CN112563841A - 一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件 - Google Patents

一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，高速数据电缆组件包括微矩形同轴连接器、微同轴电缆、防波套、尼龙护套和热缩套管等部分组成。一般的差分信号采用双绞差分电缆进行传输，但采用双绞差分电缆进行高速信号传输时，高频衰减较大，信号抗干扰能力弱，不适合长距离使用，本发明的高速数据电缆组件使用2路50Ω阻抗的微同轴电缆实现6.25Gbps差分高速信号的传输，具有高频损耗低、延时小和抗干扰能力强、可靠性高的特点，被航天型号广泛认可，已在宇航型号数传分系统中得到应用。

Description

一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件
技术领域
本发明涉及用于宇航环境串行数据传输的6.25Gbps同轴结构高速差分数据电缆组件，属于高速电缆组件技术领域。
背景技术
本发明涉及一种高速串行数据传输协议TLK3118，TLK3118是TI公司推出的一款G比特级串行收发器，适用于超高速双向点对点数据传输系统。具有传输速率高、接口简单、抗干扰能力强等优点，已逐步应用于航天型号数传系统中，实现海量数据的高速传输。TLK3118协议传输速率最高可达6.25Gbps，目前国内已逐步实现工程化应用。
传统双绞差分电缆进行高速信号传输时，具有高频衰减较大，信号抗干扰能力弱，不适合长距离的缺点。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有的宇航型号数传分系统的高速数据低损耗、低失真传输的问题，提出一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，方便可靠地实现宇航型号数传系统的高速数据传输的物理通道。
本发明解决技术的方案是：一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，该电缆组件包括2N路微同轴电缆、微矩形同轴连接器；微同轴电缆外部套有防波套，防波套外套有尼龙护套，N大于等于1；
2N路微同轴电缆一端连接至位于电缆组件首端的微矩形同轴连接器上；2N路微同轴电缆另一端分成N组，每组包括第一微同轴电缆和第二微同轴电缆，连接至位于电缆组件末端的微矩形同轴连接器的差分对上，每个微矩形同轴连接器的差分对包括两个同轴接触件，分别记为第一同轴接触件和第二同轴接触件，第一同轴接触件连接第一同轴电缆，用于传输6.25Gbps差分正信号；第二同轴接触件连接第二同轴电缆，用于传输6.25Gbps差分负信号，N大于等于1。
所述微同轴电缆为直径小于等于2mm，特性阻抗为50Ω的微同轴电缆。
所述微同轴电缆的截止频率大于18GHz，信号带宽大于2倍信号传输频率。
所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器采用360度屏蔽尾罩，对小于等于4GHz的信号屏蔽效果优于55dB。
所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器屏蔽尾罩外压接防波套。
所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，衰减低于1.2dB/m。
所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，传输距离可达到10m以上。
所述微矩形同轴连接器包括N对差分对的微同轴接触件，差分对以小于等于3.55mm间距排列，采用微矩形外壳和360°全屏蔽尾罩结构，接触件外径不超过2mm，接触件以50Ω进行阻抗匹配设计，设计传输速率不低于6.25Gbps。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明由于采用同轴电缆传输差分信号，具有输速率高、接口简单、抗干扰能力强等优点，可以有效的提高信号传输速率和可靠性。
(2)、本发明所高速电缆组件通过专用微矩形同轴连接器与低损耗、小尺寸微同轴电缆连接，微矩形连接器实现高密度同轴电缆的阻抗匹配同步连接。，降低电缆组件的高速信号失真，具有更好的高速特性。
(3)、本发明设计的微矩形同轴连接器，信号密度高，可以实现多组差分信号高速传输。
(4)、本发明微矩形连接器尾罩压接防波套，提高电缆组件屏蔽效率；
(5)、本发明防波套外部增加尼龙套管防护，增加电缆组件的耐磨性和使用可靠性，使用热缩套管将尼龙套管固定。
(6)、本发明高速电缆组件每路差分信号通过2路50Ω特性阻抗的微同轴电缆实现100Ω特性阻抗的6.25Gbps高速差分信号的传输。
(7)、本发明高速电缆组件基于6.25Gbps传输速率的情况下，传输距离可达到10m以上。
(8)、本发明高速电缆组件基于6.25Gbps传输速率的情况下，损耗低于1.2dB/m。
附图说明
图1为本发明实施例电缆组件结构示意图。
图2为本发明实施例含有2对差分对的微矩形同轴连接器插头结构示意图；
图3为本发明实施例含有2对差分对的微矩形同轴连接器插座结构示意图。
图4(a)为本发明实施例含有4对差分对的微矩形同轴连接器插头整体结构图；
图4(b)为本发明实施例含有4对差分对的微矩形同轴连接器插头端部结构图；
图4(c)为本发明实施例含有4对差分对的微矩形同轴连接器插座整体结构图；
图4(d)为本发明实施例含有4对差分对的微矩形同轴连接器插座端部结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
如图1所示，本发明提供了一种宇航用6.25Gbps微同轴结构高速差分数据电缆组件，其特征在于包括2N路微同轴电缆2、微矩形同轴连接器；微同轴电缆2外部套有防波套3，防波套3外套有尼龙护套4，N大于等于1。
2N路微同轴电缆2一端连接至位于电缆组件首端的微矩形同轴连接器上；2N路微同轴电缆2另一端分成N组，每组包括第一微同轴电缆和第二微同轴电缆，连接至位于电缆组件末端的微矩形同轴连接器的差分对上，每个微矩形同轴连接器的差分对包括两个同轴接触件，分别记为第一同轴接触件和第二同轴接触件，第一同轴接触件连接第一同轴电缆，用于传输6.25Gbps差分正信号；第二同轴接触件连接第二同轴电缆，用于传输6.25Gbps差分负信号，N大于等于1。电缆组件末端的微矩形同轴连接器可以是一个，也可以是多个，每个微矩形同轴连接器上可以是一对差分对也可以是多对差分对，例如，图2和和图3分别为含有2对差分对的微矩形同轴连接器插头、插座结构，图4(a)～图4(d)分别为含有4对差分对的微矩形同轴连接器插头、插座结构，根据设备需要确定。
优选的，所述微同轴电缆2为直径小于等于2mm，特性阻抗为50Ω的微同轴电缆。
优选的，所述微同轴电缆2的截止频率大于18GHz，信号带宽大于2倍信号传输频率。
优选的，所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器采用360度屏蔽尾罩，对小于等于4GHz的信号屏蔽效果优于55dB。
优选的，所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器屏蔽尾罩外压接防波套3。
优选的，所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，衰减低于1.2dB/m。
优选的，所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，传输距离可达到10m以上。
优选的，所述微矩形同轴连接器包括N对差分对的微同轴接触件，差分对以小于等于3.55mm间距排列，采用微矩形外壳和360°全屏蔽尾罩结构，接触件外径不超过2mm，接触件以50Ω进行阻抗匹配设计，设计传输速率不低于6.25Gbps。
本发明通过设计微矩形同轴连接器与低损耗、小尺寸微同轴电缆连接，微矩形连接器实现高密度同轴电缆的阻抗匹配同步连接，可同时传输多路高速差分信号。
实施例：
本发明提供一种宇航用6.25Gbps同轴结构高速差分数据电缆组件，其作为TLK3118高速数据传输的关键物理通路，主要实现载荷数据的高速数据低损耗、低失真传输。
具体地，所述宇航用6.25Gbps同轴结构高速差分数据电缆组件包括微矩形同轴连接器1、微同轴电缆2、防波套3、尼龙护套4和热缩套管5等部分。以四芯高速差分数据电缆组件为例，通过设计芯微矩形同轴连接器4，如图2所示，使用4路特性阻抗为50Ω的低损耗微同轴电缆首尾连接组成电缆组件，第一同轴接触件为高速差分正信号，第二同轴接触件为高速差分负信号，实现一路特性阻抗100Ω的高速差分信号传输，实现的高速信号的阻抗匹配，降低了信号传输失真；另外一组第一同轴接触件、第二同轴接触件实现第二路高速差分信号传输，可以同时实现2路高速差分信号的传输。依次类推，有8芯微矩形同轴连接器可实现4路高速差分信号传输，16芯微矩形同轴连接器可实现8路高速差分信号传输，可根据实际情况选用不同芯数的连接器和电缆组件实现物理传输链路，提高信号传输密度。每路差分信号通过2路50Ω特性阻抗的微同轴电缆实现100Ω特性阻抗的6.25Gbps高速差分信号的传输。
具体地，所述宇航用6.25Gbps同轴结构高速差分数据电缆组件的微矩形连接器采用360度屏蔽尾罩，尾罩出线口采用圆柱形设计，使用不锈钢扎带将尾罩圆柱出线口与金属防波套压接，实现首尾屏蔽壳体的低阻连接，实现高频信号抗电磁干扰设计，提高电缆组件屏蔽效率，降低信号传输误码率。
具体地，所述宇航用6.25Gbps同轴结构高速差分数据电缆组件的金属防波套外部增加尼龙套管防护，增加电缆组件的耐磨性和使用可靠性，使用热缩套管将尼龙套管固定。
具体地，本发明使用的同轴电缆具有更高的频率范围，截止频率可达到18GHz，信号带宽大于2倍信号传输频率；具有更低的信号衰减，基于6.25Gbps传输速率的情况下，衰减低于1.2dB/m；具有更远的信号传输距离，传输距离可达到10m以上。
具体地，本发明的高速数据电缆组件实现了6.25Gbps差分高速信号的传输，具有高频损耗低、延时小和抗干扰能力强、可靠性高的特点，被航天型号广泛认可，已在宇航型号数传分系统中得到广泛应用。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于包括2N路微同轴电缆(2)、微矩形同轴连接器；微同轴电缆(2)外部套有防波套(3)，防波套(3)外套有尼龙护套(4)，N大于等于1；
2N路微同轴电缆(2)一端连接至位于电缆组件首端的微矩形同轴连接器上；2N路微同轴电缆(2)另一端分成N组，每组包括第一微同轴电缆(2)和第二微同轴电缆(2)，连接至位于电缆组件末端的微矩形同轴连接器的差分对上，每个微矩形同轴连接器的差分对包括两个同轴接触件，分别记为第一同轴接触件和第二同轴接触件，第一同轴接触件连接第一同轴电缆(2)，用于传输6.25Gbps差分正信号；第二同轴接触件连接第二同轴电缆(2)，用于传输6.25Gbps差分负信号，N大于等于1。
2.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述微同轴电缆(2)为直径小于等于2mm，特性阻抗为50Ω的微同轴电缆。
3.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述微同轴电缆(2)的截止频率大于18GHz，信号带宽大于2倍信号传输频率。
4.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器采用360度屏蔽尾罩，对小于等于4GHz的信号屏蔽效果优于55dB。
5.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述第一微矩形连接器和第二微矩形连接器屏蔽尾罩外压接防波套(3)。
6.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，衰减低于1.2dB/m。
7.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述同轴电缆基于6.25Gbps传输速率的情况下，传输距离可达到10m以上。
8.根据权利要求1所述的一种宇航用6.25Gbps同轴结构差分数据电缆组件，其特征在于所述微矩形同轴连接器包括N对差分对的微同轴接触件，差分对以小于等于3.55mm间距排列，采用微矩形外壳和360°全屏蔽尾罩结构，接触件外径不超过2mm，接触件以50Ω进行阻抗匹配设计，设计传输速率不低于6.25Gbps。
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