CN110942861B - 线缆 - Google Patents
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Abstract
一种线缆，其包括一对芯线，螺旋缠绕该对芯线的绝缘内带，纵向缠绕所述绝缘内带的屏蔽带，位于所述屏蔽带外侧且在该对芯线之间的中心线上的地线及螺旋缠绕所述屏蔽带与地线的绝缘外带，每一所述芯线包括设有导体的绝缘层，所述屏蔽带包括绝缘内层及包覆所述绝缘内层的导电外层。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种线缆，尤其涉及用于数据传输速率超过10Gbps的数据传输的双轴线缆。
【背景技术】
用于10Gbps+数据传输的传统双轴线缆通常具有大约5％的耦合。双押出是一种现有方法，可以增加双轴电缆的耦合百分比。然而，这种方法不能为单个绝缘导体依赖现成的在线电子流程控制发展。美国专利第5,142,100号，第8,981,216号及第9,123,452号专利公开了一些相关的设计。
因此，需要一种改进的双轴线缆来克服现有技术的不足。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种信号对耦合为7％-14％且相对减少信号功率损耗的双轴线缆。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种线缆，其包括一对芯线，螺旋缠绕该对芯线的绝缘内带，纵向缠绕所述绝缘内带的屏蔽带，位于所述屏蔽带外侧且在该对芯线之间的中心线上的地线及螺旋缠绕所述屏蔽带与地线的绝缘外带，每一所述芯线包括设有导体的绝缘层，所述屏蔽带包括绝缘内层及包覆所述绝缘内层的导电外层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过上述设计，使得该线缆的信号对耦合为7％-14％且相对减少信号功率损耗。
本发明的主要目的在于提供另一种信号对耦合为7％-14％且相对减少信号功率损耗的双轴线缆。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种线缆，其包括一对芯线，螺旋缠绕该对芯线的绝缘内带，纵向缠绕所述绝缘内带的屏蔽带，一对位于所述屏蔽带外侧且位于该对芯线两侧的地线，及螺旋缠绕所述屏蔽带与地线的绝缘外带，每一所述芯线包括设有导体的绝缘层，所述屏蔽带包括绝缘内层及包覆所述绝缘内层的导电外层。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过上述设计，使得该线缆的信号对耦合为7％-14％且相对减少信号功率损耗。
【附图说明】
图1是符合本发明第一实施例的双轴线缆的分解图。
图2是符合本发明第二实施例的示意图，其中第二绝缘层由两层相对缠绕的绝缘带构成。
图3是符合本发明第三实施例的示意图，其包括两根地线。
图4是符合本发明第四实施例的示意图，所述第四实施例在第一绝缘层和绝缘内带之间提供附加的绝缘层。
【具体实施方式】
如图1所示，为符合本发明的第一实施例的双轴或差分线缆包括一对芯线，该对芯线彼此不缠绕。每根芯线设有包覆于绝缘层2的导体1，缠绕该对芯线的绝缘内带4，纵向包裹绝缘内带4的屏蔽带5，位于屏蔽带5向外的一侧并位于该对线缆之间的中心线上的地线3，及绝缘外带6螺旋包裹屏蔽带5和地线3的绝缘外带6。所述屏蔽带5包括绝缘内层和导电外层。本发明的一个技术特征是纵向缠绕屏蔽带5的接缝位于屏蔽带5与地线3相对的另一侧，该位置沿垂直于两芯线中心的横向方向的竖直方向的中心线。值得注意的是，绝缘内带4和绝缘层2之间形成的空间是空的，屏蔽带5，地线3及绝缘外带6之间形成的空间也是空的。
相关元件的材料和尺寸可以参考下表，进行7.5％-14％的耦合。
表格1:100ohm 7.5％的耦合
电性性能:
插入损耗
表格2:100ohm 8.5％的耦合
电性性能:
| 差分阻抗 | 101.44±3ohms |
| 共同阻抗 | 29.97±1ohms |
| 耦合百分比 | 8.3％,50.72ohms Zodd(奇模)59.9ohms Zeven(偶模) |
插入损耗
表格3:100ohm 11.5％的耦合
电性性能:
插入损耗
表格4:100ohm 14％的耦合
电性性能:
插入损耗
本发明有如下特征及优势。尽管并非所有各自的功能和优点都是全新的，但在实施例和权利要求中限定的组合是新颖的并且仍具有在使用传统制造方法的同时满足比10Gbps更快的传输的特点。
更紧密的信号对耦合(7％至14％)以为差分信号提供一种改进的插入损耗：
相反极性的差分屏蔽回流被部分抵消，降低了屏蔽功率损耗；
传统的双轴线具有大约5％的耦合。
将地线设置于金属屏蔽层的外部以降低地线对高频数据传输性能的影响：地线具有记忆力，其可以缠绕在线轴上，使得它们在从线轴移除后保持圆形缠绕的形状。因此，在线缆的长度方向上保持双轴电缆结构内的恒定位置具有挑战性。这形成双轴线缆，使其在线缆的长度方向上不具有恒定的对称横截面。这种不对称造成了电性不平衡；
由于物理/电性不平衡，外部位置降低了潜在的转换模式。金属屏蔽层内对称性的物理平衡是影响电信号平衡的因素。只要几何形状对称平衡，结构的对称性就不会影响电气平衡；
与内部的地线相反，线缆的位置可变将导致金属屏蔽层“隆起”，这会影响到差分对的电性平衡和最终的高速性能。
纵向缠绕的屏蔽层：
消除了在传统螺旋缠绕的屏蔽结构中看到的插入损失“吸出”。
在内部介电带和外部介电带之间设置金属屏蔽层。另外，金属屏蔽层的接缝位于双轴的底侧，所述底侧与地线相对。
这提供了对纵向屏蔽接缝的改进控制，将其固持在两个平坦表面之间；
这可以防止屏蔽层的接缝打开，从而导致高速电性性能下降；
纵向屏蔽层的接缝会在制造，“捆扎”，工艺和现场应用，弯曲/布线的应力下打开；
这将有助于减少模式转换以及与线性性能相关的插入损耗偏差以及它可以创造的成对变化。
在金属屏蔽带和PET带的表面上提供氧化阻挡以传导高速电流：
对环境恶化具有抵抗力；
提高长期性能的稳定性。
固体电介质：
比泡沫电介质更稳定的性能；
比泡沫电介质更容易制造。
可选择铜，Cu/PET屏蔽层：
导电性比铝，Al/PET高30％
可选择镀银层线缆：
较裸铜线导电率提高6％
使用传统工艺制造：
无需重复挤出或第二层挤出；
使用传统的在线过程控制(电容表，同心度计，椭圆计)；
仅添加第二个编带部分到双轴布线过程。
如图2所示，为符合本发明的第二实施例，所述绝缘内带4为双层相对缠绕。美国第7,790,981号专利中也公开了相对缠绕的两层结构。这种伪交叉结构设置在屏蔽带5外侧的绝缘外带6上，因此电性性能改善相对较少，基本上考虑机械安全因素。不同的是，本发明第二实施例中与屏蔽带5配合的绝缘内带4的相反缠绕层可为高频信号传输提供关键和意想不到的电性性能的设置。详细分析如下。当螺旋缠绕绝缘内带4时会有周期性的重叠，且重叠区域将比非重叠区域厚。重叠区域的第一个潜在影响是，随着第二电介质厚度的增加，从信号线到外屏蔽带5的距离也将增加。第二个潜在影响是厚度在重叠处不会增加，但是介电带在重叠处被压缩得更多，从而增加了该区域中材料的介电常数。这些周期性的重叠，信号导体和屏蔽导体之间的电性关系将形成电共振结构。共振频率直接与重叠的间距相关。根据厚度差异，电性影响将或多或少变得明显。两个相对缠绕的介质带各自的厚度是在同一方向缠绕的单个介质带的厚度的一半，从而减小或压缩重叠的厚度。此外，两个重叠将更加分散，形成类似“X”的图案而不是沿着线缆“\”的类似图案。这有助于减少负面的电性影响。值得注意的是，在相关的先前专利参考文献中公开的绝缘外带的相对缠绕是为了防止绝缘外带在扭曲或弯曲力下打开。当这个绝缘外带打开时，纵向屏蔽带的接缝打开并进行模式转换。相关专利参考文献使用两种方式来防止纵向屏蔽带打开：(1)选择性地将粘合剂施加到屏蔽带上以周期性地将纵向屏蔽缝粘合在一起，同时仍然沿着接缝边缘周期性地设置电连接板并将屏蔽层粘贴到绝缘层上；(2)设置两层绝缘外带，且所述绝缘外带以相反的方向缠绕。简单来说，与上述专利文献相比，本发明纵向缠绕的屏蔽带5内的绝缘内带4在相反缠绕方向上的双层结构的特征具有显着的电性特性及不同的目的或性能影响。在第二实施例中，如果需要，绝缘外带6的缠绕方向可与绝缘内带4的外层42相反，而与绝缘内带4的内层41相同。
如图3所示，为符合本发明的第三实施例，其中绝缘内带4比第一实施例中的绝缘内带4厚，且在仰视图中，在线缆的两侧使用两根地线，使得屏蔽带5的接缝位于两地线之间。
表格5:第三实施例的电性特性
如图4所示，为符合本发明的第四实施例，所述第四实施例与第三实施例类似，除了绝缘内带4用较薄的螺旋缠绕(内)的热封层42和较厚的纵向缠绕(外)的绝缘层41代替。所述屏蔽带5的接缝与绝缘层41的接缝相对。
表格6:第四实施例的电性特性
尽管已经展示并描述了本发明公开的优选实施例，根据规定，本领域技术人员已知的等同修改和变化被认为在所附权利要求中描述的公开的范围内。如图1所示，所述信号线之间的距离基本上等于绝缘体的两倍，而屏蔽带5和各信号线之间的距离基本上等于绝缘内带4和绝缘体的厚度之和。此外，绝缘内带4可包括两个相反方向的包裹层，即一个包裹层是顺时针方向而另一个包裹层是逆时针方向，以实现更小的交叉接缝，使所述绝缘内带4更均匀。另一方面，沿相反方向包裹的双层包裹层可避免具有厚度密集的周期性结构和/或不连续性。
Claims (8)
1.一种线缆，其特征在于：所述线缆包括一对芯线，螺旋缠绕该对芯线的绝缘内带，纵向缠绕所述绝缘内带的屏蔽带，位于所述屏蔽带外侧且在该对芯线之间的中心线上的地线及螺旋缠绕所述屏蔽带与地线的绝缘外带，每一所述芯线包括设有导体的绝缘层，所述屏蔽带包括绝缘内层及包覆所述绝缘内层的导电外层，所述一对芯线形成一个信号对，所述绝缘内带包括沿相反方向缠绕的两层，使得所述信号对和所述屏蔽带之间形成电共振结构，并使得所述信号对耦合为7％-14％，所述信号对的数据传输速率超过10Gbps。
2.如权利要求1所述的线缆，其特征在于：纵向缠绕的所述屏蔽带的接缝沿着竖直方向上的中心线与地线相对，所述竖直方向垂直于该对芯线中心的横向方向。
3.如权利要求1所述的线缆，其特征在于：螺旋缠绕的所述绝缘内带有周期性的重叠，且重叠区域比非重叠区域厚。
4.如权利要求1所述的线缆，其特征在于：所述绝缘外带的缠绕方向与绝缘内带的外层相反，而与绝缘内带的内层相同。
5.一种线缆，其特征在于：所述线缆包括一对芯线，螺旋缠绕该对芯线的绝缘内带，纵向缠绕所述绝缘内带的屏蔽带，一对位于所述屏蔽带外侧且位于该对芯线两侧的地线，及螺旋缠绕所述屏蔽带与地线的绝缘外带，每一所述芯线包括设有导体的绝缘层，所述屏蔽带包括绝缘内层及包覆所述绝缘内层的导电外层，所述一对芯线形成一个信号对，所述绝缘内带包括沿相反方向缠绕的两层，使得所述信号对和所述屏蔽带之间形成电共振结构，并使得所述信号对耦合为7％-14％，所述信号对的数据传输速率超过10Gbps。
6.如权利要求5所述的线缆，其特征在于：所述屏蔽带的接缝位于该对地线之间。
7.如权利要求5所述的线缆，其特征在于：绝缘内带包括螺旋缠绕的较薄热封层及纵向缠绕的较厚绝缘层。
8.如权利要求5所述的线缆，其特征在于：所述屏蔽带的接缝与较厚绝缘层的接缝相反。
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| TW202030744A (zh) | 2020-08-16 |
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