CN111681818B - 耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法 - Google Patents

耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法，该耐辐射低衰减千兆网线包括：多个平行线对单元，多个平行线对单元的外部绕包有内屏蔽层，内屏蔽层的外部设置有外屏蔽层，外屏蔽层的外部设置有护套；其中，平行线对单元含有两根导线、一根泄流线和绝缘层，绝缘层绕包于导线和泄流线的外部；导线1包括镀银铜线芯和线芯绝缘层，镀银铜线芯由(18‑20)股组成且直径为(0.125‑0.130)mm，线芯绝缘层绕包于镀银铜线芯的外部，线芯绝缘层为聚四氟乙烯薄膜绕包层；绝缘层为聚酰亚胺铝塑复合带绝缘层；内屏蔽层为铝塑复合薄膜层，外屏蔽层为镀银铜线编织层，护套为交联乙烯‑四氟乙烯共聚物护套。该千兆网线具有优异的耐辐射、低衰减的性能。

Description

耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法
技术领域
本发明涉及千兆网线，具体地，涉及一种耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法。
背景技术
数据电缆作为数据通信物理层面的链路连接媒质，其性能的优劣直接影响到信息传递的及时性和准确性，因而数据电缆的发展必须与工程应用需求相适应，满足工程对电缆在传输速率与环境适应性上的要求。
数据电缆的内导体一般都采用圆柱形结构，对内导体的主要要求是高频下电阻小，有一定的机械强度和足够的柔软性，以及高的尺寸精确度。内导体有实体、绞线两种形式。实体圆柱形内导体的特点是加工方便，衰减较小，但其柔软性及耐震动性较差。绞线内导体柔软性好，能避免由金属疲劳而引起的断裂，但其与实体内导体相比，高频电阻较大，因而增加了电缆的损耗。内导体的形式要根据电缆对衰减与电缆柔软性的侧重不同来选择。单根镀银铜线有利于衰减特性的改善，但会影响电缆的柔软性；反之，绞合镀银铜线有利于电缆的柔软性的改善，但会影响电缆的衰减。
遥感卫星就从原先的几百兆传输速率发展到数吉乃至数十吉比特率。空间站、载人飞船等航天器则要求数据电缆的高速低压差分信号的传输距离要达到十几乃至二十几米，在20GHz以下，衰减不大于6.08dB/m，根据电缆主要在舱内安装，要求电缆具有良好的耐辐照特性；但是现有的数据电缆很难保证以上特殊需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐辐射低衰减千兆网线及其制备方法，该千兆网线具有优异的耐辐射、低衰减的性能，同时该制备方法具有操作简便、易于量产的特点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐辐射低衰减千兆网线，包括：多个平行线对单元，多个平行线对单元的外部绕包有内屏蔽层，内屏蔽层的外部设置有外屏蔽层，外屏蔽层的外部设置有护套；
其中，平行线对单元含有两根导线、一根泄流线和绝缘层，绝缘层绕包于导线和泄流线的外部；导线1包括镀银铜线芯和线芯绝缘层，镀银铜线芯由(18-20)股组成且直径为(0.125-0.130)mm，线芯绝缘层绕包于镀银铜线芯的外部，线芯绝缘层为聚四氟乙烯薄膜绕包层；绝缘层为聚酰亚胺铝塑复合带绝缘层；内屏蔽层为铝塑复合薄膜层，外屏蔽层为镀银铜线编织层，护套为交联乙烯-四氟乙烯共聚物护套。
本发明还提供了一种如上述的耐辐射低衰减千兆网线的制备方法，该制备方法包括：
1)将两根导线和一根泄流线的外部绕包聚酰亚胺铝塑复合带形成绝缘层3；
2)将铝塑复合薄膜绕包于绝缘层的外部形成内屏蔽层；
3)将镀银铜线编织于内屏蔽层的外部形成外屏蔽层；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物包覆于外屏蔽层的外部形成护套。
在上述技术方案中，本发明中的导线采用镀银铜合金导体，其具有耐高低温、耐腐蚀、导电性好和强度高的特点；绝缘层采用微孔聚四氟乙烯薄膜，具有重量轻、介电常数小、不吸水、熔点高达320℃～330℃、热稳定性优异、摩擦系数小、能耐许多高腐蚀性介质、耐气候性及抗电性能好的特点，能够使得结构性介电常数ε在1.50～1.63之间，使得网线能够满足-65℃～180℃的使用要求。
内屏蔽层使用铝塑复合薄膜，外屏蔽层使用镀银铜线，铝塑复合薄膜作为屏蔽层有利的一面是：能够形成完整的金属屏蔽包覆，提高屏蔽效能，作为屏蔽不利的一面是：电场感应电流和磁场感应电压在铝层形成的场电流，反而会对导体信号传输产生干扰，通过采用低电阻率的镀银铜线，实现累计电荷的快速释放，消除干扰源，同时编织屏蔽结构也起到信号回路的作用。
根据电缆宇航应用环境温度，耐辐照剂量以及真空逸气指标要求，护套7采用柔性交联乙烯-四氟乙烯共聚物材料，不但能够满足空间环境要求，而且具有良好的柔软性和低密度，有利于飞行器减重和狭小空间布线。
在上述各个部件的共同作用下，使得该网线工作温度为-65℃～180℃，耐辐照性能不小于100Mrad；衰减常数为：0.2GHz不大于0.43dB/m，1.25GHz不大于1.12dB/m，5.0GHz不大于2.43dB/m，10GHz不大于3.72dB/m，15GHz不大于4.91dB/m，20GHz不大于6.08dB/m。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的耐辐射低衰减千兆网线的一种优选实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1、导线 2、泄流线
3、绝缘层 4、填充芯
5、内屏蔽层 6、外屏蔽层
7、护套
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种耐辐射低衰减千兆网线，如图1所示，包括：多个平行线对单元，多个平行线对单元的外部绕包有内屏蔽层5，内屏蔽层5的外部设置有外屏蔽层6，外屏蔽层6的外部设置有护套7；
其中，平行线对单元含有两根导线1、一根泄流线2和绝缘层3，绝缘层3绕包于导线1和泄流线2的外部；导线1包括镀银铜线芯和线芯绝缘层，镀银铜线芯由(18-20)股组成且直径为(0.125-0.130)mm，线芯绝缘层绕包于镀银铜线芯的外部，线芯绝缘层为聚四氟乙烯薄膜绕包层；绝缘层3为聚酰亚胺铝塑复合带绝缘层；内屏蔽层5为铝塑复合薄膜层，外屏蔽层6为镀银铜线编织层，护套7为交联乙烯-四氟乙烯共聚物护套。
在本发明中，为了进一步规避平行线对单元之间的信号干扰，优选地，内屏蔽层5内还设置有多个填充芯4，填充芯4位于填充于多个平行线对单元之间，填充芯4为聚四氟乙烯填充芯，填充芯4的直径为(0.95-1.05)mm。由此，填充芯4一方面能够提高信号质量，另一方面还能够起到支撑的作用，进而保证网线的强度。
在本发明中，泄流线2的结构和大小可以在宽的范围内选择，但是为了能够尽快地将感应电流或干扰电流排出，优选地，泄流线2由6-8股组成，直径为(0.15-0.17)mm。
在本发明中，线芯绝缘层中的聚四氟乙烯薄膜的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了进一步规避导线1之间的信号干扰，优选地，线芯绝缘层中的聚四氟乙烯薄膜的厚度为(0.045-0.055)mm。
在上述实施方式中，绝缘层3中的聚酰亚胺铝塑复合带的规格以及绕包要求可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高绝缘效果，优选地，绝缘层3中的聚酰亚胺铝塑复合带的厚度为(0.045-0.055)mm，搭盖率不大于45％。
在上述实施方式中，为了进一步便于识别各个平行线对单元，优选地，绝缘层3外贴覆有聚四氟乙烯薄膜色条，聚四氟乙烯薄膜色条的厚度为(0.030-0.040)mm，宽度为(2.8-3.2)mm。
在本发明中，平行线对单元的个数可以在宽的范围内选择，考虑到实际应用需求，优选地，平行线对单元的个数为(7-10)个。
在上述网线中，内屏蔽层5的编织要求可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高屏蔽效果，优选地，内屏蔽层5中的铝塑复合薄膜的编织密度不小于93％。
在上述网线中，为了进一步提高信号质量，优选地，镀银铜线芯的偏差为(0.004-0.006)mm。
本发明还提供了一种如上述的耐辐射低衰减千兆网线的制备方法，该制备方法包括：
1)将两根导线1和一根泄流线2的外部绕包聚酰亚胺铝塑复合带形成绝缘层3；
2)将铝塑复合薄膜绕包于绝缘层3的外部形成内屏蔽层5；
3)将镀银铜线编织于内屏蔽层5的外部形成外屏蔽层6；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物包覆于外屏蔽层6的外部形成护套7。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将19股镀银铜合金绞线绞合成直径为0.127mm的镀银铜线芯，将厚度为0.050mm聚四氟乙烯薄膜绕包于镀银铜线芯的外部形成导线1，将聚酰亚胺铝塑复合带绕包于两根导线1和一根泄流线2(直径为0.16mm，7股组成)的外部形成线芯绝缘层，将厚度为0.035mm、宽度为3.0mm的聚四氟乙烯薄膜色条贴覆于线芯绝缘层的外部形成平行线对单元；
2)将厚度为0.050mm的铝塑复合薄膜绕包于8个平行线对单元、两个填充芯4(聚四氟乙烯填充芯，直径为1.00mm)的外部形成绝缘层3，搭盖率为40％；
3)将镀银铜线编织于绝缘层3的外部形成外屏蔽层6，编织密度为95％；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤出成型于外屏蔽层6的外部形成护套7得到千兆网线。
实施例2
1)将18股镀银铜合金绞线绞合成直径为0.125mm的镀银铜线芯，将厚度为0.045mm聚四氟乙烯薄膜绕包于镀银铜线芯的外部形成导线1，将聚酰亚胺铝塑复合带绕包于两根导线1和一根泄流线2(直径为0.15mm，6股组成)的外部形成线芯绝缘层，将厚度为0.030mm、宽度为2.8mm的聚四氟乙烯薄膜色条贴覆于线芯绝缘层的外部形成平行线对单元；
2)将厚度为0.045mm的铝塑复合薄膜绕包于7个平行线对单元、两个填充芯4(聚四氟乙烯填充芯，直径为0.95mm)的外部形成绝缘层3，搭盖率为35％；
3)将镀银铜线编织于绝缘层3的外部形成外屏蔽层6，编织密度为96％；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤出成型于外屏蔽层6的外部形成护套7得到千兆网线。
实施例3
1)将20股镀银铜合金绞线绞合成直径为0.130mm的镀银铜线芯，将厚度为0.055mm聚四氟乙烯薄膜绕包于镀银铜线芯的外部形成导线1，将聚酰亚胺铝塑复合带绕包于两根导线1和一根泄流线2(直径为0.17mm，8股组成)的外部形成线芯绝缘层，将厚度为0.040mm、宽度为3.2mm的聚四氟乙烯薄膜色条贴覆于线芯绝缘层的外部形成平行线对单元；
2)将厚度为0.055mm的铝塑复合薄膜绕包于10个平行线对单元、两个填充芯4(聚四氟乙烯填充芯，直径为1.05mm)的外部形成绝缘层3，搭盖率为40％；
3)将镀银铜线编织于绝缘层3的外部形成外屏蔽层6，编织密度为97％；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物挤出成型于外屏蔽层6的外部形成护套7得到千兆网线。
检测例1
采用GJB 773B-2015《航空航天用含氟聚合物绝缘电线电缆通用规范》记载的方法对实施例1-3的产品进行检测，检测结果如下：
1)可工作温度为：-65℃～180℃；
2)耐辐照性能：不小于100Mrad；
3)特性阻抗性能：100±10Ω；延时差：对内不大于10ps/m；对间不大于50ps/m；
4)衰减常数：0.2GHz不大于0.43dB/m；1.25GHz不大于1.12dB/m；5.0GHz不大于2.43dB/m；10GHz不大于3.72dB/m；15GHz不大于4.91dB/m；20GHz不大于6.08dB/m。
通过上述检测可知，本申请提供的千兆网线具有优异的耐辐射、抗衰减的性能，能够适用于航天领域。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (5)

1.一种耐辐射低衰减千兆网线，其特征在于，包括：多个平行线对单元，所述多个平行线对单元的外部绕包有内屏蔽层(5)，所述内屏蔽层(5)的外部设置有外屏蔽层(6)，所述外屏蔽层(6)的外部设置有护套(7)；
其中，所述平行线对单元含有两根导线(1)、一根泄流线(2)和绝缘层(3)，所述绝缘层(3)绕包于所述导线(1)和泄流线(2)的外部；所述导线(1)包括镀银铜线芯和线芯绝缘层，所述镀银铜线芯由(18-20)股组成且直径为(0.125-0.130)mm，所述线芯绝缘层绕包于所述镀银铜线芯的外部，所述线芯绝缘层为聚四氟乙烯薄膜绕包层；所述绝缘层(3)为聚酰亚胺铝塑复合带绝缘层；所述内屏蔽层(5)为铝塑复合薄膜层，所述外屏蔽层(6)为镀银铜线编织层，所述护套(7)为交联乙烯-四氟乙烯共聚物护套；其中，所述内屏蔽层(5)内还设置有多个填充芯(4)，所述填充芯(4)位于填充于多个平行线对单元之间，所述填充芯(4)为聚四氟乙烯填充芯，所述填充芯(4)的直径为(0.95-1.05)mm；
所述线芯绝缘层中的聚四氟乙烯薄膜的厚度为(0.045-0.055)mm；
所述绝缘层(3)中的聚酰亚胺铝塑复合带的厚度为(0.045-0.055)mm，搭盖率不大于45％；
所述绝缘层(3)外贴覆有聚四氟乙烯薄膜色条，所述聚四氟乙烯薄膜色条的厚度为(0.030-0.040)mm，宽度为(2.8-3.2)mm；
所述镀银铜线芯的偏差为(0.004-0.006)mm。
2.根据权利要求1所述的耐辐射低衰减千兆网线，其中，所述泄流线(2)由6-8股组成，直径为(0.15-0.17)mm。
3.根据权利要求1所述的耐辐射低衰减千兆网线，其中，所述平行线对单元的个数为(7-10)个。
4.根据权利要求1所述的耐辐射低衰减千兆网线，其中，所述内屏蔽层(5)中的铝塑复合薄膜的编织密度不小于93％。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的耐辐射低衰减千兆网线的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)将两根导线(1)和一根泄流线(2)的外部绕包聚酰亚胺铝塑复合带形成绝缘层(3)；
2)将铝塑复合薄膜绕包于所述绝缘层(3)的外部形成内屏蔽层(5)；
3)将镀银铜线编织于所述内屏蔽层(5)的外部形成外屏蔽层(6)；
4)将交联乙烯-四氟乙烯共聚物包覆于所述外屏蔽层(6)的外部形成护套(7)。
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