CN112735668B - 一种同轴线缆及通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种同轴线缆及通信设备，同轴线缆包括金属导体，包裹在金属导体外侧的绝缘介质层；包裹在绝缘介质层外侧的第一金属屏蔽层；以及包裹在第一金属屏蔽层外侧的第二金属屏蔽层；第一金属屏蔽层包括套装在绝缘介质层外侧的金属膜层以及第一金属填充层，金属膜层间隔有缝隙；第一金属填充层填充在缝隙内并与金属膜层电连接；第二金属屏蔽层包括网状的金属编织层。通过采用金属膜层包裹绝缘介质层，并通过第一金属填充层填充金属膜层之间的缝隙，从而有效的改善了第一金属屏蔽层残留的PIM值。另外，第一金属屏蔽层形成一个完整的结构，屏蔽效果更好，单层薄膜不重叠缠绕的平整度更好，对线缆的幅度相位影响更小。

Description

一种同轴线缆及通信设备

技术领域

本申请涉及到通信技术领域，尤其涉及到一种同轴线缆及通信设备。

背景技术

随着移动通信的发展，射频通道的带宽越来越宽，发射机的功率也越来越高，通道数量也逐渐增加；而这些改变对射频器件如天线、滤波器等的无源互调PIM(Passive InterModulation)的低残值要求越来越高。特别是越来越多通信的基站天线需要波束赋形(Beamforming)，对射频通道的幅度相位稳定性要求也越来越高。

而同轴线缆是在天线等设备中广泛用于传输射频信号的部件，它的低PIM残留、高屏蔽性、稳幅稳相越来越重要，而这些特性的同时满足也是当前行业痛点和难点。

目前行业内的同轴线缆其结构大致包括内导体，绝缘层，外导体，护套。通常内导体由单根金属导体组成，为了降低成本和重量，通常选择轻质金属或者较便宜金属，在此金属表面镀银或铜作为内导体。外导体通常采用金属带绕包或者编织网形式包裹在绝缘介质外面，但是金属带绕包存在大面积重叠，容易造成PIM残值高，不利于应用到低PIM场景。而编织网外导体的屏蔽效果相对较差，泄露电磁波容易激发PIM，导致PIM残值较高。

发明内容

本申请提供了一种同轴线缆及通信设备，以改善同轴线缆的PIM残值，提高通信效果。

第一方面，提供了一种同轴线缆，该同轴线缆包括多层嵌套的结构。其主体结构包括金属导体，包裹在所述金属导体外侧的绝缘介质层；包裹在所述绝缘介质层外侧的第一金属屏蔽层；以及包裹在所述第一金属屏蔽层外侧的第二金属屏蔽层；其中，所述第一金属屏蔽层包括套装在所述绝缘介质层外侧的金属膜层以及第一金属填充层，所述金属膜层间隔有缝隙；所述第一金属填充层填充在所述缝隙内并与所述金属膜层电连接；所述第二金属屏蔽层包括网状的金属编织层。在上述技术方案中，通过采用金属膜层包裹绝缘介质层，并通过第一金属填充层填充金属膜层之间的缝隙，从而有效的改善了第一金属屏蔽层残留的PIM值。另外，第一金属屏蔽层形成一个完整的结构，屏蔽效果更好，单层薄膜不重叠缠绕的平整度更好，对线缆的幅度相位影响更小。

金属膜层可采用不同的方式包裹在绝缘介质层。示例性的，本申请提供的第一种可实现的方案为，所述金属膜层螺旋缠绕在所述绝缘介质层外侧；且在缠绕时形成所述缝隙。通过缠绕的方式使得金属膜层包裹在绝缘介质层。

在一个可选择的方案中，所述金属膜层的个数为M个，所述M个金属膜层交替螺旋缠绕在所述绝缘介质层外侧；且在缠绕时形成所述缝隙；M为大于等于1的正整数。金属膜层的个数可采用不同的个数。

第二种可实现的方式为，所述金属膜层的横截面为C形；所述C形的开口处为所述缝隙。通过C形的金属膜层包裹绝缘介质层。

第三种可实现的方式为，所述金属膜层的个数为N个，且所述N个金属膜层围成环形结构；所述环形结构包裹在所述绝缘介质层外侧；相邻的金属膜层之间间隔有所述缝隙；所述第一金属填充层填充在所述缝隙；其中，N为大于等于2的正整数。通过N个弧形的金属膜层包裹绝缘介质层。

在一个可选择的方案中，所述N可以满足：N/R小于等于3；其中，R为所述同轴线缆的半径。

在一个具体的可实施方案中，所述第二金属屏蔽层还包括填充在所述金属编织层的网格内的第二金属填充层；所述第二金属填充层与所述金属编织层电连接。改善了第二金属屏蔽层的屏蔽效果。

在一个具体的可实施方案中，所述第一金属填充层及所述第二金属填充层采用相同的金属材质；且所述第一金属填充层及所述第二金属填充层材质的熔点小于所述金属膜层及所述金属编织层的熔点。使得在填充两个金属填充层时金属膜层及金属编织层仍能保持原结构。

在一个具体的可实施方案中，第一金属屏蔽层与第二金属屏蔽层通过第一金属填充层和第二金属填充层导电连接。改善第一金属外导体屏蔽层与第二金属屏蔽层的电连接效果。

在一个具体的可实施方案中，所述第一金属填充层及所述第二金属填充层为通过热浸处理填充在所述缝隙及所述金属编织层的网格内的金属层。方便形成金属填充层。

在一个具体的可实施方案中，所述第一金属填充层与所述第二金属填充层为一体结构。改善第一金属外导体屏蔽层与第二金属屏蔽层的电连接效果。

在一个具体的可实施方案中，还包括包裹在所述第二金属屏蔽层外侧的保护套。提高了同轴线缆的可靠性。

第二方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括发射机，以及与所述发射机连接的上述任一项所述的同轴线缆。在上述技术方案中，通过采用金属膜层包裹绝缘介质层，并通过第一金属填充层填充金属膜层之间的缝隙，从而有效的改善了第一金属屏蔽层残留的PIM值。另外，第一金属屏蔽层形成一个完整的结构，屏蔽效果更好，单层薄膜不重叠缠绕的平整度更好，对线缆的幅度相位影响更小。

附图说明

图1为本申请实施例提供的同轴线缆结构示意图；

图2为本申请实施例提供的同轴线缆的截面示意图；

图3为本申请实施例提供的同轴线缆另一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的同轴线缆的另一截面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例作进一步描述。

为方便理解本申请实施例提供的同轴线缆，首先说明其应用场景，本申请实施例提供的同轴线缆应用于移动通信设备中。随着移动通信的发展，射频通道的带宽越来越宽，发射机的功率也越来越高，通道数量也逐渐增加；而这些改变对射频器件如天线、滤波器等的无源互调PIM(Passive Inter Modulation)的低残值要求越来越高。特别是越来越多通信的基站天线需要波束赋形(Beamforming)，对射频通道的幅度相位稳定性要求也越来越高。而现有技术中的同轴线缆采用的结构PIM残值高，不利于应用到低PIM场景。为此本申请实施例提供了一种同轴线缆，下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。

如图1所示，图1示出了本申请实施例提供的一种同轴线缆的结构示意图。同轴线缆包括由内到外多层嵌套的结构。其中，位于最内层的为金属导体10，以及由内到外依次嵌套包裹的绝缘介质层20、第一金属屏蔽层30、第二金属屏蔽层40。下面逐一对上述层结构进行说明。

金属导体10为同轴线缆的内芯，用于传输信号。金属导体10采用单一材质制备而成，如铜、铝等常见的导电性能良好的材质。

绝缘介质层20包裹在金属导体10外侧，绝缘介质层20用于保护金属导体10，并将金属导体10与外层的第一金属屏蔽层30及第二金属屏蔽层40隔离。绝缘介质层20可采用常见的绝缘材料制备而成，如聚四氟乙烯、等常见的绝缘材质。

第一金属屏蔽层30包裹在绝缘介质层20外侧。第一金属屏蔽层30采用两种结构组成。其具体包括套装在绝缘介质层20外侧的金属膜层31以及第一金属填充层32。其中，金属膜层31上间隔有缝隙，第一金属填充层32填充在缝隙内并与金属膜层31电连接。示例性的，如图1中所示，金属膜层31为带状结构，金属膜层31在包裹绝缘介质层20时，螺旋缠绕在绝缘介质层20上，且在缠绕时金属膜层31之间不重叠，金属膜层31之间形成如螺纹式的间隙。

应理解，虽然在图1中示例出了一个金属膜层31螺旋缠绕包裹绝缘介质层20，但是在本申请实施例中不限定金属膜层31的个数。如金属膜层31的个数为M个，M个金属膜层31交替螺旋缠绕在绝缘介质层20外侧；且在缠绕时形成缝隙。其中，M为大于等于1的正整数。示例性的，M可以为1、2、3等不同的个数。

第一金属填充层32填充在金属膜层31间的缝隙内，并与金属膜层31导电连接。在具体填充第一金属填充层32时，采用热浸的方式形成，通过金属融化后的流动性将金属填充在间隙内。因此在形成缝隙时，缝隙大小跟填充的第一金属填充层32的材质在融化状态下的可流动性有关。示例性的，如第一金属填充层32采用锡材质时，锡的流动性较好，因此缝隙可设置的比较小，如缝隙的宽度控制在0.5mm左右即可。当然第一金属填充层32的材质也可采用锌等其他易熔金属。

作为一个可选的方案，金属膜层31可采用电镀金属的塑料膜，或者有金属材质制备而成的薄膜。

在第一金属填充层32采用锡时，一并参考图2，图2示出了同轴线缆的横截面示意图。由图2看出，第一金属屏蔽层30的横截面为一个圆环形。金属膜层31的横截面为C形，C形的开口处为上述的缝隙。“C”形的缺口很小，被锡填充。也就是第一金属屏蔽层30的绝大部分是金属膜层31，另外，较小部分是填充缝隙的锡。且从所占横截面的周长比例看，金属膜层31的尺寸明显大于填充的锡的尺寸。

在采用上述金属膜层31及第一金属填充层32组成第一金属屏蔽层30时，保证了第一金属屏蔽层30的完整性好，另外，由于金属膜层31采用螺旋缠绕，并在缠绕时形成间隙，从而避免了金属重叠带来的高PIM残值。另外采用上述结构时，间隙被填充，使得第一金属屏蔽层30具有良好的平整度，同轴线缆具有更好的幅度和相位稳定性。

第二金属屏蔽层40包裹在第一金属屏蔽层30外侧，并与第一金属屏蔽层30导电连接。在本申请实施例中，第二金属屏蔽层40包括网状的金属编织层，如铜丝编制层。

第二金属屏蔽层40还包括填充在金属编织层的网格内的第二金属填充层(图1和图2中未示出)，第二金属填充层与金属编织层电连接。第二金属屏蔽层40与第一金属屏蔽层30导电连接时，可通过第一金属填充层32和第二金属填充层导电连接。第二金属填充层可增大与第二金属屏蔽层40与第一金属屏蔽层30之间的接触面积，进而增大两者的导电连接效果，避免两者虚接触导致的接触不良情况，避免了金属接触不良带来的高PIM残值，改善同轴线缆的幅度和相位的稳定性。

另外，在第二金属屏蔽层40采用在金属编织网的网格内填充第二金属填充层时，可增强第二金属屏蔽层40的屏蔽效果，同时还可改善第二金属屏蔽层40的强度，提高整个同轴线缆的强度，进而提高同轴线缆的可靠性。

在具体形成上述第一金属填充层32及第二金属填充层时，第一金属填充层32及第二金属填充层可以采用相同的金属材质，且第一金属填充层32及第二金属填充层材质的熔点小于金属膜层31及金属编织层的熔点。在采用上述材质时，第一金属填充层32和第二金属填充层可采用热浸的方式填充在金属膜层31之间的缝隙及金属编织层的网格内。此时，第一金属填充层32及第二金属填充层为通过热浸处理填充在缝隙及金属编织层的网格内的金属层。

示例性的，在制备同轴线缆时，在金属导体10外侧包裹绝缘介质层20，之后缠绕金属膜层31，金属膜层31之间不重叠，并形成间隙，之后套装金属编织层。再将上述结构一起热浸某种易熔金属(如锡，或者其他易熔金属，易与金属膜层31形成合金，填充的金属和外导体材料容易焊接)，金属膜层31之间的缝隙及金属编织层的网格被填充。填充在金属膜层31之间的缝隙的金属形成第一金属填充层32，填充在金属编织层的网格内的金属形成第二金属填充层。此时，第一金属填充层32与第二金属填充层为一体结构。第一金属屏蔽层30与第二金属屏蔽层40通过上述易熔金属有效焊接在一起，消除了第一金属屏蔽层30与第二金属屏蔽层40的不良接触引起的PIM残留。另外，形成的第二金属填充层与金属编织层形成完整的金属屏蔽层。

同轴线缆还包括保护套50，保护套50包裹在第二金属屏蔽层40外侧。通过保护套50可保护第一金属屏蔽层30及第二金属屏蔽层40，提高同轴线缆的安全性。示例性的，保护套50可采用PVC材质等。

为方便理解本申请实施例提供的同轴线缆，将本申请实施例提供的同轴线缆与现有技术中的同轴线缆进行对比。现有技术中的同轴线缆也采用两层外导体，其中，第一外导体采用螺旋缠绕，且在螺旋缠绕时，第一外导体存在大量重叠(一般重叠率为40％左右)，第二外导体采用金属编织网。

相对现有技术中第一外导体为重叠缠绕的同轴线缆，本申请实施例提供的同轴线缆的第一层外导体金属屏蔽层采用没有重叠的金属膜层31以及填充在金属膜层31缝隙间的第一金属填充层32组成，第一金属屏蔽层30近乎为一种完整的膜层，屏蔽效果更好。此外，不重叠缠绕的方式使得第一金属屏蔽层30的平整度更好，对同轴线缆的幅度相位影响更小。

另外，采用本申请实施例提供的第一金属屏蔽层，本申请实施例提供的同轴线缆的PIM残值比现有技术中的同轴线缆可低50～70dB，可以满足低PIM场景的使用需求。

本申请实施例提供的同轴线缆通过浸锡的方式实现第一金属屏蔽层30与第二外导体金属屏蔽之间的电连接，既保证了同轴线缆的强度，同时也有利于提升同轴线缆的屏蔽性能，有利于应用在5G高稳定性低PIM残留的场景。

参考图3，图3示出了本申请实施例提供的另一种同轴线缆的结构示意图。同轴线缆包括由内到外多层嵌套的结构。其中，位于最内层的为金属导体10，以及由内到外依次嵌套包裹的绝缘介质层20、第一金属屏蔽层30、第二金属屏蔽层40。其中，金属导体10、绝缘介质层20、第二金属屏蔽层40及保护套50可参考图2中相关描述，在此不再详细赘述。下面注重说明本申请实施例提供的第一金属屏蔽层30。

第一金属屏蔽层30在包裹绝缘介质层20时，金属膜层31不采用缠绕的方式包裹，而是形成一个C形的套状结构包裹在绝缘介质层20外侧。如图3中所示，金属膜层31间形成一个长条形的缝隙，缝隙的长度方向平行于金属导体10的长度方向。第一金属填充层32在填充在缝隙内时，也形成一个长条状的结构。第一金属填充层32的长度方向平行于金属导体10的长度方向。

在图3中示例出了采用一个金属膜层31的方式，但是在本申请实施例中并不限定采用一个金属膜层31包裹绝缘介质层20。还可采用多个金属膜层31包裹绝缘介质层20。如金属膜层31的个数为N个，且N个金属膜层31围成环形结构，环形结构包裹在绝缘介质层20。另外，相邻的金属膜层31之间不重叠，且在相邻的金属膜层31之间间隔有缝隙，第一金属填充层32填充在缝隙；其中，N为大于等于2的正整数。一并参考图4，图4示出了采用两个金属膜层31包裹绝缘介质层20时的结构。由图4可看出，在采用两个金属膜层31时，两个金属膜层31均为半圆形结构，并且在两个金属膜层31之间形成两个缝隙，因此也就形成两个第一金属填充层32。

当然，本申请实施例提供的金属膜层31的个数也不是无限多个，为了方便工艺制造，在本申请实施例中，限定了金属膜层31的个数，其个数可以满足：N/R小于等于3；其中，R为同轴线缆的半径。即金属膜层31的个数与同轴线缆的半径的比值相关，同轴线缆的半径越大，可采用的金属膜层31的个数也就越多。

应当理解在同轴线缆比较长时，也可沿同轴线缆的长度上采用多个金属膜层31，即考虑可制造性，金属膜层31可以在一定轴向长度上断开，形成一节一节的金属段包裹在绝缘介质层20上。沿同轴线缆的长度方向，相邻金属段之间的间隙可通过第一金属填充层填充，以保证多节金属段之间的导电连接。

在采用图3及图4所示的结构时，同样可达到与图2所示的同轴线缆的效果，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种通信设备，该通信设备包括发射机，以及与发射机连接的上述任一项的同轴线缆。在上述技术方案中，通过采用金属膜层31包裹绝缘介质层20，并通过第一金属填充层32填充金属膜层31之间的缝隙，从而有效的改善了第一金属屏蔽层30残留的PIM值。另外，第一金属屏蔽层30形成一个完整的结构，屏蔽效果更好，单层薄膜不重叠缠绕的平整度更好，对线缆的幅度相位影响更小。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种同轴线缆，其特征在于，包括：金属导体，包裹在所述金属导体外侧的绝缘介质层；包裹在所述绝缘介质层外侧的第一金属屏蔽层；以及包裹在所述第一金属屏蔽层外侧的第二金属屏蔽层；

所述第一金属屏蔽层包括套装在所述绝缘介质层外侧的金属膜层以及第一金属填充层，所述金属膜层上间隔有缝隙；所述第一金属填充层填充在所述缝隙内并与所述金属膜层电连接；

所述第二金属屏蔽层包括网状的金属编织层。

2.如权利要求1所述的同轴线缆，其特征在于，所述金属膜层螺旋缠绕在所述绝缘介质层外侧；且在缠绕时形成所述缝隙。

3.如权利要求1所述的同轴线缆，其特征在于，所述金属膜层的个数为M个，所述M个金属膜层交替螺旋缠绕在所述绝缘介质层外侧；且在缠绕时形成所述缝隙；其中，M为大于等于1的正整数。

4.如权利要求1所述的同轴线缆，其特征在于，所述金属膜层的横截面为C形；所述C形的开口处为所述缝隙。

5.如权利要求1所述的同轴线缆，其特征在于，所述金属膜层的个数为N个，且所述N个金属膜层围成环形结构；所述环形结构包裹所述绝缘介质层外侧；相邻的金属膜层之间间隔有所述缝隙；所述第一金属填充层填充在所述缝隙；其中，N为大于等于2的正整数。

6.如权利要求5所述的同轴线缆，其特征在于，所述N满足：

N/R小于等于3；其中，R为所述同轴线缆的半径。

7.如权利要求1～6任一项所述的同轴线缆，其特征在于，所述第二金属屏蔽层还包括填充在所述金属编织层的网格内的第二金属填充层；所述第二金属填充层与所述金属编织层电连接。

8.如权利要求7所述的同轴线缆，其特征在于，所述第一金属填充层及所述第二金属填充层采用相同的金属材质；且所述第一金属填充层及所述第二金属填充层材质的熔点小于所述金属膜层及所述金属编织层的熔点。

9.如权利要求8所述的同轴线缆，其特征在于，所述第一金属填充层及所述第二金属填充层为通过热浸处理填充在所述缝隙及所述金属编织层的网格内的金属层。

10.如权利要求8或9所述的同轴线缆，其特征在于，所述第一金属填充层与所述第二金属填充层为一体结构。

11.如权利要求1～6任一项所述的同轴线缆，其特征在于，还包括包裹在所述第二金属屏蔽层外侧的保护套。

12.一种通信设备，其特征在于，包括发射机，以及与所述发射机连接的如权利要求1～11任一项所述的同轴线缆。

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