：

两根绝缘电线，其平行布置；和

屏蔽层，其围绕所述两根绝缘电线附接并在所述两根绝缘电线的纵向方向上延伸。

在布线结构中，双芯平行屏蔽电线通过在沿双芯平行屏蔽电线的长轴方向的布线改变点处在短轴方向上弯曲扭转双芯平行屏蔽电线而重新布线，并且在短轴方向上的弯曲扭转点的数量为每米1.43个或更少。

根据上述方面的双芯平行屏蔽电线的布线结构，通过在沿双芯平行屏蔽电线的长轴方向的布线改变点处在短轴方向上弯曲扭转双芯平行屏蔽电线来改变布线，使得可以抑制传输损耗的降低，而不使双芯平行屏蔽电线在长轴方向上弯曲。此外，在双芯平行屏蔽电线中，在短轴方向的弯曲扭转点的数量是每米1.43个或更少。这里，当每单位长度的扭转点的数量增加时，传输损耗可以是10％或更多，并且传输特性可以大大降低。然而，当数量为每米1.43个或更少时，传输损耗的降低可以被抑制到小于10％。因此，可以提供双芯平行屏蔽电线的布线结构，其中抑制了由于弯曲引起的传输损耗。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的双芯平行屏蔽电线的布线结构的俯视图。

图2是示出图1所示的双芯平行屏蔽电线的透视图。

图3是图1所示的双芯平行屏蔽电线的横截面图。

图4是示出该双芯平行屏蔽电线的传输特性的第一曲线图。

图5是示出图4所示的传输特性的细节的表。

图6A和6B是示出弯曲状态的俯视图，图6A示出在长轴方向上的弯曲，图6B示出在短轴方向上的弯曲扭转。

图7是示出该双芯平行屏蔽电线的传输特性的第二曲线图。

图8是示出图7所示的传输特性的细节的表。

具体实施方式

在下文中，将根据优选实施例描述本发明。本发明不限于下面描述的实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行适当的修改。在下面描述的实施例中，一些配置未被示出或描述，但是不言而喻的是，在下面描述的内容不发生矛盾的范围内，适当地应用已知或公知技术于被省略的技术的细节。

图1是示出根据本发明的实施例的双芯平行屏蔽电线的布线结构的俯视图。如图1所示，双芯平行屏蔽电线10的布线结构1是用于以节省空间的方式(例如在车辆中)布置双芯平行屏蔽电线10的结构，其包括：第一机器M1、第二机器M2和双芯平行屏蔽电线10。

第一机器M1和第二机器M2是安装在例如车辆中并且发送和接收200MHz或更高和26.5GHz或更低的信号的机器。双芯平行屏蔽电线10在第一机器M1和第二机器M2之间布线。第一机器M1和第二机器M2将彼此反相的信号发送到稍后描述的两根绝缘电线(参见图2和图3中的附图标记11)。接收侧合成并输出接收的信号之间的差异。

图2是示出图1所示的双芯平行屏蔽电线10的透视图，图3是图1所示的双芯平行屏蔽电线10的剖视图。

如图2所示，双芯平行屏蔽电线10用于传输200MHz或更高和26.5GHz或更低的信号，并包括两根绝缘电线11、排扰线(drain wire)12、屏蔽层13和绝缘体14。

两根绝缘电线11彼此平行地并排布置，并且每根绝缘电线11由覆盖有绝缘体11b的导体11a形成。导体11a由导电金属制成，例如软铜线、铜合金线、镀锡软铜线、镀锡铜合金线、镀银软铜线和镀银铜合金线。绝缘体11b由PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)或PTFE(聚四氟乙烯)或发泡PE、PP或PTFE制成。

在图2和3所示的示例中，导体11a由单根导线形成，但不限于此，并且可以由多根股线等形成的绞合线形成。每根股线可以是电镀纤维等。屏蔽层13和绝缘体14设置在两根绝缘线11上。因此，如图3所示，双芯平行屏蔽电线10在横截面具有基本上扁平的形状。

排扰线12是设置为与屏蔽层13接触的裸线，并且包括接地的端部。排扰线12例如布置在用作两根绝缘线11之间的间隙的部分处。与导体11a类似，排扰线12由导电金属制成，，例如软铜线、铜合金线、镀锡软铜线、镀锡铜合金线、镀银软铜线和镀银铜合金线。排扰线12不限于布置在两根绝缘线11之间的间隙中，并且可以布置在另外的部分处。另外，排扰线12不限于单根线，并且可以由绞合线等形成。

屏蔽层13由其上粘附有诸如铝箔或铜箔之类的金属箔的树脂带制成，或者由其上沉积有铝或铜的树脂带制成，并且屏蔽层13纵向地附接在两根绝缘电线11和排扰线12上。这些树脂带纵向地附接，使得其金属表面向内并与排扰线12导通。因此，双芯平行屏蔽电线10的外部噪声通过排扰线12从屏蔽层13接地。

绝缘体14是挤压涂覆在屏蔽层13上的绝缘树脂，并且与绝缘体11b类似，由PE、PP或PTFE或发泡PE、PP或PTFE制成。可以在屏蔽层13上缠绕诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PTFE的树脂膜以代替绝缘体14。

这里，在图3所示的横截面图中，双芯平行屏蔽电线10在短轴方向上弯曲时具有小的传输损耗，但是当在长轴方向上弯曲时传输损耗增加。

因此，在根据如图1所示的实施例的双芯平行屏蔽电线10的布线结构1中，通过在沿双芯平行屏蔽电线10的长轴方向的布线改变点RCP处在短轴方向上弯曲扭转双芯平行屏蔽电线10来改变布线。因此，在双芯平行屏蔽电线10不在长轴方向上弯曲的情况下，抑制了传输损耗的降低。

扭转的双芯平行屏蔽电线10用另一个线束带缠绕，或者通过夹具连接到车身等，从而固定扭转。

另外，在根据本实施例的布线结构1中使用的双芯平行屏蔽电线10包括每米1.43个或更少的布线改变点RCP(即，布线改变点RCP的数量/总长度是1.43个或更少)。因此，每单位长度的布线改变点RCP的数量不会增加，并且传输特性的降低可以被抑制到小于10％。也就是说，当双芯平行屏蔽电线10的布线改变点RCP的数量超过每米1.43个时，传输损耗可以减少10％或更多，并且传输特性可以大大降低。然而，当该数量为1.43个或更少时，传输损耗的降低可以被抑制到小于10％。

特别地，双芯平行屏蔽电线10的总长度优选为7m或更少，并且路径改变点RCP的数量优选为10个或更少(图1中为两个)。这里，当总长度为7m或更少时，与总长度超过7m的情况相比，弯曲的影响趋于变大。因此，当总长度为7m或更少时，通过将扭转点的数量设定为10个或更少，即使在影响很大时，也可以将传输特性的降低抑制到小于10％。

当沿双芯平行屏蔽电线10的短轴方向(即，处于图1所示的俯视图状态)观察时，布线改变点RCP中的至少一个优选地以90°或更小的角度重新布线。通常，由于90°或更小的布线变化是相对平缓的变化，因此经常沿长轴方向弯曲。然而，本发明的发明人已经发现，即使在这种相对平缓的弯曲的情况下，在传输特性方面优选通过在短轴方向上的弯曲扭转来改变布线。因此，即使当布线改变90°或更小时，通过在短轴方向上弯曲扭转来改变布线，也可以进一步抑制传输损耗。

此外，双芯平行屏蔽电线10优选地传输1GHz或更高的信号。这是因为该频率范围是当双芯平行屏蔽电线10在长轴方向上弯曲时传输损耗增加的频率范围。即，通过在该频率范围内使用双芯平行屏蔽电线10，可以有效地抑制传输特性的降低。顺便提及，双芯平行屏蔽电线10优选地传输1.5GHz或更高和7GHz或更低的信号，并且更优选地传输2GHz或更高和6GHz或更低的信号。这是因为在这些频率范围内传输损耗增加。

接下来，将参考图4至8描述根据该实施例的双芯平行屏蔽电线10的布线结构1的传输特性。

图4是示出双芯平行屏蔽电线10的传输特性的第一曲线图，图5是示出图4所示传输特性的细节的表。图6A和6B是示出弯曲状态的俯视图，图6A示出在长轴方向上的弯曲，图6B示出在短轴方向上的弯曲扭转。

图4和5所示的传输特性示出了使用导体尺寸为AWG 24和长度为7m的双芯平行屏蔽电线10的测量结果。图4所示的传输特性示出三种情况的测量结果：没有图6A所示的在长轴方向上的弯曲(以下简称为弯曲)或图6B所示在短轴方向上的弯曲扭转(以下简称扭转)，提供5个弯曲点(R＝4mm)，以及提供5个扭转点(R＝4mm)。图5所示的传输特性示出在提供1到5个弯曲和扭转点时的衰减量，以及在200MHz、2.5GHz、4GHz和6GHz频率下的变化率(无弯曲和扭转的变化率)。

首先，如图4所示，当提供5个弯曲点(参见粗线)时，相对于没有弯曲和扭转的情况(参见实线)，衰减量大大增加，并且当提供5个扭转点(参见虚线)时，衰减量的增加小于提供5个弯曲点时的增加。

如图5所示，当在200MHz、2.5GHz、4GHz和6GHz的频率下弯曲或扭转点的数量增加时，衰减量的变化率增加。然而，与由于弯曲引起的衰减量的变化率相比，由于扭转引起的衰减量的变化率非常小，并且即使提供了五个扭转点，也小于一个弯曲点的变化率。尽管未示出，但是因扭转引起的衰减量的变化率相较于因弯曲引起的衰减量的变化率在超过8.5GHz(26.5GHz或更小)的范围也类似。

图7是示出双芯平行屏蔽电线10的传输特性的第二曲线图，图8是示出图7所示传输特性的细节的表。

图7和8所示的传输特性示出了使用导体尺寸为AWG 24且长度为7m的双芯平行屏蔽电线10的测量结果。图7所示的传输特性示出了四种情况的测量结果：没有扭转、提供了4个扭转点、提供了10个扭转点、以及提供了15个扭转点。图8所示的传输特性示出在提供5、10和15个扭转点时的衰减量，以及在200MHz、2.5GHz、4GHz、6GHz、8GHz、10GHz、12GHz、14GHz、16GHz、18GHz、20GHz、22GHz、24GHz、26GHz和26.5GHz频率下的变化率(无弯曲和扭转的变化率)。

如图7中实线(无扭转点)、虚线(5个扭转点)、点划线(10个扭转点)和粗线(15个扭转点)所示，扭转数量增加，衰减量趋于增加。这里，当扭转点的数量是15时，在16GHz以外的频率下变化率小于10％，但是在16GHz下变化率是19.9％，并且不能实现小于10％的变化率。另一方面，当在16GHz处扭转点的数量为10时，变化率为9.7％，并且可以实现小于10％的变化率。

因此，为了实现小于10％的变化率，扭转点的数量优选为10个或更少。如果扭转点的数量为5或更少，则可以将变化率抑制到5.5％或更低，这是更优选的。

这样，根据本实施例的双芯平行屏蔽电线10的布线结构1，通过在沿双芯平行屏蔽电线10的长轴方向的布线改变点RCP处在短轴方向上弯曲扭转双芯平行屏蔽电线10来改变布线，使得可以在不使双芯平行屏蔽电线10在长轴方向上弯曲的情况下抑制传输损耗的降低，并且在双芯平行屏蔽电线10中，在短轴方向上的弯曲扭转点的数量为每米1.43个或更少。这里，当每单位长度的扭转点的数量增加时，传输损耗可以是10％或更多，并且传输特性可以大大降低。然而，当数量为每米1.43个或更少时，传输损耗的降低可以被抑制到小于10％。因此，可以提供双芯平行屏蔽电线10的布线结构1，其中抑制了由于弯曲引起的传输损耗。

总长度为7m或更少，并且在短轴方向上的弯曲扭转点的数量为10个或更少。这里，当总长度为7m或更少时，与总长度超过7m的情况相比，弯曲的影响趋于变大。因此，当总长度为7m或更少时，通过将扭转点的数量设定为10个或更少，即使在影响很大时，也可以将传输特性的降低抑制到小于10％。

扭转点中至少一个以90°或更小的角度重新布线。这里，由于90°或更小的布线变化是相对平缓的变化，因此经常在长轴方向上弯曲。然而，本发明的发明人已经发现，即使在这种相对平缓的弯曲的情况下，在传输特性方面，优选通过在短轴方向的弯曲扭转来改变布线。因此，即使当布线改变90°或更小时，通过在短轴方向上弯曲扭转来改变布线，也可以进一步抑制传输损耗。

由于在发送1GHz或更高和7GHz或更低的信号的机器M1和M2之间执行布线，所以本发明用于当在长轴方向上有弯曲时传输损耗增加的频率范围，并且可以有效地抑制传输特性的减少。

尽管以上基于实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例，并且可以进行修改或者可以组合公知技术而不脱离本发明的范围。

例如，尽管在本实施例中排扰线12是裸线，但是不限于此，并且可以由涂覆有绝缘体的绝缘线形成。

Claims

1.一种双芯平行屏蔽电线的布线结构，包括：

两根绝缘电线，其平行布置；和

屏蔽层，其围绕所述两根绝缘电线附接并沿所述两根绝缘电线的纵向方向延伸，

其中，所述双芯平行屏蔽电线通过在沿所述双芯平行屏蔽电线的长轴方向的布线改变点处在所述两根绝缘电线的短轴方向上弯曲扭转所述双芯平行屏蔽电线而重新布线，并且在所述短轴方向上弯曲的弯曲扭转点的数量为每米1.43个或更少。

2.根据权利要求1所述的双芯平行屏蔽电线的布线结构，其中，所述双芯平行屏蔽电线的总长度为7m或更小，并且

在所述短轴方向上的所述弯曲扭转点的数量为10个或更少。

3.根据权利要求1所述的双芯平行屏蔽电线的布线结构，其中，当沿所述双芯平行屏蔽电线的所述短轴方向观察时，在所述短轴方向上的所述弯曲扭转点中的至少一个以90°或更小的角度重新布线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双芯平行屏蔽电线的布线结构，其中，所述双芯平行屏蔽电线在传输1GHz或更高的信号的机器之间布线。