CN112771632B - 滤波电缆 - Google Patents
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Abstract
一种滤波电缆,解决相关技术中的电缆不能在具备良好的滤波性能的同时又保证结构设计简单合理的问题,在沿所述滤波电缆径向的横截面中,从内向外依次设置有芯线(1)、包围所述芯线(1)的N层缺陷导体层;其中,所述缺陷导体层上具有刻蚀图案;所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向分布式设置;所述刻蚀图案用于使得滤波电缆等效成预设的滤波电路,对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波。
Description
技术领域
本申请涉及电缆技术领域,尤其涉及一种滤波电缆。
背景技术
随着信息时代的逐步深入和智能化时代的到来,各种电子设备进入人们的生产、生活,电子设备在运行中,不可避免的会受周围环境的其它设备的电磁干扰并对环境中的其它设备有一定的电磁干扰,基于此,电气设备的电磁兼容性是非常重要的一项指标,电磁兼容性是指设备在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力,电磁兼容性越强,那么设备在电磁环境中运行越稳定。
相关技术中,为了满足设备的电磁兼容性提出了多种解决方案,比如通过对电缆的设计来实现。一般来说,电缆的基本结构包括一根或多根互相绝缘的导体和外包的绝缘保护层,基于该电缆的基本结构,可以将电力或信息从一处传输到另一处,目前,在此基本结构的基础上,解决电磁兼容性的方案如下:
一是、在电缆中设置屏蔽层,其中的屏蔽层包括典型的铝薄膜屏蔽层、铜编织网镀镍屏蔽层等,几乎所有具有完整屏蔽结构的电缆都只能屏蔽来自外部的电磁辐射干扰,对电缆上传输的信号却没有显著的滤波效果。
二是、双绞线结构的电缆,其具体结构包括两根具有绝缘保护层的铜导线,两根铜导线按一定的密度互相绞在一起,其中,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消,有效降低差模信号干扰的程度,但是,几乎所有双绞线电缆都存在滤波功能方面的功能缺陷。
三是、通过电缆与电子设备间外加的滤波器、电子设备内部电缆接口安装接口滤波电路、滤波磁环、悬置滤波橡胶垫、馈通滤波器、腔体滤波器、微带滤波器等结构来增加滤波功能,但是会增加结构的复杂度,并且电缆线的前后端存在一定的串扰等问题。
比如,公开号为CN201120412731.9的专利文件中,公开了一种通过滤波连接器实现滤波功能的电缆,以加装滤波连接器的电缆为代表,几乎所有的加装滤波连接器的电缆都存在如下缺陷:1、滤波位置集中在电缆一端或两端,并不是分布在电缆轴向上的滤波,滤波性能较差;2、滤波功能的设计大大增加连接器的尺寸和重量,使用时受到一定限制;3、多为低通滤波,较难实现高通、带通、带阻的滤波功能。
再比如,公开号为US5686697的专利文件中,公开了一种通过在电缆接插件内部安装一种承载悬置滤波电路的橡胶垫,实现对电缆传输信号的滤波方法,典型技术为在硅橡胶基板内通过细导线将X2Y电容串联接入航插芯线和外部屏蔽体之间形成线对地的共模滤波,或通过细导线将X2Y电容接入两根航插芯线之间形成线间的差模滤波,以该悬置滤波电路装置为代表,几乎所有的悬置滤波电路都存在如下缺陷:1、采用集总元件搭建的滤波电路,由于所使用元件的尺寸限制且组成的滤波网络的级数非常少,对较高频率的滤波性能较弱;2、滤波电路的输入和输出端电缆存在较大的耦合,大大降低滤波效果;3、滤波电路的位置在电缆一端或两端的接插件附近,滤波位置集中导致效果较差;4、采用的集总滤波元件尺寸较小,且构成电路的线条较细,存在散热、可滤波的干扰功率较小、可靠性较差。
又比如,公开号为CN205790739-U的专利文件,公开了一种抗干扰的电缆组件,其实现方式是在屏蔽电缆的一端或两端的芯线上独立安装陶瓷馈通滤波器实现滤波功能,以该安装陶瓷馈通滤波器的屏蔽滤波电缆为代表,几乎所有的基于陶瓷馈通滤波器的屏蔽滤波电缆都存在如下缺陷:1、馈通滤波器占用较大的空间,增加了航插的重量和体积,给实际使用带来较大不便;2、滤波电路的位置在线缆一端或两端的接插件附近,滤波位置集中导致效果较差;3、馈通滤波器的滤波性能较差,特别是高频滤波性能较差;4、多为低通滤波器,较难实现高通、带通、带阻的滤波功能。
又比如,公开号分别为CN201620666446.2、CN201610365454.8、CN201620087019.9、CN201521009514.X的专利文件,公开了通过在线缆内部加入磁性材料、碳纤和金属混合物等方式实现滤波功能,其中的磁性材料可以包括铁氧体、纳米晶磁体或者高分子磁体等,以这类加入电磁能吸收材料为代表,几乎所有的基于电磁能吸收材料的滤波电缆存在如下缺陷:1、电缆的重量有显著增加;2、材料层有一定的硬度或脆性,限制电缆的转弯半径和无损伤弯折的次数;3、增加的材料层影响电缆的温度稳定性。
发明内容
本申请的目的是提供一种滤波电缆,用于解决相关技术中的电缆不能在具备良好的滤波性能的同时又保证结构设计简单合理的问题。
本申请的目的是通过如下技术方案实现的:
一种滤波电缆,在沿所述滤波电缆径向的横截面中,从内向外依次设置有芯线、包围与所述芯线的N层缺陷导体层;其中,所述缺陷导体层上具有刻蚀图案;所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向分布式设置;所述刻蚀图案用于使得所述滤波电缆等效成预设的滤波电路,对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波;其中,N的取值为正整数。
通过上述滤波电缆,可以对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波,一方面,实现了通过电缆本身的结构实现滤波,无需额外增加其它部件,并且刻蚀图案在电缆上分布式设置,所以电缆的各个部分都具有良好的滤波特性,实施中,可以根据需要设置缺陷导体层上的刻蚀图案,通过刻蚀图案使得滤波电缆等效成预设的滤波电路,达到任一所需要的滤波效果,另一方面,滤波电路的输入和输出端分布在滤波电缆的两端,不会存在较大的耦合,滤波效果非常好,又一方面,滤波电缆有一定尺寸,散热效果、可滤波的干扰功率、可靠性上也有提升。如此,可以保证电缆正常的电力或信号传输的情况下,且在不过多增加电缆重量、尺寸的情况下,使得的电缆具备很好的电磁信号滤波特性。另外,缺陷导体层具有温度稳定性,也不会影响滤波电缆的温度稳定性,缺陷导体层有一定的韧性,不会因弯曲影响性能。
在一种可能的设计中,所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向呈周期性或者非周期性地分布式设置。
在一种可能的设计中,所述刻蚀图案的刻蚀区呈镂空状或者填充有绝缘材料。
在一种可能的设计中,N层缺陷导体层之间相互绝缘设置或连通设置。
在一种可能的设计中,若N的取值为1,所述刻蚀图案包括:多个第一图案;
所述第一图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第一镂空线段,第一镂空线段的一端设置有第一螺旋形镂空图案,另一端设置有第二螺旋形镂空图案;
所述第二螺旋形镂空图案与所述第一螺旋形镂空图案对称设置。
在一种可能的设计中,所述刻蚀图案包括:多个第二图案;
所述第二图案包括:相互间隔的第一双环形镂空图案和第二双环形镂空图案;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案的外环上靠近对称轴的一侧中部具有第一非镂空区;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案的内环上远离对称轴的一侧中部具有第二非镂空区。
在一种可能的设计中,所述预设的滤波电路包括低通滤波电路、带阻滤波电路或者带通滤波电路。
在一种可能的设计中,若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第三图案;所述第三图案包括:沿所述滤波电缆轴向的第二镂空线段;所述第二镂空线段包括第三镂空线段、在第三镂空线段两端对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的第四镂空线段和第五镂空线段;与所述第二镂空线段并排间隔设置的第六镂空线段;所述第六镂空线段上与所述第三镂空线段对应的区域具有第三非镂空区,与所述第四镂空线段对应的区域具有与所述第四镂空线段连通的第一窄化镂空区,与所述第五镂空线段对应的区域具有与所述第五镂空线段连通的第二窄化镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第四图案;所述第四图案包括:两个相互间隔对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的子图案;所述第四图案的子图案包括沿所述滤波电缆径向并排设置的第七镂空线段和第八镂空线段;所述第七镂空线段的两端分别设置有第一单环形镂空图案;所述第一单环形镂空图案远离所述第七镂空线段的一边中部具有非镂空区;所述第八镂空线段的两端分别设置有第二单环形镂空图案;所述第二单环形镂空图案远离所述第八镂空线段的一边中部具有非镂空区;所述第二单环形镂空图案所包围区域的面积大于所述第一单环形镂空图案所包围区域的面积;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第五图案;所述第五图案包括:交叉设置的第九镂空线段和第十镂空线段;所述第九镂空线段沿所述滤波电缆轴向设置且两端分别设置有第一宽化镂空区;所述第十镂空线段沿所述滤波电缆径向设置且两端分别设置有第二宽化镂空区;所述第二宽化镂空区所包围区域的面积大于所述第一宽化镂空区所包围区域的面积;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第六图案;所述第六图案包括:依次设置的第一U形镂空图案、第二U形镂空图案和第三U形镂空图案;所述第一U形镂空图案、所述第二U形镂空图案和所述第三U形镂空图案的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第二U形镂空图案的开口方向与所述第一U形镂空图案、所述第三U形镂空图案的开口方向相反;所述第二U形镂空图案的一端与所述第一U形镂空图案的一端连通,另一端与所述第三U形镂空图案的一端连通;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第七图案;所述第七图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十一镂空线段;所述第十一镂空线段的两端分别设置成第三宽化镂空区。
在一种可能的设计中,若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第八图案;所述第八图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十二镂空线段;所述第十二镂空线段的两端分别设置有第三单环形镂空图案;所述第三单环形镂空图案靠近所述第十二镂空线段的一侧具有非镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第九图案;所述第九图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第十三镂空线段,第十三镂空线段的一端设置有第三螺旋形镂空图案,另一端设置有第四螺旋形镂空图案;所述第三螺旋形镂空图案与所述第四螺旋形镂空图案不对称;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十图案;所述第十图案包括:沿所述滤波电缆轴向并排间隔设置的第十四镂空线段、第十五镂空线段;在所述第十四镂空线段、第十五镂空线段之间沿所述滤波电缆径向设置的第十六镂空线段;所述第十四镂空线段的中部通过所述第十六镂空线段与第十五镂空线段的中部连通;在所述第十四镂空线段、第十五镂空线段之间、所述第十六镂空线段两侧分别设置有第三单环形镂空图案;所述第三单环形镂空图案靠近所述第十六镂空线段的一边中部具有非镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十一图案;所述第十一图案包括:矩形的第四单环形镂空图案;所述第四单环形镂空图案的一对边沿所述滤波电缆径向设置,另一对边沿所述滤波电缆轴向设置;所述第四单环形镂空图案外侧,沿所述滤波电缆轴向设置的一对边的两端、中部均设置有第十七镂空线段;所述第十七镂空线段的一端与所述第四单环形镂空图案连通;两个所述第十七镂空线段之间设置有两个对称的L形镂空图案;所述L形镂空图案的拐角靠近所述第四单环形镂空图案,一边靠近所述第十七镂空线段、沿所述滤波电缆径向设置并通过沿所述滤波电缆轴向设置的镂空线段与靠近的所述第十七镂空线段连通,另一边靠近所述第四单环形镂空图案沿所述滤波电缆轴向设置;所述芯线与所述第四单环形镂空图案对应的区域设置有沿所述滤波电缆径向的通孔。
在一种可能的设计中,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第十二图案;所述第十二图案包括:相互间隔的第一子图案和第二子图案;所述第十二图案的第一子图案包括:依次设置的第四U形镂空图案、第五U形镂空图案和第六U形镂空图案;所述第四U形镂空图案、所述第五U形镂空图案和所述第六U形镂空图案的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第五U形镂空图案的开口方向与所述第四U形镂空图案、所述第六U形镂空图案的开口方向相反;所述第五U形镂空图案的一端与所述第四U形镂空图案的一端连通,另一端与所述第六U形镂空图案的一端连通;所述第十二图案的第二子图案为所述第十二图案的第一子图案沿所述滤波电缆径向旋转180得到的图案;所述芯线与所述第十二图案的第一子图案、第二子图案之间的间隔对应的区域有第一截断区;所述第一截断区填充有第一电介质;所述第十二图案的第一子图案和第二子图案与所述芯线对应的边界上具有非镂空区;所述第一截断区两侧的所述芯线与所述缺陷导体层连接;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十三图案;所述第十三图案包括:土字形镂空图案;所述土字形镂空图案的第一竖边沿所述滤波电缆径向设置,第一横边和第二横边分别沿所述滤波电缆轴向设置;所述第一横边的长度小于所述第二横边的长度;所述第二横边的一端设置有第五螺旋形镂空图案,另一端设置有与所述第五螺旋形镂空图案完全对称的第六螺旋形镂空图案;所述第一横边的一端设置有第七螺旋形镂空图案,所述第七螺旋形镂空图案位于所述第五螺旋形镂空图案的非镂空区内,另一端设置有与所述第七螺旋形镂空图案完全对称的第八螺旋形镂空图案,所述第八螺旋形镂空图案位于所述第六螺旋形镂空图案的非镂空区内;所述芯线与所述竖边对应的区域具有第二截断区,所述第二截断区填充有第二电介质;
或者,所述芯线的数量为2,所述刻蚀图案包括:多个第十四图案;所述第十四图案包括:日字形镂空图案;所述日字形镂空图案包括沿所述滤波电缆轴向设置的第三横边、第四横边和第五横边,沿所述滤波电缆径向设置的第二竖边和第三竖边;所述第四横边位于所述第三横边和所述第五横边中间;所述第四横边靠近所述第三横边的一侧中部具有沿所述滤波电缆径向设置的非镂空线段;所述第四横边上还具有长边沿所述滤波电缆轴向的第一L形非镂空区、第二L形非镂空区、第三L形非镂空区;所述第一L形非镂空区的长边与所述非镂空线段连通,短边与所述第二L形非镂空区的长边连通;所述第二L形非镂空区的短边与所述第三L形非镂空区的长边连通;两条所述芯线中,一条所述芯线位于所述第三横边与所述第四横边之间的非镂空区域且具有第三截断区,另一条所述芯线位于所述第三横边与所述第五横边之间的非镂空区域,且具有第四截断区;所述第三截断区填充有第三电介质;所述第四截断区填充有第四电介质;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十五图案;所述第十五图案包括:方波形镂空图案;所述方波形镂空图案的两端分别设置有沿所述滤波电缆径向的第四宽化镂空区。
在一种可能的设计中,所述缺陷导体层以缠绕形式设置。
在一种可能的设计中,还包括设置在所述N层缺陷导体层外的与所述N层缺陷导体层绝缘的M层屏蔽层;其中,M的取值为正整数。
附图说明
图1为本申请一个实施例提供的一种电缆的结构示意图;
图2为本申请另一个实施例提供的一种第一层缺陷导体层的侧视结构示意图;
图3为本申请另一个实施例提供的一种第一缺陷导体层的正视结构示意图;
图4为本申请另一个实施例提供的一种第一缺陷导体层的刻蚀图案的示意图;
图5为本申请另一个实施例提供的一种第一缺陷导体层的刻蚀图案等效电路示意图;
图6为本申请另一个实施例提供的一种第二缺陷导体层的侧视结构示意图;
图7为本申请另一个实施例提供的一种第二缺陷导体层正视结构示意图;
图8为本申请另一个实施例提供的一种第二缺陷导体层的刻蚀图案的示意图;
图9为本申请另一个实施例提供的一种缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路示意图;
图10为本申请另一个实施例提供的一种滤波电缆的滤波效果图;
图11为本申请另一个实施例提供的一种缺陷导体层的侧视结构示意图;
图12为本申请另一个实施例提供的图11所示的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图13为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图14为本申请另一个实施例提供的图13所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图15为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图16为本申请另一个实施例提供的图15所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图17为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图18为本申请另一个实施例提供的图17所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图19为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图20为本申请另一个实施例提供的图19所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图21为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图22为本申请另一个实施例提供的图21所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图23为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图24为本申请另一个实施例提供的图23所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图25为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图26为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图27为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图28为本申请另一个实施例提供的图27所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图29为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图30为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图31为本申请另一个实施例提供的图30所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图;
图32为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图;
图33为本申请另一个实施例提供的图31所示的缺陷导体层的刻蚀图案的等效电路结构示意图。
图34为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图。
图35为本申请另一个实施例提供的缺陷导体层的刻蚀图案的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
实施例
本实施例提供一种滤波电缆,在沿所述滤波电缆径向的横截面中,从内向外依次设置有芯线、包围所述芯线的N层缺陷导体层;其中,所述缺陷导体层上具有刻蚀图案;所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向分布式设置;所述刻蚀图案用于使得滤波电缆等效成预设的滤波电路,对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波;其中,N的取值为正整数。
实施中,N的具体数值可以根据实际需要进行设置。
其中,分布式设置是指刻蚀图案沿电缆轴向的不同位置分散设置。具体的,所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向可以呈周期性或者非周期性地分布式设置。
本方案中提供了一种全新的滤波电缆,该滤波电缆是基于缺陷导体层实现的。相关技术中没有通过基于缺陷导体层实现具有滤波功能的电缆的方案,本申请的发明人主要克服了如下技术难点:一是、通过在电缆的芯线外部增加蚀刻的周期性或非周期性的导体层,能够等效为外加电感与电容,并改变传输线的分布电容和分布电感特性,但由于缺陷结构的复杂性,不能用传统的传输线理论进行计算分析,无法通过传输线基础理论给出具体的设计指导,且通过计算电磁学方法进行仿真分析也存在建模复杂、仿真精度有限、计算时间长的问题,往往无法得到合适的缺陷导体层的具体结构;二是、通过缺陷导体层使电缆达到特定的低通、带通、带阻或高通形式的滤波性能,需要非常复杂的缺陷导体层的结构,需要在导体上蚀刻较复杂的结构且各结构之间存在相互影响,任意结构之间均有分布电容和电感,对实现滤波电缆功能有很大的影响;三是、单层缺陷导体层实现的滤波功能比较有限,对于滤波性能要求较高的情况下,需要采用多层缺陷导体层实现高性能滤波功能,多层缺陷导体层之间必须协同设计,分析具体的层间耦合问题对滤波性能的影响;四是、电缆使用环境中的弯曲、拖拽、拉伸等操作、高低温、湿度,对滤波电缆的性能影响应控制在较小范围,这就需要采用轻型、分布式参数的结构方式才能达到使用要求。本申请的发明人克服了以上技术难点,提供了基于缺陷导体层的滤波电缆,达到了良好的滤波效果。
本方案提供的滤波电缆中,通过在芯线外增加缺陷导体层,所述缺陷导体层上具有刻蚀图案,由于所述刻蚀图案能够使得滤波电缆等效成预设的滤波电路,所以可以对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波,一方面,实现了通过电缆本身的结构实现滤波,无需额外增加其它部件,并且刻蚀图案在电缆上分布式设置,所以电缆的各个部分都具有良好的滤波特性,实施中,可以根据需要设置缺陷导体层上的刻蚀图案,通过刻蚀图案使得滤波电缆等效成预设的滤波电路,达到任一所需要的滤波效果,另一方面,滤波电路的输入和输出端分布在滤波电缆的两端,不会存在较大的耦合,滤波效果非常好,又一方面,滤波电缆有一定尺寸,散热效果、可滤波的干扰功率、可靠性上也有提升。如此,可以保证电缆正常的电力或信号传输的情况下,且在不过多增加电缆重量、尺寸的情况下,使得的电缆具备很好的电磁信号滤波特性。另外,缺陷导体层具有温度稳定性,也不会影响滤波电缆的温度稳定性,缺陷导体层有一定的韧性,不会因弯曲影响性能。
本方案提供的滤波电缆可以但不限于用于电子设备之间互联、电子设备与供电装置间互连、电子设备内部模块间互连、智能机器人内部模组间互连、智能数控机床的内部及外部等需要电力和信号有线传输情况下的互连。通过安装本申请的滤波电缆的接插件能够与电子设备壳体形成电磁连接,能够有效滤除电磁干扰信号。在遭受电子对抗干扰、雷电、静电、核爆炸、高功率微波武器、电磁脉冲弹等电磁脉冲干扰情况下,本申请的滤波电缆能够对滤波电缆上耦合的电磁应力进行有效抑制,实现保护电子设备免受电磁干扰的功能。
上述芯线位于电缆横截面的最内层,芯线的数量可以是一根或多根,每根芯线的具体结构可以包括实心柱状(如圆柱体)或者空心管状,每根芯线还可以包括单股芯线或者多股芯线。具体的,芯线的材料可以但不限于包括金属、石墨烯、金属合金、金属合金及金属镀层或导电聚合物,比如,金属丝的材料可以包括纯铜、铜镀银或者钢包铜镀银等。
实施中,上述缺陷导体层与芯线之间可以设置第一填充层,第一填充层的材料可以但不限于包括聚四氟乙烯或者聚乙烯等,可以采用缠绕或挤压发泡方式均匀包裹于芯线外侧。
若缺陷导体层的层数N的取值大于或者等于2,N层缺陷导体层之间相互绝缘设置或连接设置。具体的,N层缺陷导体层之间通过设置第二填充层。其中,第二填充层的材料可以但不限于包括聚四氟乙烯或者聚乙烯,或者,可以采用聚酰亚胺薄膜或液晶聚合物(Liquid Cystal Polymer,LCP)薄膜等柔性介质制作的柔性印刷电路板等。
缺陷导体层的典型实施方式是采用聚酰亚胺薄膜或LCP薄膜等柔性介质制作的柔性印刷电路板。柔性印刷电路板可以是用于射频、微波或毫米波应用的基板,因为它们结合了优异的电性能和良好的加工性能。柔性介质基片的材料是均匀的,因此柔性介质基片的介电性能非常均匀。对于不同的材料公式,聚酰亚胺薄膜的相对介电常数可以在2.2到3.8之间,介电损耗正切值可以低于0.008。工业化液晶高分子薄膜的相对介电常数为3.3,介电损耗正切值小于0.005。另外,柔性介质基片材料的吸水率很低(23℃,50%相对湿度时,小于0.04%),因此在潮湿条件下尺寸和介电性能变化不大。基于这些性能,可以很容易地用柔性介质基板设计和制作不同类型的缺陷导体层,应用于不同特性的滤波电缆。
缺陷导体层中的上述刻蚀图案的刻蚀区可以呈镂空状,不做任何处理,或者可以填充有绝缘材料,其中,填充的绝缘材料可以但不限于包括聚四氟乙烯或者聚乙烯等。
在一种可能的设计中,电缆上还包括设置在所述N层缺陷导体层外的与所述N层缺陷导体层绝缘的M层屏蔽层。其中,M的取值为正整数。实施中,M的取值可以根据实际需要进行设置。
其中,屏蔽层可以但不限于包括铜镀银带、超轻镀银金属编织层或者铜镀银编织网。
实施中,屏蔽层与缺陷导体层之间通过设置第三填充层进行填充。第三填充层的材料可以但限于聚四氟乙烯或者聚乙烯等,可以采用缠绕或挤压发泡方式均匀包裹于缺陷导体层外侧。
若屏蔽层的层数M的取值大于或者等于2,M层屏蔽层之间相互绝缘设置或连接设置。具体的,M层缺陷导体层之间通过设置第四填充层进行绝缘。其中,第四填充层的材料可以但不限于包括氟化乙烯丙烯聚合物等。
为了对滤波电缆进行保护,滤波电缆上还可以包括设置在M层屏蔽层外的外护套。外护套是在滤波电缆最外层对滤波电缆进行物理的防护,延长滤波电缆的使用寿命的结构,外护套的材料可以但不限于包括聚四氟乙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯聚合物、硅橡胶、聚氨酯、不锈钢、RADOX、氯丁橡胶或者低烟无卤料等。
实施应用中,滤波电缆的两端可以安装接插件,便于使用。
下面以一种具体的滤波电缆的结构进行举例说明。
如图1所示,本实施例提供的滤波电缆中,沿滤波电缆径向的横截面从内侧至外侧依次包括芯线1、包围芯线1的第一填充层21、第一缺陷导体层31、第二填充层22、第二缺陷导体层32、第三填充层23、第一屏蔽层41、第四填充层24、第二屏蔽层42、外护套5。图1中仅是举例示意的一种滤波电缆的结构,并非限定,也可以采用其它的结构。
如图2、3、4所示,第一缺陷导体层31是在第一填充层21的圆柱面的第一缺陷导体层的导体311上蚀刻了周期性或非周期性的第一缺陷导体层的刻蚀图案312,被蚀刻掉的部分可以镂空或在原位填充绝缘材料。本实施案例中,第一缺陷导体层的导体311的圆柱面上,周期性地蚀刻掉部分第一缺陷导体层得到的刻蚀图案312如图4所示,包括螺旋形的蚀刻图案。具体的,所述刻蚀图案包括:多个第一图案;图4中,所述第一图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第一镂空线段601,第一镂空线段601的一端设置有第一螺旋形镂空图案602,另一端设置有第二螺旋形镂空图案603;所述第二螺旋形镂空图案603与所述第一螺旋形镂空图案601对称设置。基于此,如图5所示,第一缺陷导体层31的刻蚀图案可以使得滤波电缆等效电路为:在第一节点P1和第二节点P2上之间的传输线本质阻抗Z0(等效电长度为φ)并联接入阻抗为Z2等效电长度为θ、阻抗为Z1等效电长度为2θ和阻抗为Z2等效电长度为θ的短路短谐线,以及并联第一电感L1和并联第一电阻R1。
其中,第一节点为滤波电缆的输入端,第二节点为滤波电缆的输出端,第一节点P1和第二节点P2之间的等效电路随着刻蚀图案不同而不同。
第二填充层22紧密包裹第一缺陷导体层31,共同形成圆柱体结构,具体的,通过聚四氟乙烯或者聚乙烯等绝缘材料采用缠绕或挤压发泡方式均匀包裹于第一缺陷导体层31外侧。
如图6、7、8所示,第二缺陷导体层32是在第二填充层22的圆柱面外的第二缺陷导体层导体321上蚀刻了周期性或非周期性的第一缺陷导体层的刻蚀图案322,被蚀刻掉的部分可以镂空或在原位填充聚四氟乙烯或者聚乙烯等绝缘材料。本实施例中,第二缺陷导体层导体321的圆柱面上,周期性地蚀刻掉的部分第二缺陷导体层得到的刻蚀图案322如图8所示。所述刻蚀图案包括:多个第二图案;图8中,所述第二图案包括:相互间隔的第一双环形镂空图案604和第二双环形镂空图案605;所述第一双环形镂空图案604和所述第二双环形镂空图案605对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置;所述第一双环形镂空图案604和所述第二双环形镂空图案605的外环上靠近对称轴的一侧中部具有第一非镂空区606;所述第一双环形镂空图案604和所述第二双环形镂空图案605的内环上远离对称轴的一侧中部具有第二非镂空区607。
其中,所述第一双环形镂空图案604和所述第二双环形镂空图案605的形状有多种,可以但不限于是矩形,图中以矩形进行示意。
所述第二缺陷导体层32可以使得滤波电缆等效成如图9所示的等效电路。图9中的等效电路包括第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7。其中,第二电感L2的第一端分别连接第一节点P1和第一电容C1的第一端,第二电感L2的第二端分别连接第三电感L3的第一端、第二电容C2的第一端;第三电感L3的第二端分别连接第四电感L4的第一端、第四电容C4的第一端;第四电感L4的第二端分别连接第五电感L5的第一端和第五电容C5的第一端,第五电感L5的第二端分别连接第七电容C7的第一端和第二节点P2。第二电容C2的第二端分别连接第六电感L6的第一端、第三电容C3的第一端;第五电容C5的第二端分别连接第七电感L7的第一端、第六电容C6的第一端;第一电容C1的第二端、第六电感L6的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端、第七电感L7的第二端、第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端均接地。
所述第三填充层23紧密包裹第二缺陷导体层32,共同形成圆柱体结构,具体的,可以采用聚四氟乙烯或者聚乙烯等绝缘材料采用缠绕或挤压发泡方式均匀包裹于第二缺陷导体层外侧。
所述第一屏蔽层41是在第三绝缘层23外侧包裹了一层或多层金属屏蔽层,比如,第一屏蔽层是铜镀银带。
所述第四绝缘层24紧密包裹第一屏蔽层41,共同形成圆柱体结构,比如,第四填充层的材料包括氟化乙烯丙烯聚合物。
所述第二屏蔽层42是在第四绝缘层24外侧包裹了一层或多层金属屏蔽层,比如,第二屏蔽层是超轻镀银金属编织层或者铜镀银编织网。
所述第一缺陷导体层31、第二缺陷导体层32、所述第一屏蔽层41、第二屏蔽层42可以根据需要连接在一起,形成共地连接。
如图10所示,为本实施例基于缺陷导体层的滤波电缆达到的插入损耗效果图,可以看到基于缺陷导体层的滤波电缆为低通滤波电缆,长度约为0.1m的基于缺陷导体层的滤波电缆能达到的插损效果是:在0-2GHz的插损小于0.5dB,2.2-8GHz的插损大于30dB。图10中,横坐标表示频率,单位是GHz(即GH),纵坐标表示插入损耗(即差损),单位是dB。
具体实施中,可以根据实际需要设计各种结构的刻蚀图案,达到各种需要的滤波电路的效果。在一种可能的设计中,所述预设的滤波电路可以包括低通滤波电路、带阻滤波电路或者带通滤波电路。以下对不同的刻蚀图案的结构进行举例说明。
结构一:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第三图案。
如图11和图12所示,图12中示出了刻蚀图案的一个周期即(虚线框A所示的第三图案)的具体结构,所述第三图案包括:沿所述滤波电缆轴向的第二镂空线段608;所述第二镂空线段608包括第三镂空线段609、在第三镂空线段两端对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的第四镂空线段610和第五镂空线段611;与所述第二镂空线段608并排间隔设置的第六镂空线段612;所述第六镂空线段612上与所述第三镂空线段609对应的区域具有第三非镂空区613,与所述第四镂空线段610对应的区域具有与所述第四镂空线段610连通的第一窄化镂空区614,与所述第五镂空线段611对应的区域具有与所述第五镂空线段611连通的第二窄化镂空区615。其中,第一窄化镂空区614、第二窄化镂空区615的沿滤波电缆径向的宽度比第六镂空线段612上的其它位置的宽度小。
本实施例中提供的是基于非对称PI(即π)形缺陷导体层的低通滤波电缆,如图11所示,具体实现时,可以在聚酰亚胺薄膜基板上构造具有10个级联不对称PI形第三图案的铜层,包裹在滤波电缆的绝缘层外,实现了滤波电缆的低通滤波功能。图12中的第三图案作为一个谐振单元A的结构图,其中结构参数的典型值是:聚酰亚胺薄膜基板的相对介电常数为εr=3.8,损耗角正切tanδ=0.008,基板尺寸长Lsub×宽Wsub×高Hsub=100mm×2.6mm×0.254mm。谐振单元的尺寸:第二镂空线段608沿滤波电缆轴向的长度D1=9.3mm,第三图案的周期间隔距离D2=0.7mm,第四镂空线段610沿滤波电缆轴向的长度D3=3.9mm,第一窄化镂空区614用于连通的区域、第二窄化镂空区615用于连通的区域沿滤波电缆轴向的长度D4=0.3mm,第六镂空线段612上位于第一窄化镂空区614与第三非镂空区613之间的长度、以及第六镂空线段612上位于第二窄化镂空区615与第三非镂空区613之间的长度D5=1.5mm,滤波电缆绝缘层直径Dr=1.07mm,内导体直径Di=0.5mm。第二镂空线段608沿滤波电缆径向的长度W1=0.465mm,第二镂空线段608与第六镂空线段612相靠近的两个边之间的距离W2=1mm,第一窄化镂空区614和第二窄化镂空区615比第六镂空线段612上的其它位置的线宽窄W3=0.4mm,第二镂空线段608与第六镂空线段612相远离的两个边之间的距离W4=1.965mm,第六镂空线段612远离第二镂空线段608的一侧至少具有非镂空区域沿滤波电缆径向的长度W5=0.45mm。参数D1和D3变大能够降低响应的频率。如果滤波电缆半径小,滤波的谐振频率更低,且效果变好。本实施例的结构实现的滤波电缆具有很强的过渡带(TB)、超宽的阻带(stopband,SB)和很高的阻带性能,本实施例提出的具有10个级联谐振单元的缺陷导体层具有100mm×2.6mm×0.254mm的紧凑尺寸,在2.2GHz下插入损耗小于1.9dB,在2.7GHz到12GHz范围内具有大于50dB的宽SB,本实施例所提出的柔性低通滤波电缆具有良好的传输和低通滤波功能,有可能在无线终端中取代传统的射频同轴电缆。
结构二:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第四图案。
如图13所示,所述第四图案包括:两个相互间隔对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的子图案616。所述第四图案的子图案616包括沿所述滤波电缆径向并排设置的第七镂空线段617和第八镂空线段618;所述第七镂空线段617的两端分别设置有第一单环形镂空图案619;所述第一单环形镂空图案619远离所述第七镂空线段617的一边中部具有非镂空区;所述第八镂空线段618的两端分别设置有第二单环形镂空图案620;所述第二单环形镂空图案620远离所述第八镂空线段618的一边中部具有非镂空区;所述第二单环形镂空图案620所包围区域的面积大于所述第一单环形镂空图案619所包围区域的面积。其中,所述第二环形镂空图案619与所述第二环形镂空图案620对应镂空线段的宽度一致。所述第七镂空线段、所述第八镂空线段、所述第一环形镂空图案的非镂空区和所述第二环形镂空图案的非镂空区沿滤波电缆轴向的宽度一致。
从图13可以看出,第四图案整体非常像哑铃结构,可以认为,本实施例提供的低通滤波电缆的缺陷导体层通过在哑铃型结构的基础上,嵌入了一个T型的区域,形成的新缺陷导体层结构产生的两个传输零点都低于刻蚀相同方形区域尺寸的哑铃形缺陷导体层产生的传输零点。实施中,第二单环形镂空图案620、所述第一单环形镂空图案619的形状可以但不限于是矩形。图中以矩形为例进行示意。相应的尺寸可以根据实际需要进行设置,比如,图13所示的结构的尺寸:第一单环形镂空图案619的外环的轴向长度D6=5mm,第一单环形镂空图案619与第二单环形镂空图案620之间的距离D7=6mm,第二单环形镂空图案620的外环的宽度D8=8mm,两个子图案的第二单环形镂空图案620之间的距离D9=6mm,第一单环形镂空图案619的内环沿滤波电缆轴向的长度D10=4mm,第二单环形镂空图案620的内环沿滤波电缆轴向的长度D11=7mm,第一单环形镂空图案619的外环沿滤波电缆径向的长度W6=3mm,第二单环形镂空图案620的外环沿滤波电缆径向的长度W7=5mm,第一单环形镂空图案619具有非镂空区的一边沿滤波电缆径向的长度W8=1mm,第二单环形镂空图案620具有非镂空区的一边沿滤波电缆径向的长度W9=1mm,第一单环形镂空图案619的内环沿滤波电缆径向的长度W10=1.5mm,第二单环形镂空图案620的内环沿滤波电缆径向的长度W11=3.5mm,第七镂空线段和第八镂空线段沿滤波电缆径向的长度W12=1.5mm,第七镂空线段沿滤波电缆径向的宽度g1=第八镂空线段沿滤波电缆经向的宽度g2=第一单环形镂空图案619具有的非镂空区沿滤波电缆轴向的长度g3=第二单环形镂空图案620具有的非镂空区沿滤波电缆轴向的长度g4=0.4mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图14所示的等效电路。图14所示的等效电路中,包括第二电阻R2、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第八电感L8、第九电感L9。其中,第二电阻R2的第一端分别连接第一节点P1、第八电感L8的第一端、第八电容C8的第一端、第九电容C9的第一端,第二端分别连接第二节点P2、第八电感L8的第二端、第八电容C8的第二端、第十电容C10的第一端;第九电容C9的第二端分别连接第十一电容C11的第一端、第九电感L9的第一端、第十电容C10的第二端;第十一电容C11的第二端、第九电感L9的第二端均接地。基于此结构的滤波性能包括:可以获得截止频率为3dB的低通滤波器,能够在4GHz时表现出非常尖锐的截止频率响应和超宽的阻带,在4.2至23GHz时的抑制高于25dB。
结构三:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第五图案。如图15所示,所述第五图案包括:交叉设置的第九镂空线段621和第十镂空线段623;所述第九镂空线段621沿所述滤波电缆轴向设置且两端分别设置有第一宽化镂空区622;所述第十镂空线段623沿所述滤波电缆径向设置且两端分别设置有第二宽化镂空区624;所述第二宽化镂空区623所包围区域的面积大于所述第一宽化镂空区622所包围区域的面积。
本实施例提供的是基于交叉哑铃型缺陷导体层的低通滤波电缆,从图15中可以看出,基于交叉哑铃型缺陷导体层的低通滤波电缆通过两个十字形交叉的哑铃型结构实现低通滤波功能,能够实现相对哑铃型结构更高的阻带抑制和更宽频段的阻带特性。基于图15的结构,具体的参数可以根据实际需要进行设置,比如,一些实施例中,具体参数为:第二宽化镂空区624沿滤波电缆轴向的长度W13=12mm,第一宽化镂空区622沿滤波电缆轴向的长度W14=3mm,第十镂空线段623沿滤波电缆轴向的长度W15=第九镂空线段621沿滤波电缆经向的长度W16=2mm,第二宽化镂空区624沿滤波电缆径向的长度W17=5mm,第一宽化镂空区622沿滤波电缆径向的长度W18=5mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图16所示的等效电路。图16中的电路包括第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第十三电感L13、第十四电感L14、第十五电感L15、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18。其中,第十电感L10的第一端分别连接第一节点P1、第十二电容C12的第一端,第二端分别连接第十三电容C13的第一端、第十一电感L11的第一端、第十四电容C14的第一端;第十一电感L11的第二端分别连接第十四电容C14的第二端、第十二电感L12的第一端;第十二电感L12的第二端分别连接第十三电感L13的第一端、第十五电容C15的第一端;第十三电感L13的第二端分别连接第十四电感L14的第一端、第十六电容C16的第一端;第十四电感L14的第二端分别连接第十六电容C16的第二端、第十五电感L15的第一端、第十七电容C17的第一端;第十五电感L15的第二端分别连接第二节点P2、第十八电容C18的第一端;第十二电容C12的第二端、第十三电容C13的第二端、第十五电容C15的第二端、第十七电容C17的第二端、第十八电容C18的第二端分别接地。基于此结构实现的滤波性能包括:从直流到3.5GHz插损小于2dB,从4.3到15.8GHz抑制高于20dB。
结构四:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第六图案;如图17所示,所述第六图案包括:依次设置的第一U形镂空图案625、第二U形镂空图案626和第三U形镂空图案627;所述第一U形镂空图案625、所述第二U形镂空图案626和所述第三U形镂空图案627的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第二U形镂空图案626的开口方向与所述第一U形镂空图案625、所述第三U形镂空图案627的开口方向相反;所述第二U形镂空图案626的一端与所述第一U形镂空图案625的一端连通,另一端与所述第三U形镂空图案627的一端连通。所述第一U形镂空图案625、所述第二U形镂空图案626和所述第三U形镂空图案627的尺寸可以一致。
第六图案整体非常像一个W,可以认为,本实施例提供的是基于W型缺陷导体层的低通滤波电缆,从图17可以看出,基于W型缺陷导体层的低通滤波电缆通过类似W的结构实现低通滤波功能,能够实现三个传输零点、锐利的滚降和较宽的阻带特性。图17所示的结构的具体参数为:第六图案沿滤波电缆轴向的长度D12=5mm,U形镂空图案的一端沿电缆轴向的长度D13=U形镂空图案的另一端沿电缆轴向的长度D14=0.2mm,U形镂空图案的两端之间的距离D15=1.4mm,U形镂空图案沿滤波电缆径向的长度W19=13.64mm,U形镂空图案的一端沿滤波电缆径向的长度W21、另一端沿滤波电缆径向的长度W20=7.76mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图18所示的等效电路。图18的等效电路中,包括第十六电感L16、第十七电感L17、第十八电感L18、第十九电感L19、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十八电容C28。其中,第十六电感L16的第一端分别连接第一节点P1、第十九电容C19的第一端,第二端分别连接第二节点P2、第二十二电容C22的第一端;第十九电容C19的第二端分别连接第二十电容C20的第一端、第二十三电容C23的第一端;第二十电容C20的第二端分别连接第二十一电容C21的第一端、第二十四电容C24的第一端;第二十一电容C21的第二端分别连接第二十二电容C22的第二端、第二十五电容C25的第一端;第二十三电容C23的第二端分别连接第二十六电容C26的第一端、第十七电感L17的第一端;第二十四电容C24的第二端分别连接第二十七电容C27的第一端、第十八电感L18的第一端;第二十五电容C25的第二端分别连接第二十八电容C28的第一端、第十九电感L19的第一端;第二十六电容C26的第二端、第十七电感L17的第二端、第二十七电容C27的第二端、第十八电感L18的第二端、第二十八电容C28的第二端、第十九电感L19的第二端分别接地。基于上述结构实现的滤波性能包括:过渡带是从3.11GHz(为截止频率)到3.23GHz,插损的变化为-3.02dB到-22.5dB;阻带插损为25dB,且阻带频段一直可扩展至3.4GHz(为截止频率)。
结构五:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第七图案;如图19所示,所述第七图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十一镂空线段628;所述第十一镂空线段628的两端分别设置成第三宽化镂空区629。其中,第三宽化镂空区629沿滤波电缆轴向的长度大于第十一镂空线段628其它区域沿滤波电缆轴向的长度,看起来像个哑铃。
本实施例提供的是基于哑铃型缺陷导体层的低通滤波电缆,从图19可以看出,本实施例中,基于哑铃型缺陷导体层的低通滤波电缆通过类似哑铃型(或I型)的结构实现低通滤波功能,能够实现锐利的滚降和较宽的阻带特性。图19所示的结构的具体参数为:第三宽化镂空区629沿滤波电缆轴向的长度D16=2.5mm,第十一镂空线段628沿滤波电缆轴向的长度D17=0.5mm,第三宽化镂空区629沿滤波电缆径向的长度W22=2.6mm,第十一镂空线段628沿滤波电缆径向的长度W23=2.0mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图20所示的等效电路。图20的等效电路中,包括第二十电感L20、第二十九电容C29。其中,第二十电感L20的第一端分别连接第一节点P1、第二十九电容C29的第一端,第二端分别连接第二节点P2、第二十九电容C29的第二端。基于此结构的滤波性能包括:过渡带是从通带为直流到4GHz,插损小于0.2dB,阻带为4.3GHz到16.2GHz。
结构六:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第八图案;如图21所示,所述第八图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十二镂空线段630;所述第十二镂空线段630的两端分别设置有第三单环形镂空图案631;所述第三单环形镂空图案631靠近所述第十二镂空线段630的一侧具有非镂空区632。其中,第三单环形镂空图案631可以但不限于是圆环形镂空图案。
本实施例提供的是基于双圆环桥连接型缺陷导体层的带阻滤波电缆,从图中可以看出,基于双圆环桥连接型缺陷导体层的带阻滤波电缆通过两个蚀刻的圆环形槽、通过一个狭窄的蚀刻间隙桥连接结构实现带阻滤波功能。本实施例的结构的具体参数为:第十二镂空线段630沿滤波电缆轴向的长度W24=第三单环形镂空图案631的环形线宽W25=0.4mm,第三单环形镂空图案631的非镂空区的长度S1=0.2mm,第三单环形镂空图案631的外环半径R=4mm,第十二镂空线段630沿滤波电缆径向的长度D18=2mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图22所示的等效电路。图22的电路中,包括第二十一电感L21、第二十二电感L22、第三电阻R3、第三十电容C30、第三十一电容C31、第三十二电容C32。其中,第二十一电感L21的第一端分别连接第一节点P1、第三十电容C30的第一端,第二端分别连接第三电阻R3的第一端、第二十二电感L22的第一端、第三十一电容C31的第一端;第三电阻R3的第二端分别连接第二节点P2、第二十二电感L22的第二端、第三十一电容C31的第二端、第三十二电容C32的第一端;第三十电容C30的第二端、第三十二电容C32的第二端分别接地。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,能够获得1.5GHz-1.6GHz的阻带插损大于20dB,通过级联的情况,阻带插损还会大大提高。DC-1.4GHz,1.7GHz-4GHz,通带内的插损较小,小于1dB。
结构七:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第九图案;如图23所示,所述第九图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第十三镂空线段633,第十三镂空线段633的一端设置有第三螺旋形镂空图案634,另一端设置有第四螺旋形镂空图案635;所述第三螺旋形镂空图案634与所述第四螺旋形镂空图案635不对称。
本实施例提供的是基于不对称桥连接螺旋型缺陷导体层的双频段带阻滤波电缆,如图23所示,基于不对称桥连接螺旋型缺陷导体层的带阻滤波电缆通过两个蚀刻的不对称螺旋形缝隙、通过一个狭窄的蚀刻间隙桥连接结构实现双频段带阻滤波功能。图23所示的结构的具体参数为:第十三镂空线段633沿滤波电缆轴向的长度W26=0.2mm,第三螺旋形镂空图案的螺距、第四螺旋形镂空图案的螺距均为S2=0.2mm,第十三镂空线段633沿滤波电缆径向的长度D19=2.4mm,第三螺旋形镂空图案634沿滤波电缆轴向的长度D20=3.2mm,第三螺旋形镂空图案634沿滤波电缆径向的长度D21=3.0mm,第四螺旋形镂空图案635沿滤波电缆径向的长度D22=2.4mm,第四螺旋形镂空图案635沿滤波电缆轴向的长度D23=2.6mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图24所示的等效电路。图24的等效电路中,包括:第四电阻R4、第五电阻R5、第二十三电感L23、第二十四电感L24、第三十三电容C33、第三十四电容C34。其中,第四电阻R4的第一端分别连接第一节点P1、第二十三电感L23的第一端、第三十三电容C33的第一端,第二端分别连接第二十三电感L23的第二端、第三十三电容C33的第二端、第五电阻R5的第一端、第二十四电感L24的第一端、第三十四电容C34的第一端;第五电阻R5的第二端分别连接第二十四电感L24的第二端、第三十四电容C34的第二端、第二节点P2。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,能够获得3.0GHz和4.5GHz两个阻带,且阻带插损大于20dB,通过级联的情况,阻带插损还会大大提高。DC-2.7GHz,3.2GHz-4.3GHz,4.7GHz-6GHz通带内的插损较小,小于1dB。
结构八:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第十图案;如图25所示,所述第十图案包括:沿所述滤波电缆轴向并排间隔设置的第十四镂空线段636、第十五镂空线段637;在所述第十四镂空线段636、第十五镂空线段637之间沿所述滤波电缆径向设置的第十六镂空线段638;所述第十四镂空线段636的中部通过所述第十六镂空线段638与第十五镂空线段637的中部连通;在所述第十四镂空线段636、第十五镂空线段637之间、所述第十六镂空线段638两侧分别设置有第三单环形镂空图案639;所述第三单环形镂空图案639靠近所述第十六镂空线段638的一边中部具有非镂空区。
第十图案非常像一个对称H和两个C,可以认为,本实施例提供的是基于对称H和C型缺陷导体层的带阻滤波电缆,如图25所示,基于对称H和C型缺陷导体层的带阻滤波电缆通过H形缝隙紧密地置于两个相对的C形缝隙之间,构成相互耦合的谐振器实现带阻滤波功能,能够在不影响差分信号的情况下显著降低共模噪声。图25所示的结构的具体参数为:第十四镂空线段636、第十五镂空线段637沿滤波电缆轴向的长度均为D24=6.375mm,第三单环形镂空图案639沿滤波电缆轴向的长度D25=2.55mm,第三单环形镂空图案639靠近第十六镂空线段638的一侧沿滤波电缆轴向的长度D26=1.275mm,第十图案沿滤波电缆径向的长度W27=6.375mm,第三单环形镂空图案639沿滤波电缆径向外环的长度W28=4.76mm,第三单环形镂空图案639沿滤波电缆径向内环的长度W29=3.4mm,第三单环形镂空图案639的非镂空区与第十四镂空线段636靠近第三单环形镂空图案639一侧的非镂空区之间的距离W30=2.04mm,第十六镂空线段638沿滤波电缆轴向的长度S3=0.255mm,第三单环形镂空图案639远离第十六镂空线段638的一侧沿滤波电缆轴向的长度S4=0.3mm,第十四镂空线段636、第十五镂空线段沿滤波电缆径向的长度S5=0.2mm。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,能够获得阻带中心频率为8.4GHz,截止频率为6.2GHz,阻带的带宽为73.8%。阻带内共模插入损耗不小于15dB,差模插入损耗不大于3dB。
结构九:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第十一图案;如图26所示,所述第十一图案包括:矩形的第四单环形镂空图案640;所述第四单环形镂空图案640的一对边沿所述滤波电缆径向设置,另一对边沿所述滤波电缆轴向设置;所述第四单环形镂空图案外侧,沿所述滤波电缆轴向设置的一对边的两端、中部均设置有第十七镂空线段641;所述第十七镂空线段641的一端与所述第四单环形镂空图案640连通;两个所述第十七镂空线段641之间设置有两个对称的L形镂空图案642;所述L形镂空图案642的拐角靠近所述第四单环形镂空图案640,一边靠近所述第十七镂空线段641、沿所述滤波电缆径向设置并通过沿所述滤波电缆轴向设置的镂空线段与靠近的所述第十七镂空线段641连通,另一边靠近所述第四单环形镂空图案640沿所述滤波电缆轴向设置;所述芯线与所述第四单环形镂空图案640对应的区域设置有沿所述滤波电缆径向的通孔643。
本实施例提供的是基于对称L型缺陷导体层的带阻滤波电缆,如图26所示,基于对称L型缺陷导体层的带阻滤波电缆,通过关于中线对称分布的4对L型缝隙构成相互耦合的谐振器实现带阻滤波功能。为了更好获得带阻响应,利用电缆芯线通过电磁耦合来实现带阻特性,但是耦合非常弱。因此,为了增加电缆芯线和缺陷导体层之间的耦合,引入了周期性的金属通孔连接,在芯线和缺陷导体层之间产生了一种改进的耦合,从而形成了一条很好的带阻滤波电缆。图26所示的结构的具体参数为:两个L形镂空图案642靠近所述第十七镂空线段641一边之间的距离D27=6.4mm,L形镂空图案642靠近第四单环形镂空图案640的一边沿滤波电缆轴向的长度D28=2.9mm,;连通L形镂空图案642与第十七镂空线段641的镂空线段沿滤波电缆轴向的长度D29=0.9mm,第十一图案沿滤波电缆轴向的长度D30=15.8mm,两个通孔的中心之间的距离D31=1.0mm,第十七镂空线段的长度W31=3.7mm,L形镂空图案642靠近所述第十七镂空线段641一边沿滤波电缆径向的长度W32=2.6mm,L形镂空图案642靠近第四单环形镂空图案640的一边沿滤波电缆径向的长度W33=0.2mm,通孔的直径d=0.5mm。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,能够获得插入损耗在4.64GHz时为57.1dB,5.48GHz时为42.6dB,6.16GHz时为36.8dB。在低通带内,0.2至3.35GHz的最大插入损耗为0.5db,在高通带内,6.89至7.98GHz的最大插入损耗为2.0db,而8.12至10.8GHz的最大插入损耗为1.0db。此外,在阻带内,4.56-6.29GHz的衰减高于28.5dB。对于回波损耗(Rerurn Loss,RL),在较低通带内,有三个反射极点,包括一个近直流工作点,3.22GHz,3.84GHz,RL在0.2到4.01GHz之间优于13dB。在上通带内,还有6.91、8.55、10.61GHz三个反射极点,RL在6.75至11.36GHz范围内优于7.5dB。
结构十:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第十二图案;如图27所示,所述第十二图案包括:相互间隔的第一子图案644和第二子图案645;所述第十二图案的第一子图案644包括:依次设置的第四U形镂空图案646、第五U形镂空图案647和第六U形镂空图案648;所述第四U形镂空图案、所述第五U形镂空图案和所述第六U形镂空图案的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第五U形镂空图案的开口方向与所述第四U形镂空图案、所述第六U形镂空图案的开口方向相反;所述第五U形镂空图案的一端与所述第四U形镂空图案的一端连通,另一端与所述第六U形镂空图案的一端连通;所述第十二图案的第二子图案645为所述第十二图案的第一子图案644沿所述滤波电缆径向旋转180得到的图案;所述芯线1与所述第十二图案的第一子图案643、第二子图案644之间的间隔对应的区域有第一截断区649;所述第一截断区648填充有第一电介质(图中未示意);所述第十二图案的第一子图案644和第二子图案645与所述芯线1对应的边界上具有非镂空区;所述第一截断区649两侧的所述芯线1与所述缺陷导体层连接。
从图27中可以看出,本实施例提供的是基于交指型缺陷导体层的带通滤波电缆,如图27所示,基于交指型缺陷导体层的带通滤波电缆,其结构主要由四部分组成,即芯线(有截断)、介质填充层(即上述第一电介质)、芯线与缺陷导体层的连接通道(图中以圆点示意)和缺陷导体层上的交指型缺陷结构,也可以为多层结构。图27所示的结构的具体参数为:第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648未与第五U形镂空图案647连通的一端沿滤波电缆轴向的长度D32=4mm,第五U形镂空图案647的底部沿滤波电缆轴向的长度D33=4mm,第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648未与第五U形镂空图案647连通的一端与芯线1对应的非镂空区沿滤波电缆轴向的长度D34=2mm,第四U形镂空图案646、第五U形镂空图案647和第六U形镂空图案648中两端之间的距离D35=2mm,第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648的底部沿滤波电缆轴向的长度D36=7mm,第一截断区沿滤波电缆轴向的长度D37=1mm,第一子图案644和第二子图案645之间的距离D38=2.4,芯线的直径W34=2mm,第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648的U形口深度W35=7.6mm,第五U形镂空图案647的U形口深度W36=8.7mm,第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648的底部与芯线对应的非镂空区的距离W37=2.2mm,与芯线对应的非镂空区沿滤波电缆径向的长度W38=5mm,第四U形镂空图案646和第六U形镂空图案648的端部与芯线对应的非镂空区的距离W39=5mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图28所示的等效电路。图28的电路中,包括:第三十五电容C35、第三十六电容C36、第三十七电容C37、第三十八电容C38、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第二十五电感L25、第二十六电感L26、第二十七电感L27、第二十八电感L28、第二十九电感L29、第三十电感L30。其中,第三十五电容C35分别与第一节点P1、第三十八电容C38的第一端、第二十五电感L25的第一端连接,第二端分别与第三十六电容C36的第一端、第三十九电容C39的第一端、第二十七电感L27的第一端连接;第三十九电容C39的第二端与第二十六电感L26的第一端连接;第三十六电容C36的第二端分别与第二十八电感L28的第一端、第三十七电容C37的第一端、第四十电容C40的第一端连接;第四十电容C40的第二端与第二十九电感L29的第一端连接;第三十七电容C37的第二端分别与第二节点P2、第三十电感L30的第一端、第四十一电容C41的第一端连接;第三十八电容C38的第二端、第二十五电感L25的第二端、第二十六电感L26的第二端、第二十七电感L27的第二端、第二十八电感L28的第二端、第二十九电感L29的第二端、第三十电感L30的第二端、第四十一电容C41的第二端分别接地。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,具有中心频率为2.5GHz、带宽为14.8%的带通滤波性能,具有高选择性和宽上阻带的优点。对于要求高选择性和宽阻带的许多通信应用来说,它可能是一个潜在的带通应用。
结构十一:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第十三图案;如图29所示,所述第十三图案包括:土字形镂空图案;所述土字形镂空图案的第一竖边沿所述滤波电缆径向设置,第一横边650和第二横边651分别沿所述滤波电缆轴向设置;所述第一横边650的长度小于所述第二横边65的长度;所述第二横边651的一端设置有第五螺旋形镂空图案652,另一端设置有与所述第五螺旋形镂空图案652完全对称的第六螺旋形镂空图案654;所述第一横边650的一端设置有第七螺旋形镂空图案653,所述第七螺旋形镂空图案653位于所述第五螺旋形镂空图案652的非镂空区内,另一端设置有与所述第七螺旋形镂空图案653完全对称的第八螺旋形镂空图案655,所述第八螺旋形镂空图案655位于所述第六螺旋形镂空图案654的非镂空区内;所述芯线1与所述土字形镂空图案的竖边对应的区域具有第二截断区656,所述第二截断区656填充有第二电介质(图中未示出)。
本实施例提供的是基于曲折线型多模谐振单元缺陷导体层的带通滤波电缆,如图29所示,基于曲折线型多模谐振单元缺陷导体层的带通滤波电缆,其结构主要由三部分组成,即芯线(有截断)、介质填充层(即上述第二电介质)和缺陷导体层(其结构上认为包括若干曲折线型多模谐振单元)。图29所示的结构的具体参数为:第一横边沿滤波电缆轴向的长度D39=7mm,第十三图案沿滤波电缆径向的长度D40=6.2mm,第五螺旋形镂空图案652、第六螺旋形镂空图案654沿滤波电缆轴向的长度D41=3.3mm,土字形镂空图案的第二横边、第一横边、第一竖边包围的非镂空区沿滤波电缆轴向的长度D42=3mm,所述第二截断区656沿滤波电缆轴向的长度D43=1mm,第五螺旋形镂空图案和第六螺旋形镂空图案中除端部以外的镂空线宽W40=0.3mm,沿滤波电缆轴向第五螺旋形镂空图案中的镂空线段与第七螺旋形镂空图案中的镂空线段之间的距离以及第六螺旋形镂空图案中的镂空线段与第八螺旋形镂空图案中的镂空线段之间的距离W41=0.3mm,第一横边与第二横边之间的距离W42=0.6mm,第七螺旋形镂空图案和第八螺旋形镂空图案中的镂空线宽W43=0.3mm,第五螺旋形镂空图案和第六螺旋形镂空图案中端部的镂空线宽W44=0.3mm。基于此结构的滤波性能包括:单个谐振单元情况下,可以同时产生两个通带和四个传输零点,典型情况:工作在2.45GHz和5.8GHz(WLAN应用)下的双频带通滤波器,带宽分别为12.8%和14.7%,最小插入损耗为1.1dB和1.0dB,产生的四个传输零点可以提高选择性。
结构十二:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路,且所述芯线的数量为2,所述刻蚀图案包括:多个第十四图案;如图30所示,所述第十四图案包括:日字形镂空图案;所述日字形镂空图案包括沿所述滤波电缆轴向设置的第三横边657、第四横边658和第五横边659,沿所述滤波电缆径向设置的第二竖边660和第三竖边661;所述第四横边658位于所述第三横边657和所述第五横边659中间;所述第四横边658靠近所述第三横边657的一侧中部具有沿所述滤波电缆径向设置的非镂空线段662;所述第四横边658上还具有长边沿所述滤波电缆轴向的第一L形非镂空区663、第二L形非镂空区664、第三L形非镂空区665;所述第一L形非镂空区663的长边与所述非镂空线段662连通,短边与所述第二L形非镂空区664的长边连通;所述第二L形非镂空区664的短边与所述第三L形非镂空区665的长边连通;两条所述芯线1中,一条所述芯线1位于所述第三横边657与所述第四横边658之间的非镂空区域且具有第三截断区666,另一条所述芯线1位于所述第四横边658与所述第五横边659之间的非镂空区域,且具有第四截断区667;所述第三截断区填充有第三电介质;所述第四截断区填充有第四电介质。
第十四图案看起来也很像哑铃,可以认为,本实施例提供的是基于哑铃型缺陷导体层的差分带通滤波电缆,如图30所示,基于哑铃型缺陷导体层的差分带通滤波电缆,其结构由哑铃型加载的差分传输线组成,镂空包围的非镂空区域中,看起来由两个电容性方形贴片通过一条薄金属条相互连接而成。在这种结构中,谐振单元将在差模信号情况下被激发,在差模信号传输中传输线电场的垂直分量是反向的。这会在谐振单元的顶部和底部产生一个电偶极矩,从而在谐振单元之间的金属条中产生电流。然而,在共模传输情况下,传输线的电场同样激励顶部和底部的电容性贴片,因此金属条上没有偶极矩和电流,谐振单元不能被激发。图30的结构的具体参数为:第三横边沿滤波电缆轴向的长度D44=7.6mm,第二L形非镂空区664的长边沿滤波电缆轴向的长度D45=4.2mm,第二竖边、第三竖边沿滤波电缆轴向的长度D46=0.2mm,第三截断区、第四截断区的长度D47=0.6mm,非镂空区域662沿滤波电缆轴向的长度D48=0.4mm,第十四图案沿滤波电缆径向的长度W45=15.4mm,两个芯线1间的距离W46=5.7mm,第四横边沿滤波电缆径向的长度W47=4.2mm,沿滤波电缆径向第一L形非镂空区663的短边加第二L形非镂空区664的长边的长度W48=1.4mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图31所示的等效电路。图31的等效电路中,包括:包括第三十一电感L31、第三十二电感L32、第三十三电感L33、第三十四电感L34、第三十五电感L35,第四十二电容C42、第四十三电容C43、第四十四电容C44、第四十五电容C45、第四十六电容C46、第四十七电容C47、第四十八电容C48、第四十九电容C49。其中,第三十一电感L31的第一端与第一节点P1连接,第二端与第四十二电容C42的第一端连接;第四十二电容C42的第二端分别与第四十三电容C43的第一端、第四十四电容C44的第一端连接;第四十三电容C43的第二端与第三十二电感L32的第一端连接;第三十二电感L32的第二端与第二节点P2连接;第四十四电容C44的第二端分别与第四十五电容C45的第一端、第三十三电感L33的第一端连接;第三十三电感L33的第二端分别与第四十六电容C46的第一端、第四十七电容C47的第一端连接;第四十七电容C47的第二端分别与第四十八电容C48、第四十九电容C49的第一端连接;第四十八电容C48的第二端与第三十四电感L34的第一端连接,第四十九电容C49的第二端与第三十五电感L35的第一端连接,第四十五电容C45的第二端、第四十六电容C46的第二端、第三十四电感L34的第二端、第三十五电感L35的第二端分别接地。基于哑铃型缺陷导体层的差分带通滤波电缆可实现高阶带通滤波功能,典型的三阶滤波电缆,在1.5GHz中心频率处有6%的相对带宽,通带差模信号的插入损耗为2.4dB,可通过选择更好的柔性基板材料来改善,从而获得更更低的插入损耗。差分通带内有超过57分贝的共模抑制,共模信号的微小通带是由于制造公差引起的不对称性造成的,通过提升加工精度能降低共模通带。
结构十三:
若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路,所述刻蚀图案包括:多个第十五图案;如图32所示,所述第十五图案包括:方波形镂空图案668;所述方波形镂空图案的两端分别设置有沿所述滤波电缆径向的第四宽化镂空区669。方波形镂空图案看起来很曲折,可以认为,本实施例提供的是基于曲折线型哑铃结构的缺陷导体层带通滤波电缆,如图32所示,基于曲折线型哑铃结构的缺陷导体层带通滤波电缆,其结构由基于曲折线型的哑铃型结构、电缆芯线和芯线与缺陷导体层的连接通道(图中以圆点示意)的组成,图中看起来,基于曲折线型哑铃结构谐振单元由两个方形缝隙和一条曲折线型缝隙相互连接而成。通过过孔与缺陷导体层之间的桥接使得等效电感和电容的分量为负。这些负分量排除了寄生的右手分支,因此传输线只有一个纯左手分支响应特性。如图32所示,曲折线型的交指线上有两个半径为0.3mm的连接通道与电缆芯线相连。图32所示的结构的具体参数为:第十四图案沿滤波电缆轴向的长度D49=5.2mm,方波形镂空图案668沿滤波电缆轴向的长度D50=5mm,第四宽化镂空区669沿滤波电缆径向的长度W49=5mm,方波形镂空图案668的方波线宽W50=0.1mm,方波形镂空图案668的方波间隔W51=0.5mm,方波形镂空图案668的周期W52=1.1mm。本实施例的结构可以使得滤波电缆等效成如图32所示的等效电路。图32的等效电路中,包括:第三十六电感L36、第三十七电感L37、第三十八电感L38、第三十九电感L39、第四十电感L40、第四十一电感L41、第五十电容C50、第五十一电容C51、第五十二电容C52。其中,第三十六电感L36的第一端与第一节点P1连接;第三十六电感L36的第二端分别与第三十七电感L37的第一端、第五十电容C50的第一端、第四十一电感L41的第一端、第四十电感L40的第一端、第五十一电容C51的第一端、第五十二电容C52的第一端连接;第三十七电感L37的第二端分别与第三十八电感L38的第一端、第五十电容C50的第二端、第五十一电容C51的第二端、第三十九电感L39的第一端、第四十电感L40的第二端、第五十二电容C52的第二端连接;第三十八电感L38的第二端与第二节点连接;第三十九电感L39的第二端、第四十一电感L41的第二端分别接地。基于此结构的滤波性能包括:滤波带宽为0.624-3.51GHz,即实现了相对带宽为140%的带通滤波电缆。
一些实施例中,缺陷导体层的典型实施方式:所述缺陷导体层以缠绕形式设置。具体的,可以通过在绝缘层外缠绕缺陷导体层实现,如图34所示的基于缺陷导体层的滤波电缆,所述刻蚀图案包括:多个第十六图案。第十六图案的具体结构有多种。比如,所述第十六图案可以参考图12所示的PI状镂空图案,如图35所示,PI状镂空图案的缺陷导体层以一定角度缠绕在绝缘层外,可以使得滤波电缆等效成低通滤波电路。本实施例中,将缺陷导体层通过缠绕形式包裹在电缆外侧,便于工业批量生产。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种滤波电缆,其特征在于,在沿所述滤波电缆径向的横截面中,从内向外依次设置有芯线、包围所述芯线的N层缺陷导体层;其中,所述缺陷导体层上具有刻蚀图案;所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向分布式设置;所述刻蚀图案用于使得所述滤波电缆等效成预设的滤波电路,对所述滤波电缆中传输的信号进行滤波;其中,N的取值为正整数;还包括设置在所述N层缺陷导体层外的与所述N层缺陷导体层绝缘的M层屏蔽层;其中,M的取值为正整数。
2.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,所述刻蚀图案沿所述滤波电缆轴向呈周期性或者非周期性地分布式设置。
3.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,所述刻蚀图案的刻蚀区呈镂空状或者填充有绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值大于或者等于2,N层缺陷导体层之间相互绝缘设置或连通设置。
5.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值为1,所述刻蚀图案包括:多个第一图案;
所述第一图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第一镂空线段,第一镂空线段的一端设置有第一螺旋形镂空图案,另一端设置有第二螺旋形镂空图案;
所述第二螺旋形镂空图案与所述第一螺旋形镂空图案对称设置。
6.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值为1,所述刻蚀图案包括:多个第二图案;
所述第二图案包括:相互间隔的第一双环形镂空图案和第二双环形镂空图案;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案的外环上靠近对称轴的一侧中部具有第一非镂空区;
所述第一双环形镂空图案和所述第二双环形镂空图案的内环上远离对称轴的一侧中部具有第二非镂空区。
7.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,所述预设的滤波电路包括低通滤波电路、带阻滤波电路或者带通滤波电路。
8.根据权利要求7所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括低通滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第三图案;所述第三图案包括:沿所述滤波电缆轴向的第二镂空线段;所述第二镂空线段包括第三镂空线段、在第三镂空线段两端对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的第四镂空线段和第五镂空线段;与所述第二镂空线段并排间隔设置的第六镂空线段;所述第六镂空线段上与所述第三镂空线段对应的区域具有第三非镂空区,与所述第四镂空线段对应的区域具有与所述第四镂空线段连通的第一窄化镂空区,与所述第五镂空线段对应的区域具有与所述第五镂空线段连通的第二窄化镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第四图案;所述第四图案包括:两个相互间隔对称且对称轴沿所述滤波电缆径向设置的子图案;所述第四图案的子图案包括沿所述滤波电缆径向并排设置的第七镂空线段和第八镂空线段;所述第七镂空线段的两端分别设置有第一单环形镂空图案;所述第一单环形镂空图案远离所述第七镂空线段的一边中部具有非镂空区;所述第八镂空线段的两端分别设置有第二单环形镂空图案;所述第二单环形镂空图案远离所述第八镂空线段的一边中部具有非镂空区;所述第二单环形镂空图案所包围区域的面积大于所述第一单环形镂空图案所包围区域的面积;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第五图案;所述第五图案包括:交叉设置的第九镂空线段和第十镂空线段;所述第九镂空线段沿所述滤波电缆轴向设置且两端分别设置有第一宽化镂空区;所述第十镂空线段沿所述滤波电缆径向设置且两端分别设置有第二宽化镂空区;所述第二宽化镂空区所包围区域的面积大于所述第一宽化镂空区所包围区域的面积;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第六图案;所述第六图案包括:依次设置的第一U形镂空图案、第二U形镂空图案和第三U形镂空图案;所述第一U形镂空图案、所述第二U形镂空图案和所述第三U形镂空图案的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第二U形镂空图案的开口方向与所述第一U形镂空图案、所述第三U形镂空图案的开口方向相反;所述第二U形镂空图案的一端与所述第一U形镂空图案的一端连通,另一端与所述第三U形镂空图案的一端连通;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第七图案;所述第七图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十一镂空线段;所述第十一镂空线段的两端分别设置成第三宽化镂空区。
9.根据权利要求7所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带阻滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第八图案;所述第八图案包括:沿所述滤波电缆径向的第十二镂空线段;所述第十二镂空线段的两端分别设置有第三单环形镂空图案;所述第三单环形镂空图案靠近所述第十二镂空线段的一侧具有非镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第九图案;所述第九图案包括:沿所述滤波电缆径向设置的第十三镂空线段,第十三镂空线段的一端设置有第三螺旋形镂空图案,另一端设置有第四螺旋形镂空图案;所述第三螺旋形镂空图案与所述第四螺旋形镂空图案不对称;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十图案;所述第十图案包括:沿所述滤波电缆轴向并排间隔设置的第十四镂空线段、第十五镂空线段;在所述第十四镂空线段、第十五镂空线段之间沿所述滤波电缆径向设置的第十六镂空线段;所述第十四镂空线段的中部通过所述第十六镂空线段与第十五镂空线段的中部连通;在所述第十四镂空线段、第十五镂空线段之间、所述第十六镂空线段两侧分别设置有第三单环形镂空图案;所述第三单环形镂空图案靠近所述第十六镂空线段的一边中部具有非镂空区;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十一图案;所述第十一图案包括:矩形的第四单环形镂空图案;所述第四单环形镂空图案的一对边沿所述滤波电缆径向设置,另一对边沿所述滤波电缆轴向设置;所述第四单环形镂空图案外侧,沿所述滤波电缆轴向设置的一对边的两端、中部均设置有第十七镂空线段;所述第十七镂空线段的一端与所述第四单环形镂空图案连通;两个所述第十七镂空线段之间设置有两个对称的L形镂空图案;所述L形镂空图案的拐角靠近所述第四单环形镂空图案,一边靠近所述第十七镂空线段、沿所述滤波电缆径向设置并通过沿所述滤波电缆轴向设置的镂空线段与靠近的所述第十七镂空线段连通,另一边靠近所述第四单环形镂空图案沿所述滤波电缆轴向设置;所述芯线与所述第四单环形镂空图案对应的区域设置有沿所述滤波电缆径向的通孔。
10.根据权利要求7所述的滤波电缆,其特征在于,若N的取值为1,且所述预设的滤波电路包括带通滤波电路;
所述刻蚀图案包括:多个第十二图案;所述第十二图案包括:相互间隔的第一子图案和第二子图案;所述第十二图案的第一子图案包括:依次设置的第四U形镂空图案、第五U形镂空图案和第六U形镂空图案;所述第四U形镂空图案、所述第五U形镂空图案和所述第六U形镂空图案的开口沿所述滤波电缆径向设置;其中,所述第五U形镂空图案的开口方向与所述第四U形镂空图案、所述第六U形镂空图案的开口方向相反;所述第五U形镂空图案的一端与所述第四U形镂空图案的一端连通,另一端与所述第六U形镂空图案的一端连通;所述第十二图案的第二子图案为所述第十二图案的第一子图案沿所述滤波电缆径向旋转180得到的图案;所述芯线与所述第十二图案的第一子图案、第二子图案之间的间隔对应的区域有第一截断区;所述第一截断区填充有第一电介质;所述第十二图案的第一子图案和第二子图案与所述芯线对应的边界上具有非镂空区;所述第一截断区两侧的所述芯线与所述缺陷导体层连接;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十三图案;所述第十三图案包括:土字形镂空图案;所述土字形镂空图案的第一竖边沿所述滤波电缆径向设置,第一横边和第二横边分别沿所述滤波电缆轴向设置;所述第一横边的长度小于所述第二横边的长度;所述第二横边的一端设置有第五螺旋形镂空图案,另一端设置有与所述第五螺旋形镂空图案完全对称的第六螺旋形镂空图案;所述第一横边的一端设置有第七螺旋形镂空图案,所述第七螺旋形镂空图案位于所述第五螺旋形镂空图案的非镂空区内,另一端设置有与所述第七螺旋形镂空图案完全对称的第八螺旋形镂空图案,所述第八螺旋形镂空图案位于所述第六螺旋形镂空图案的非镂空区内;所述芯线与所述竖边对应的区域具有第二截断区,所述第二截断区填充有第二电介质;
或者,所述芯线的数量为2,所述刻蚀图案包括:多个第十四图案;所述第十四图案包括:日字形镂空图案;所述日字形镂空图案包括沿所述滤波电缆轴向设置的第三横边、第四横边和第五横边,沿所述滤波电缆径向设置的第二竖边和第三竖边;所述第四横边位于所述第三横边和所述第五横边中间;所述第四横边靠近所述第三横边的一侧中部具有沿所述滤波电缆径向设置的非镂空线段;所述第四横边上还具有长边沿所述滤波电缆轴向的第一L形非镂空区、第二L形非镂空区、第三L形非镂空区;所述第一L形非镂空区的长边与所述非镂空线段连通,短边与所述第二L形非镂空区的长边连通;所述第二L形非镂空区的短边与所述第三L形非镂空区的长边连通;两条所述芯线中,一条所述芯线位于所述第三横边与所述第四横边之间的非镂空区域且具有第三截断区,另一条所述芯线位于所述第三横边与所述第五横边之间的非镂空区域,且具有第四截断区;所述第三截断区填充有第三电介质;所述第四截断区填充有第四电介质;
或者,所述刻蚀图案包括:多个第十五图案;所述第十五图案包括:方波形镂空图案;所述方波形镂空图案的两端分别设置有沿所述滤波电缆径向的第四宽化镂空区。
11.根据权利要求1所述的滤波电缆,其特征在于,所述缺陷导体层以缠绕形式设置。
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