CN111508642A - 一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线及屏蔽层成型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线及屏蔽层成型装置，其中，数据传输线包括传输线对，传输线对包括内导体、第一绝缘层、第二绝缘层、第一屏蔽层、第二屏蔽层、地线和内被层，第一绝缘层包覆于内导体之外，第二绝缘层包覆于第一绝缘层之外，第一屏蔽层纵包于第二绝缘层之外，第二屏蔽层绕包于第一屏蔽层之外，地线设置于第二屏蔽层的外侧，内被层包覆于第二屏蔽层和地线之外；第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的平均厚度比值为1:1～1:5。本发明能传输30GHz以上频率毫米波，本发明阻抗均匀度高，能降低线材衰减抖动，线材耦合比能达到最佳状态，低衰减，低时延；双层屏蔽层能降低线材阻抗波动幅度，屏蔽性能高，并能保证屏蔽层结构稳定可靠。

Description

一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线及屏蔽层成型装置
技术领域
本发明涉及通信电线线缆技术领域，特别涉及一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线及屏蔽层成型装置。
背景技术
随着现代通信技术的不断发展，信息的传输量越来越多，数据传输速率越来越快，从最初的低频LF（长波），中频MF（中波）、高频HF（短波）发展到甚高频VHF（超短波）、特高频UHF（分米波）、超高频SHF（厘米波），再到极高频EHF（毫米波），毫米波的传输频率已达到了30GHz以上，这就对数据传输线提出了更高的要求，需要在高频段传输时具备低衰减、低时延和高可靠度等特性。然而，现有高速率传输线（包括SAS、SFP、QSFP等）仅能满足28GHz以下的传输频率，在传输30GHz的毫米波时，要么衰减差，要么延时高，要么可靠度低，已经无法满足日益增长的扩频需求。
本申请人于2018.04.23申请过一项专利201810367012.6，其公开了一种低损耗高速线缆，包括线芯组、第一屏蔽层、第二屏蔽层及外被层；第一屏蔽层包覆于线芯组之外，第二屏蔽层包覆于第一屏蔽层之外，外被层包覆于第二屏蔽层之外；线芯组包括两根内导体，两根内导体之外分别单独覆盖有第一全氟乙烯丙烯共聚物绝缘层，两第一全氟乙烯丙烯共聚物绝缘层之外覆盖有同时挤出成型的第二全氟乙烯丙烯共聚物绝缘层。该专利具有两层屏蔽层和两层绝缘层，线材柔软、耐高温性强，能实现全屏蔽、介电常数一致性比较高、能减少信号衰减损耗，绝缘效果好。但是，该专利还具有如下问题：其一、两层屏蔽层未限制屏蔽层成型之后的结构模式，在实际生产中，屏蔽层通常为直包屏蔽层，这种双层直包屏蔽层的结构稳定性较差，阻抗波动幅度较大；其二、两层绝缘层的未限制厚度比例，在实际生产中，第二绝缘层的厚度通常小于第一绝缘层的厚度，线材的耦合比达不到最佳状态，从而影响线材的衰减和延时性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是根据现有技术的不足，提供一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，该数据传输线能传输30GHz以上频率的毫米波，该数据传输线的阻抗均匀度高，能降低线材衰减抖动，线材的耦合比能达到最佳状态，低衰减，低时延；该数据传输线的双层屏蔽层能降低线材的阻抗波动幅度，屏蔽性能高，并能保证屏蔽层结构稳定可靠。为此本发明还要提供一种该数据传输线的屏蔽层成型装置。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，包括传输线对，所述传输线对包括内导体、第一绝缘层、第二绝缘层、第一屏蔽层、第二屏蔽层、地线和内被层，所述第一绝缘层包覆于内导体之外，所述第二绝缘层包覆于第一绝缘层之外，所述第一屏蔽层纵包于第二绝缘层之外，所述第二屏蔽层绕包于第一屏蔽层之外，所述地线设置于第二屏蔽层的外侧，所述内被层包覆于第二屏蔽层和地线之外；所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的平均厚度比值为1:1～1:5。
优选地，所述第一屏蔽层为纵包热熔自粘铝箔层、纵包热熔自粘铜箔层、纵包热熔自粘镀银铜箔层、纵包铝箔层、纵包铜箔层、纵包镀银铜箔层中的任意一种；所述第二屏蔽层为绕包热熔自粘铝箔层、绕包热熔自粘铜箔层、绕包热熔自粘镀银铜箔层、绕包铝箔层、绕包铜箔层、绕包镀银铜箔层中的任意一种。
优选地，所述内导体数量为两根，所述地线数量为两根，所述第一绝缘层分别单独包覆于每根内导体之外，所述第二绝缘层同时包覆于两个并列放置的第一绝缘层之外，所述两根地线位于第二屏蔽层两侧，所述内被层包覆于两根地线和第二屏蔽层之外。
优选地，所述内导体和地线为单根或多股的金属线，所述金属线为镀银铜金属线、镀锡铜金属线、裸铜金属线、镀银铜包钢金属线、镀银铜包铝金属线中的任意一种，所述内导体和地线的横截面形状为圆形、椭圆形、扁形中的任意一种。
优选地，所述第一绝缘层为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种；所述第二绝缘层为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种。
优选地，所述内被层为塑料麦拉带内被层、聚乙烯内被层、聚四氟乙烯内被层、聚全氟乙丙烯内被层、聚烯烃内被层中的任意一种。
优选地，所述传输线对之外还包覆有外包覆层，所述外包覆层为外金属屏蔽层，或者外护套层，或者从内至外由外金属屏蔽层和外护套层组合而成。
优选地，所述外包覆层之内设有一个传输线对或者四个传输线对或者八对传输线对。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：所述双屏蔽低损耗高速率数据传输线的专用屏蔽层成型装置，包括纵包装置和绕包装置，其中：
纵包装置，包括底板及依次安装于底板之上的进线模座、纵包成型模座、纵包定型模座，所述进线模座设有屏蔽带孔和电线孔，屏蔽带孔用于向纵包成型模座导入第一屏蔽带，电线孔用于向纵包成型模座导入电线，所述电线为内导体上依次包覆第一绝缘层和第二绝缘层的电线；所述纵包成型模座设有与第一屏蔽带相配合的成型槽，成型槽靠近纵包定型模座的一端的两侧逐渐卷起，能使第一屏蔽带逐渐纵向卷起包覆在电线上，形成第一屏蔽层；所述纵包定型模座内设有定型线孔，该定型线孔用于将纵包后的第一屏蔽层定型；
绕包装置，包括旋转机构、屏蔽带导向辊和绕包定型压轮组，所述屏蔽带导向辊安装于旋转机构之上，所述旋转机构用于驱动屏蔽带导向辊围绕电线旋转，所述屏蔽带导向辊用于向纵包第一屏蔽层之后的电线导入第二屏蔽带，使第二屏蔽带能绕包于第一屏蔽层之上，形成第二屏蔽层；所述绕包定型压轮组用于对绕包后的第二屏蔽层定型。
优选地，所述绕包定型压轮组包括基座、定轮、弹性动轮、支板和弹簧；所述定轮安装于基座的一端，所述支板的一端铰接于基座上，所述支板的另一端安装弹性动轮，所述弹簧的一端与基座相连接，弹簧的另一端与支板的中部相连接，所述定轮与弹性动轮的位置上下相对，在弹簧的弹性压力下，所述弹性动轮能压向定轮，定轮与弹性动轮的压合处设有第二屏蔽层定型槽。
本发明的有益效果是：其一、本发明采用双层绝缘结构，利用第一绝缘层包覆内导体，利用第二绝缘层包覆并固定第一绝缘层和内导体的位置，增强第一绝缘层和内导体的纵向一致性和横向对称性，提高数据线的阻抗均匀度，降低线材衰减抖动，并且将第一绝缘层的厚度和第二绝缘层的平均厚度比值控制在1:1～1:5之间，能使线材的耦合比达到最佳状态，从而提升线材的衰减和延时性能，衰减低，时延低。其二、本发明采用双层屏蔽层结构，极大的降低了传输高频信号时屏蔽层的损耗，第一屏蔽层采用纵包屏蔽层结构，第二屏蔽层采用绕包屏蔽层结构，纵包的第一屏蔽层降低了线材的阻抗波动幅度，绕包的第二屏蔽层能保证结构稳定，同时双地线结构可有效保证纵包或绕包屏蔽层接地稳定可靠。通过本发明的双层绝缘、双层屏蔽和双地线结构，能够稳定传输30GHz以上频率的毫米波。
附图说明
图1 为本发明实施例一中的单对双屏蔽低损耗高速率数据传输线结构示意图。
图2 为本发明实施例二中的两对双屏蔽低损耗高速率数据传输线结构示意图。
图3 为本发明实施例三中的八对双屏蔽低损耗高速率数据传输线结构示意图。
图4为本发明实施例四中的屏蔽层成型装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
实施例一
本实施例公开了一种单对双屏蔽低损耗高速率数据传输线。
如图1所示，为一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，包括传输线对100，所述传输线对100包括内导体1、第一绝缘层2、第二绝缘层3、第一屏蔽层4、第二屏蔽层5、地线6和内被层7，所述第一绝缘层2包覆于内导体1之外，所述第二绝缘层3包覆于第一绝缘层2之外，所述第一屏蔽层4纵包于第二绝缘层3之外，所述第二屏蔽层5绕包于第一屏蔽层4之外，所述地线6设置于第二屏蔽层5的外侧，所述内被层7包覆于第二屏蔽层5和地线6之外；所述第一绝缘层2的厚度与第二绝缘层3的平均厚度比值为1:1～1:5。
本发明采用双层绝缘结构，利用第一绝缘层2包覆内导体1，利用第二绝缘层3包覆并固定第一绝缘层2和内导体1的位置，增强第一绝缘层2和内导体1的纵向一致性和横向对称性，提高数据线的阻抗均匀度，降低线材衰减抖动，并且将第一绝缘层2的厚度和第二绝缘层3的平均厚度比值控制在1:1～1:5之间，能使线材的耦合比达到最佳状态，从而提升线材的衰减和延时性能，衰减低，时延低。本发明采用双层屏蔽层结构，极大的降低了传输高频信号时屏蔽层的损耗，第一屏蔽层4采用纵包屏蔽层结构，第二屏蔽层5采用绕包屏蔽层结构，纵包的第一屏蔽层4降低了线材的阻抗波动幅度，绕包的第二屏蔽层5能保证屏蔽层结构稳定，同时双地线结构可有效保证纵包或绕包屏蔽层接地稳定可靠。
在本实施例中，如图1所示，所述第一屏蔽层4为纵包热熔自粘铝箔层、纵包热熔自粘铜箔层、纵包热熔自粘镀银铜箔层、纵包铝箔层、纵包铜箔层、纵包镀银铜箔层中的任意一种；所述第二屏蔽层5为绕包热熔自粘铝箔层、绕包热熔自粘铜箔层、绕包热熔自粘镀银铜箔层、绕包铝箔层、绕包铜箔层、绕包镀银铜箔层中的任意一种。更优选地，第一屏蔽层4采用铜箔为主体，阻抗更平稳，第二屏蔽层5采用铝箔为主体，绕包更容易，稳定性更好，其中，第一屏蔽层4优选为纵包热熔自粘铜箔层、纵包热熔自粘镀银铜箔层、纵包铜箔层、纵包镀银铜箔层中的任意一种，第二屏蔽层5优选为绕包热熔自粘铝箔层、绕包铝箔层中的任意一种。
在本实施例中，如图1所示，所述内导体1数量为两根，所述地线6数量为两根，所述第一绝缘层2分别单独包覆于每根内导体1之外，所述第二绝缘层3同时包覆于两个并列放置的第一绝缘层2之外，所述两根地线6位于第二屏蔽层3两侧，所述内被层7包覆于两根地线6和第二屏蔽层5之外。
在本实施例中，所述内导体1和地线6为单根或多股的金属线，所述金属线为镀银铜金属线、镀锡铜金属线、裸铜金属线、镀银铜包钢金属线、镀银铜包铝金属线中的任意一种，所述内导体和地线的横截面形状为圆形、椭圆形、扁形中的任意一种。
在本实施例中，所述第一绝缘层2为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种；所述第二绝缘层3为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种。
在本实施例中，所述内被层7为塑料麦拉带内被层、聚乙烯内被层、聚四氟乙烯内被层、聚全氟乙丙烯内被层、聚烯烃内被层中的任意一种。
实施例二
如图2所示，本实施例公开了一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，该双屏蔽低损耗高速率数据传输线包括两个传输线对100，传输线对100的结构与实施例一中图1所示结构相同。两个传输线对100外包覆有外包覆层8，所述外包覆层8为外金属屏蔽层，或者外护套层，或者从内至外由外金属屏蔽层和外护套层组合而成。
两个传输线对100共同组成一个传输通道回路，分别用于发送和接收差分信号。
实施例三
如图3所示，本实施例公开了一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，该双屏蔽低损耗高速率数据传输线包括八个传输线对100，传输线对100的结构与实施例一中图1所示结构相同。八个传输线对100外包覆有外包覆层8，所述外包覆层8为外金属屏蔽层，或者外护套层，或者从内至外由外金属屏蔽层和外护套层组合而成。
八个传输线两两一组，一共组成四个传输通道回路，分别用于发送和接收差分信号。
实施例四
如图4所示，本发明双屏蔽低损耗高速率数据传输线的专用屏蔽层成型装置，包括纵包装置和绕包装置，所述纵包装置包括底板9及依次安装于底板9之上的进线模座10、纵包成型模座11、纵包定型模座12，所述进线模座10设有屏蔽带孔和电线孔，屏蔽带孔用于向纵包成型模座11导入第一屏蔽带4（注意第一屏蔽带与第一屏蔽层的附图标记均为4），电线孔用于向纵包成型模座11导入电线13，所述电线13为内导体1上依次包覆第一绝缘层2和第二绝缘层3的电线13；所述纵包成型模座11设有与第一屏蔽带4相配合的成型槽111，成型槽111靠近纵包定型模座12的一端的两侧逐渐卷起，能使第一屏蔽带4逐渐纵向卷起包覆在电线13上，形成第一屏蔽层4；所述纵包定型模座12内设有定型线孔，该定型线孔用于将纵包后的第一屏蔽层4定型；所述绕包装置包括旋转机构14、屏蔽带导向辊15和绕包定型压轮组16，所述屏蔽带导向辊15安装于旋转机构14之上，所述旋转机构14用于驱动屏蔽带导向辊15围绕电线13旋转，所述屏蔽带导向辊15用于向纵包第一屏蔽层4之后的电线导入第二屏蔽带5（注意第二屏蔽带与第二屏蔽层的附图标记均为5），使第二屏蔽带5能绕包于第一屏蔽层4之上，形成第二屏蔽层5；所述绕包定型压轮组16用于对绕包后的第二屏蔽层5定型。
如图4所示，所述绕包定型压轮组16包括基座161、定轮162、弹性动轮163、支板164和弹簧165；所述定轮162安装于基座161的一端，所述支板164的一端铰接于基座161上，所述支板164的另一端安装弹性动轮163，所述弹簧165的一端与基座161相连接，弹簧165的另一端与支板164的中部相连接，所述定轮162与弹性动轮163的位置上下相对，在弹簧165的弹性压力下，所述弹性动轮163能压向定轮162，定轮162与弹性动轮163的压合处分别设有一圈第二屏蔽层定型槽166。
屏蔽层成型装置的成型过程为：首先，第一屏蔽带4和电线13一起通过进线模座10，进入纵包成型模座11；然后，在纵包成型模座11中，第一屏蔽带4和电线13一起通过逐渐卷起的成型槽111，第一屏蔽带4在成型槽111内壁的迫使下将电线13纵包，形成第一屏蔽层4；接着，通过纵包定型模座12内的定型线孔，将第一屏蔽层4定型；再接着，由旋转机构14带动屏蔽带导向辊15围绕电线13旋转，通过屏蔽带导向辊15的第二屏蔽带绕包于电线13之上，形成第二屏蔽层5；最后，电线穿过定轮162和弹性动轮163之间的第二屏蔽层定型槽166，在定轮162和弹性动轮163的压力配合下，第二屏蔽层5定型。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：包括传输线对，所述传输线对包括内导体、第一绝缘层、第二绝缘层、第一屏蔽层、第二屏蔽层、地线和内被层，所述第一绝缘层包覆于内导体之外，所述第二绝缘层包覆于第一绝缘层之外，所述第一屏蔽层纵包于第二绝缘层之外，所述第二屏蔽层绕包于第一屏蔽层之外，所述地线设置于第二屏蔽层的外侧，所述内被层包覆于第二屏蔽层和地线之外；所述第一绝缘层的厚度与第二绝缘层的平均厚度比值为1:1～1:5。
2.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述第一屏蔽层为纵包热熔自粘铝箔层、纵包热熔自粘铜箔层、纵包热熔自粘镀银铜箔层、纵包铝箔层、纵包铜箔层、纵包镀银铜箔层中的任意一种；所述第二屏蔽层为绕包热熔自粘铝箔层、绕包热熔自粘铜箔层、绕包热熔自粘镀银铜箔层、绕包铝箔层、绕包铜箔层、绕包镀银铜箔层中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述内导体数量为两根，所述地线数量为两根，所述第一绝缘层分别单独包覆于每根内导体之外，所述第二绝缘层同时包覆于两个并列放置的第一绝缘层之外，所述两根地线位于第二屏蔽层两侧，所述内被层包覆于两根地线和第二屏蔽层之外。
4.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述内导体和地线为单根或多股的金属线，所述金属线为镀银铜金属线、镀锡铜金属线、裸铜金属线、镀银铜包钢金属线、镀银铜包铝金属线中的任意一种，所述内导体和地线的横截面形状为圆形、椭圆形、扁形中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述第一绝缘层为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种；所述第二绝缘层为聚乙烯绝缘层、发泡聚乙烯绝缘层、聚丙烯绝缘层、发泡聚丙烯绝缘层、聚全氟乙丙烯绝缘层、发泡聚全氟乙丙烯绝缘层、聚四氟乙烯绝缘层、发泡聚四氟乙烯绝缘层、微孔聚四氟乙烯绝缘层、可熔性聚四氟乙烯绝缘层中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述内被层为塑料麦拉带内被层、聚乙烯内被层、聚四氟乙烯内被层、聚全氟乙丙烯内被层、聚烯烃内被层中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述传输线对之外还包覆有外包覆层，所述外包覆层为外金属屏蔽层，或者外护套层，或者从内至外由外金属屏蔽层和外护套层组合而成。
8.根据权利要求7所述的双屏蔽低损耗高速率数据传输线，其特征在于：所述外包覆层之内设有一个传输线对或者四个传输线对或者八对传输线对。
9.权利要求1-8所述双屏蔽低损耗高速率数据传输线的专用屏蔽层成型装置，其特征在于，包括纵包装置和绕包装置，其中：
纵包装置，包括底板及依次安装于底板之上的进线模座、纵包成型模座、纵包定型模座，所述进线模座设有屏蔽带孔和电线孔，屏蔽带孔用于向纵包成型模座导入第一屏蔽带，电线孔用于向纵包成型模座导入电线，所述电线为内导体上依次包覆第一绝缘层和第二绝缘层的电线；所述纵包成型模座设有与第一屏蔽带相配合的成型槽，成型槽靠近纵包定型模座的一端的两侧逐渐卷起，能使第一屏蔽带逐渐纵向卷起包覆在电线上，形成第一屏蔽层；所述纵包定型模座内设有定型线孔，该定型线孔用于将纵包后的第一屏蔽层定型；
绕包装置，包括旋转机构、屏蔽带导向辊和绕包定型压轮组，所述屏蔽带导向辊安装于旋转机构之上，所述旋转机构用于驱动屏蔽带导向辊围绕电线旋转，所述屏蔽带导向辊用于向纵包第一屏蔽层之后的电线导入第二屏蔽带，使第二屏蔽带能绕包于第一屏蔽层之上，形成第二屏蔽层；所述绕包定型压轮组用于对绕包后的第二屏蔽层定型。
10.权利要求9所述双屏蔽低损耗高速率数据传输线的专用屏蔽层成型装置，其特征在于：所述绕包定型压轮组包括基座、定轮、弹性动轮、支板和弹簧；所述定轮安装于基座的一端，所述支板的一端铰接于基座上，所述支板的另一端安装弹性动轮，所述弹簧的一端与基座相连接，弹簧的另一端与支板的中部相连接，所述定轮与弹性动轮的位置上下相对，在弹簧的弹性压力下，所述弹性动轮能压向定轮，定轮与弹性动轮的压合处设有第二屏蔽层定型槽。
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