CN114255927A

CN114255927A - 具有导电部件的参数控制比率的混合高频分隔器

Info

Publication number: CN114255927A
Application number: CN202111106418.7A
Authority: CN
Inventors: R·库苏马; B·克拉克; A·奥尔布林克
Original assignee: Belden Inc
Current assignee: Belden Inc
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2022-03-29
Also published as: US20220093292A1; US11682501B2; CA3131467A1; EP3971917A1; US11955254B2; CA3131467C; US20230282393A1

Abstract

本公开描述了用于具有导电和非导电部分或金属和非金属部分的数据电缆的混合分隔器、以及包括这种混合分隔器的数据电缆的制造方法和实施方式。包括一个或多个导电部分和一个或多个非导电部分的混合分隔器可以位于数据电缆内相邻的双绞线绝缘和屏蔽或非屏蔽导体对之间，以便提供导体的物理和电分离。可以选择每个导电部分和每个非导电部分的位置和范围(横向和纵向)以获得数据电缆的最佳性能，包括衰减或抑制串扰、减少回波损耗、增加稳定性和控制阻抗。

Description

具有导电部件的参数控制比率的混合高频分隔器

相关申请

本申请要求于2020年9月22日提交的题为“Hybrid High Frequency Separatorwith Parametric Control Ratios of Conductive Components”的美国临时专利申请No.63/081,689的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及数据电缆。特别地，本申请涉及用于数据电缆的具有导电部件的参数控制比率的混合高频分隔器。

背景技术

由电信行业协会(TIA)、国际标准化组织(ISO)和美国国家标准协会(ANSI)等行业标准组织制定的高带宽数据电缆标准，诸如ANSI/TIA-568.2-D，包括用于通常称为6A类类型的电缆的性能需求。这些高性能6A类电缆对最大回波损耗和串扰以及其他电气性能参数具有严格的规范。未能满足这些需求意味着该电缆可能无法用于高数据速率通信，例如1000BASE-T(千兆以太网)、10GBASE-T(10千兆以太网)或其他未来新兴标准。

串扰是电缆中相邻导体对之间电磁干扰(EMI)的结果，由此信号在多对电缆中的第一双绞线导体对中流动会生成电磁场，该电磁场被电缆中的另一双绞线导体对接收到并转换回电信号。

回波损耗是对传输信号功率与由导体对的阻抗变化引起的信号反射功率之间的差异的测量。由电缆制造过程、远端的电缆终端、安装期间由于过度弯曲造成的损坏、将成对导体挤压在一起的塑料电缆扎带、或电缆内部或周围的水分的斑点等因素引起的导体对中阻抗的任何随机或周期性变化将导致部分传输信号被反射回源。

用于解决内部串扰的典型方法需要权衡利弊。例如，内部串扰可能会受到增加电缆内导体的物理分隔或添加介电分隔器或填充物或完全屏蔽导体对的影响，所有这些都可能增加电缆的尺寸、增加安装或端接的费用和/或难度。例如，全屏蔽电缆，诸如屏蔽箔双绞线(S/FTP)设计包括用于将导电箔屏蔽接地的排扰线，但使用屏蔽连接器和其他相关硬件的总安装成本明显更高。全屏蔽电缆也更难端接，如果端接不当，可能会引起接地回路电流和噪声。

发明内容

本公开描述了用于具有导电和非导电部分或金属和非金属部分的数据电缆的混合分隔器、以及包括这种混合分隔器的数据电缆的制造方法和实施方式。包括一个或多个导电部分和一个或多个非导电部分的混合分隔器可以位于数据电缆内相邻的双绞线绝缘和屏蔽或非屏蔽导体对之间，以便提供导体的物理和电隔离。可以选择每个导电部分和每个非导电部分的位置和范围(横向和纵向)以获得数据电缆的最佳性能，包括衰减或抑制串扰、减少回波损耗、增加稳定性和控制阻抗。可以调节部件的厚度和横向形状以进一步将性能提高到以前用现有技术无法达到的水平。

在一个方面，本公开涉及一种用于减少相邻双绞线导体对之间的串扰的电缆。该电缆包括具有第一侧部和第一面向外的部分的第一双绞线导体对。该电缆还包括具有第二侧部和第二面向外的部分的第二双绞线导体对。该电缆还包括混合分隔器，该混合分隔器包括第一非导电部分和附接到第一非导电部分的第一导电部分。在一些实施方式中，第一导电部分的横向尺寸小于第一非导电部分的横向尺寸；并且第一导电部分被配置为将第一双绞线导体对的第一侧部与第二双绞线导体对的第二侧部进行部分电屏蔽，以减少在电缆的工作期间第一和第二双绞线导体对之间的串扰，同时与具有全屏蔽实施方式(例如非屏蔽箔双绞线(U/FTP)或F/UTP电缆)的实施例相比，最小化对其他电气参数(例如阻抗和衰减)的影响。

附图说明

图1A是包含十字网分隔器的UTP电缆的实施例的横截面；

图1B是包含混合分隔器的UTP电缆的实施例的横截面；

图2A是图1B的混合分隔器的实施例的横截面；

图2B是混合分隔器的另一个实施例的横截面；

图2C是混合分隔器的实施例的一部分的放大横截面；

图2D-2G是混合分隔器的其他实施例的横截面；

图2H和2I是利用多个导电部分的混合分隔器的其他实施例的横截面；

图2J是混合分隔器的实施例的一部分的放大横截面；

图2K和2L是图2J的混合分隔器的实施例的横截面；

图2M是包含混合分隔器的UTP电缆的另一个实施例的横截面；

图2N和2O是混合分隔器的附加实施例的横截面；

图3A是混合分隔器的实施例的一部分的等距视图；

图3B和3C是图3A的混合分隔器的实施例的俯视图；

图3D是混合分隔器的另一个实施例的俯视图；

图3E是沿数据电缆的不同纵向位置的图3D的混合分隔器的实施例的一组横截面；以及

图4A-4F是混合分隔器的附加实施例的横截面。

在附图中，相似的附图标记通常表示相同、功能相似和/或结构相似的元件。

专利或申请文件至少包含一张彩色绘图。本专利或专利申请出版物的带有彩色附图的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。

具体实施方式

本公开以具有成本效益的方式解决了多导体电缆、电缆到电缆或“外来”串扰(ANEXT)、衰减、内部串扰(NEXT)和信号回波损耗(RL)的导体之间的串扰问题，而没有更大、更硬、更昂贵和更困难的持续制造典型电缆的设计代价。特别地，本文公开的制造方法和电缆减少了内部电缆RL和NEXT以及外部电缆ANEXT干扰，符合美国国家标准协会(ANSI)/电信工业协会(TIA)568.2-D 6A类(6类增强)规范，同时减少电缆的厚度和刚度。

高带宽数据电缆的许多实施方式使用填充物或分隔器，有时由于它们的十字形形状而被称为“十字网”或类似术语，主要通过强制电缆导体的分隔来减少内部串扰。例如，图1A是包含十字网分隔器108的非屏蔽双绞线(UTP)电缆100的实施例的横截面。该电缆包括由绝缘体104封装或包围的各个导体106的多个非屏蔽双绞线102a-102d(总称为线对(pairs)102)。导体106可以是任何导电材料，例如铜或无氧铜(即具有0.001％或更低的氧含量)或任何其他合适的材料。导体绝缘体104可以包括任何类型或形式的绝缘体，包括氟化乙丙烯(FEP)或聚四氟乙烯(PTFE)

高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或任何其他类型的低介电损耗绝缘体。每个导体201周围的绝缘体可具有相对于空气的低介电常数(例如1-3)，从而降低导体之间的电容。绝缘体还可以具有高介电强度，例如400-4000V/mil，通过减少导体之间的距离来允许更薄的壁以降低电感。在一些实施例中，每个线对102可具有不同程度的扭转或绞合(即，两个导体进行一次360度旋转扭转所需的距离)，从而减少线对之间的耦合。在其他实施例中，两个线对可以具有较长的绞合(例如两个相对的线对102a、102c)，而另外两个线对具有较短的绞合(例如两个相对的线对102b、102d)。每个线对102可以放置在填充物108的两个臂之间的通道内，所述通道有时被称为凹槽、空隙、区域或其他类似的名称。

填充物108可以是非导电材料，例如阻燃聚乙烯(FRPE)或任何其他此类低损耗介电材料。填充物108可以具有十字形横截面并且位于电缆内的中心，在十字的每个臂之间的通道中具有成对的导体(例如，线对102)。在十字的每一端，在一些实施例中，填充物的扩大的末端部分可以为周围的护套112提供结构支撑。尽管示出了砧状末端部分，但是在一些实施方式中，十字网填充物可以具有圆形、方形、T形或其他形状的末端部分。

在一些实施例中，电缆100可以包括围绕填充物108和线对102的导电阻隔带110。尽管为了简单在图1中示出为连续环，阻隔带110可以包括施加在填充物108和线对102周围的扁平带材料。导电阻隔带110可以包括连续导电带、不连续导电带、诸如铝箔的箔、介电材料、箔和介电材料的组合(例如夹在两层介电材料(例如聚酯(PET))之间的箔)、或任何其他此类材料，并且可以包括中间粘合剂层。在一些实施例中，导电碳纳米管层可用于以减小的尺寸改善电气性能和阻燃性。电缆100还可以包括围绕阻隔带110、填充物108和/或线对102的护套112。护套112可以包括任何类型和形式的护套材料，例如聚氯乙烯(PVC)、氟化乙烯丙烯(FEP)或聚四氟乙烯(PTFE)

高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或任何其他类型的护套材料。在一些实施例中，护套112可被设计成生产压力通风系统或立管级电缆。

如图1A所示，十字网填充物108包括电缆横截面的大部分，在许多实施方式中高达40密耳(0.015英寸)或更多。虽然这可能有助于增加导体对之间的物理间距，从而改善电气特性，但大量的填充物可能会增加电缆的刚度，这可能会妨碍安装和使用寿命，并且可能会限制电缆的尺寸。例如，许多这样的实施方式导致电缆的横截面直径为0.125英寸或更大。此外，填充物材料可能会增加电缆的制造费用，并且在许多实施方式中，填充物材料是可燃材料，在发生火灾时可能会产生危险的烟雾。

解决包含十字网填充物的电缆的这些和其他问题的一些尝试涉及用金属带或箔代替填充物，该金属带或箔以十字形或有时以S形或其它形状放置在相邻的导体对之间。虽然这样的实施方式可能导致更小和更柔韧的电缆，但金属带可能会严重影响电气性能。虽然它们可以减少线对之间的串扰或噪声耦合，但这是以衰减(例如通过自感应)、阻抗、稳定性、回波损耗和不平衡频率性能为代价的，导致需要进行补偿，通常是通过增加绝缘直径或使绝缘发泡。

相反，本文中讨论的系统和方法涉及混合半导体填充物或分隔器，其具有薄箔或带的优点而没有受损的电气特性。分隔器的厚度可以显著小于十字网填充物实施方式中的厚度(例如小至2-3密耳或0.002英寸，或者在一些实施方式中甚至更小)，这可以允许相对于使用传统分隔器的电缆减小电缆的横截面尺寸。特别地，在一些实施方式中，6A类兼容电缆可以用混合半导体填充物制造并且所得的横截面积和直径类似于5e类兼容电缆(例如，没有填充物的非屏蔽双绞线电缆)。非导电或非金属部件或分隔器部分的结合允许翅片延伸到封闭的阻隔带或护套以确保导体分隔，而不需要比实现所需噪声和串扰耦合性能特征所需的金属部件更多的金属部件，从而限制分隔器对阻抗和衰减的影响。分隔器的非金属部分还可以促进标准加工夹具和模具的使用(例如类似于用于制造组合箔/介电阻隔带的那些)，以及保持电缆结构内金属部件的方向。

图1B是包含半导电混合分隔器120的UTP电缆100'的实施例的横截面。如图1A的电缆100，电缆100'包括由绝缘体104封装的各个导体106的多个双绞线对102a-102d；周围的阻隔带或屏障110；和周围的护套112。然而，代替填充物108，半导电混合分隔器120(总称为分隔器120)提供导体对102的物理和电分隔。分隔器120包括非导电部分122，其可以包括任何合适的介电材料，例如聚酯薄膜、聚乙烯、聚酯等，或可以用作衬底的任何其他非导电材料。分隔器120还包括导电部分124，如图1B中分隔器120的中心所示，它可以提供导体对之间的串扰保护。导电部分124可以包括任何合适的导电或半导电材料，例如铝箔；可调节导电材料，例如导电或半导电碳纳米管结构或石墨烯；聚酯衬底上的导电涂层；或任何其他具有屏蔽能力的此类材料。导电部分124可以经由粘合剂或类似方式(未示出)固定到非导电部分122。如图所示，在一些实施方式中，分隔器的非导电部分122在一些实施方式中可以延伸到阻隔带110或护套112(并且在一些实施方式中可以被称为分隔器“尖端”或“腿”)。通过延伸到阻隔带或护套，分隔器120不能在电缆内横向移动，从而确保导电部分124的一致定位。

图2A是图1B的半导体混合分隔器120的实施例的横截面，其被放大以显示细节。如图所示，分隔器的中心部分可以是导电的(例如材料124)，而分隔器的尖端部分可以是非导电的(例如材料122)。尽管以十字表示，但在许多实施方式中，分隔器可由两个折叠部分或片段形成。例如，图2B是包含第一部分126A和第二部分126B(不同地称为分隔器半部、分隔器部分、部分126、片段126或类似术语)的半导体混合分隔器120的另一个实施例的横截面。如图所示，每个片段126A、126B可以折叠成大约90度并且使外部折痕相邻得放置以形成十字形状。在一些实施方式中，片段可以在中心略微重叠，并且可以在重叠之间施加粘合剂层以形成单个分隔器120。以这种方式制造分隔器120可以是非常划算的，因为十字形状不需要像在十字网填充物中一样挤出。

尽管在分隔器片段126的尖端处示出了非导电部分，但在许多实施方式中，非导电部分可以跨越分隔器半部的整体长度延伸作为连续层或衬底，其中导电部分作为第二层施加。图2C是分隔器半部126A的一个这样的实施例的一部分的放大横截面。如图所示，非导电衬底122可以跨越整个分隔器半部延伸，导电层124固定到衬底(例如，经由粘合剂层或热粘合，未示出)。

在许多实施方式中，可以调节混合分隔器的尺寸参数以微调或优化串扰保护与对电缆的阻抗影响之间的平衡。例如，可以调节层高度H₁和H₂、以及导电层124的宽度W₂、以及该层与非导电层122的每个边缘的间距或偏移W₁、W₃。

图2D-2G是具有各种尺寸参数的半导体混合分隔器120的其他实施例的横截面。如图2D所示，在一些实施方式中，每个分隔器片段126A、126B的导电层124可以非常窄，例如以提供刚好足够的串扰保护以满足6A类近端串扰(NEXT)性能：

在其他实施方式中，取决于相关通信标准的需求，可以使用更多或更少数量的导电层。例如，为了优化性能或满足相关标准的需求，可以调整或调节填充物材料的数量及其尺寸、导电与非导电材料的比率或屏蔽材料与衬底材料的比率、或其他这种参数。这种调整可以手动(例如反复调节参数和测量性能)，或者自动或半自动(例如经由对调整后的参数进行建模和测试)执行。

导电层124不需要在每个分隔器半部126上居中。如图2E所示，在一些实施方式中，不对称导电层124可以偏移(例如增加W₁或W₃)以在一个轴上比另一个轴上更多地改善NEXT(例如在左上和左下导体对之间；以及在右上和右下导体对之间)。这在一些实施方式中可能是有帮助的，在这些实施方式中相邻导体对具有非常相似的绞合长度和对串扰更敏感并且需要更大的屏蔽，而无需在具有非常不同的绞合长度和更强的串扰抗扰度的相邻导体对之间使用额外的导电材料。在图2F所示的进一步实施方式中，分隔器片段可以是完全不对称的，其中一个分隔器半部126A具有大部分或完全沿着非导电层的一半延伸的导电层124，而另一分隔器半部126B具有更居中的导电层。因此，根据相邻导体对组合之间的具体关系及其对串扰的敏感性，不同的尺寸参数可用于分隔器片段以及导电层和非导电层。

尽管以上在非导电层122在分隔器120的中心相遇的实施方式中进行了讨论，但是在其他实施方式中，分隔器半部可以在相反方向上折叠以使得导电层124在中心相遇，如图2G所示。导电层124可以经由粘合剂、热结合或类似方法在重叠区域中接合。这可以允许两个分隔器片段126A-126B的导电层之间的导电性，这可以在一些实施方式中提供电气性能的改进(例如改进的静电干扰抑制，特别是在导电层接地的情况下；或改进的外来串扰抑制，如果不是在导电层接地的情况下)。

导电层124不需要跨越每个分隔器半部横向连续；或者类似地，每个分隔器半部可以包括多个不连续的导电层124。例如，图2H和2I是利用多个导电部分124的半导体混合分隔器120的其他实施例的横截面。在图2H的实施方式中，每个分隔器半部126包括两个导电部分124，其在分隔器十字的每个腿上居中，并且对应于每个导体对的中心。这可以在线对之间提供改进的屏蔽。在类似的实施方式中，图2I在每条腿上包括四个导电部分124。导电部分的其他数量和/或间距可用于不同的实施方式，包括不对称配置(例如，一个腿上有两个导电部分，另一腿上有一个宽导电部分)。

如上所述，在许多实施方式中，分隔器可以包括两个层，例如非导电衬底和导电层。在其他实施方式中，可以采用附加层，例如三层箔。例如，图2J是具有第一非导电层122A、导电层124和第二非导电层122B的半导体混合分隔器128的实施例的一部分的放大横截面。每个非导电层122A、122B的高度可以相同或不同。图2K是图2J的半导体混合分隔器的实施例的横截面。可以采用导电层的布置和宽度的变化，如上文关于图2A-2I所讨论的。此外，非导电层122A、122B不需要在尖端保持分离；相反，如图2L的实施方式所示，非导电层可以在导电层之外的区域中接合(机械地压在一起，例如通过导体对；或者用粘合剂或其他粘结剂接合)。

虽然在图2A-2I中示出为十字形分隔器，但在一些实施方式中，分隔器可以是线性的或扁平的带状。这可以降低制造成本和许多实施方式中所需的填充物材料的量，同时仍然在导体对之间提供足够的分隔和衰减。例如，图2M是包含线性或扁平混合分隔器120的UTP电缆100'的实施例的横截面。可以选择混合分隔器的导体对之间的布置以最小化串扰，例如，通过将分隔器放置在具有最相似的扭转或绞合长度的导体对之间(这样，在分隔器同一侧的线对的绞合长度比由分隔器隔离的线对具有更大的差异)。

图2N和2O是这种线性或扁平分隔器的示例实施例的横截面。在一些实施方式中，如图2N所示，分隔器可以具有单个导电部分124。在其他实施方式中，如图2N所示，分隔器可以具有多个导电部分124和/或在分隔器的横向中心或中间可以不具有导电材料(例如，类似于上面讨论的图2H和2I的分隔器)。尽管在图2N和2O的实施例中示出为单个衬底层。但在其他实施方式中，分隔器可以具有多个衬底层(例如，夹住或围绕导电材料，如在图2J-2L的实施例中)。

尽管以上主要就横向横截面进行了讨论，但是在各种实施方式中，非导电层和导电层可以沿着电缆的纵向长度是连续的或不连续的。例如，图3A是包含不连续导电层124A、124B的半导体混合分隔器部分130的实施例的一部分的等距视图。在各种实施方式中，每个导电层可以沿着纵向尺寸D₁延伸，该纵向尺寸对于每个层可以是相同的或不同的。层也可以间隔第二纵向尺寸D₂，其可以与D₁相同或不同。例如，在一些实施方式中，D₂可能非常小，使得导电层沿着电缆的长度几乎是连续的；小的中断可能有助于减少沿电缆的电磁干扰。

此外，导电层124的定位可以沿着分隔器部分或电缆的纵向长度变化。例如，在图3B的俯视图中，示出了图3A的分隔器部分的实施例，其包括多个相同的导电层。相反，在图3C的俯视图中，第一横向区域包括单个导电层；而第二横向区域包括两个导电层。当与导体对的扭转相匹配时，这可能特别有用。

在类似的实施方式中，导电层的位置可以沿着电缆的长度连续变化。图3D是分隔器部分130的这种实施方式的俯视图，其中导电层124相对于分隔器部分的纵轴以角度θ施加。在一些实施方式中，该角度可以与一对导体的扭转角度匹配，使得导电层沿着电缆的长度“跟随”导体对的扭转。例如，图3E是在沿着电缆的不同纵向位置与一对导体102相邻的图3D的半导体混合分隔器的实施例的一组横截面。如图所示，导电层可以在第一位置(如左侧所示)与导体相邻，并且随着导体对沿着电缆的长度旋转到第二位置(如中间所示)，导电层可以类似地定位为与导体相邻。随着扭转继续以使得导体处于第三位置(如右侧所示)，导电层可以再次类似地定位为与导体相邻。不同的θ角可以用在不同的分隔器部分上以对应于不同的扭转角度或线对的绞合长度(例如，第一分隔器部分的导电层绞合长度可以对应于一个双绞线导体对的绞合长度，而第二分隔器部分的导电层绞合长度可以对应于第二双绞线导体对的绞合长度。)在一些实施方式中，这可以最大化那些导体对的屏蔽效率。

此外，在许多实施例中，分隔器不需要延伸越过导体，甚至可以延伸得更少，例如延伸到比导体对更靠近电缆中心的位置。图4A-4D是混合分隔器的一些这样的附加实施例的横截面。首先参考图4A，如图所示，导体对102a-102d可以定位在分隔器120周围，分隔器120可以包括非导电部分126和导电部分124。如上所述，在一些实施例中，分隔器120可以由双层箔的两部分形成，折叠并在中心接合以形成十字形状。尽管示出了在内侧具有非导电部分126，但是分隔器120可以相反地在内侧形成导电部分126。分隔器120也可由单片双层箔形成，反复折叠成十字形。在一些实施方式中，分隔器120可以由三层箔形成，或者可以仅包括导电箔。

诸如图4A所示的分隔器120可以由此具有在最小化对电缆的其他影响(例如自感、阻抗等)的同时实现对角的导体对之间(例如102a和102c之间、或102b和102d之间)的足够的串扰衰减所需的最小量的导电材料。例如，如图4A所示，在一些实施方式中，每个分隔器半部或片段延伸到距离a 402，该距离a 402小于从电缆中心到导体对的最外部分的总距离b400。在许多实施方式中，a:b的该比率可以是1:2(或者每个片段可以延伸到最外边缘的路径的50％)，或者可以更小(例如具有较短的片段)，例如1:3、1:4，或任何其他这样的值，或者可以更大(例如具有更长的片段)，例如2:3、3:4或任何其他这样的值。在许多实施方式中，该片段可以延伸至少路径的50％(例如，a:b的比率大于1:2)。

在进一步的实施方式中，图4B是具有极少量导电材料124的混合分隔器的横截面。虽然导电材料可能不提供对横向相邻线对(例如线对102a和102b)之间的串扰的屏蔽，但它仍然可以提供足够的屏蔽来防止对角的线对之间的串扰，以满足适用的通信标准(例如CAT6A)的需求。与上面讨论的其他实施方式一样，导电材料124和非导电材料的各种位置和数量可以与图4A和4B的实施方式一起使用，具有不延伸到或超出导体对102的混合分隔器。在许多实施方式中，如图所示，每个片段的非导电材料可以延伸到导体对的最外部分的大约50％。在其他实施方式中，非导电材料可以延伸至该长度的任何其他百分比。

图4C-4D是具有实心(或半实心)构造的混合分隔器的附加实施方式的横截面。与上面讨论的箔不同，在所示的实施方式中，分隔器120可以由中心导电部分124和周围的非导电部分126形成；或者在其他实施方式中，由中心非导电部分126和周围的导电部分124形成。非导电部分126可以是实心的或发泡的以减轻重量。在一些实施方式中，非导电部分126可以是部分发泡的(例如内部部分)。在一些实施方式中，分隔器120可具有如图4C所示的方形中心横截面、或如图4D所示的圆形中心横截面、或任何其他形状。图4E是类似实施方式的横截面，其中中心非导电部分126是中空的并且具有圆形横截面，并且外导电部分124被配置为沿着分隔器纵向延伸的非导电部分的外侧上的一个或多个脊(使得分隔器120具有脊状中空管的形式)。由如上所述的导电材料、非导电材料或导电材料和非导电材料的组合制成的“腿”可以如图所示从分隔器的中心部分延伸，并且可以延伸距离a 402。该距离a可以等于、大于或小于从电缆中心到导体对400的最外部分的总距离b。如上所述，在许多实施方式中，a:b的比率可以是大约1:2、1:3、2:3或任何其他此类比率。

图4F是由具有导电和非导电部分124、126的箔形成并折叠成U形的混合分隔器的另一实施方式的横截面。在类似的实施方式中，箔可以卷成圆形、折叠成三角形或以其他方式成形。如上所述，在各种实施方式中，非导电部分126延伸的距离402可以大于、等于或小于从电缆中心到导体对400的最外部分的距离。在一些实施方式中，导电部分124可以沿着电缆的纵向长度是不连续的(例如，沿着电缆的长度具有周期性或非周期性间隔的断裂或分离以减少电磁干扰)。此外，在许多实施方式中，混合分隔器120可以是扭转的(在各种实施方式中，例如，扭转以匹配导体对102之一的绞合长度，或以不同的绞合长度扭转)。

因此，本文所讨论的系统和方法提供具有薄混合带或分隔器的电缆，该薄混合带或分隔器具有导电和非导电部分或层，其尺寸参数可调整以满足通信标准对串扰、回波损耗和阻抗的需求，同时显著降低电缆重量、刚度和横截面直径，并降低制造成本和减少材料。尽管主要根据Cat 6A UTP电缆进行讨论，但混合带或隔离器可与其他类型的电缆一起使用，包括任何非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线或任何其他此类类型的电缆。

此外，尽管示出为以十字形配置，但在许多实施方式中，单个分隔器部分可以L形或直线形使用，并且定位成使得一个或多个导电层放置在需要屏蔽的导体对之间。类似地，在一些实施方式中，第一分隔器可以与T形的第二分隔器一起定位(例如，不包括两个相邻的导体对之间的腿)。这可以允许整体更小的电缆，并且在某些配置中是可以接受的(例如，其中所述两个相邻的导体对具有非常不同的绞合长度)。

出于示例性目的，结合以上参考附图的以上描述阐述了各种实施例，其绝不旨在限制所描述的方法或系统的范围。相关领域的技术人员可以在不脱离所描述的方法和系统的最广泛范围的情况下以各种方式修改所描述的方法和系统。因此，本文描述的方法和系统的范围不应受任何示例性实施例的限制，而应根据所附权利要求及其等效物来定义。

Claims

1.一种电缆，包括：

第一双绞线导体对；

第二双绞线导体对；以及

混合分隔器，包括第一非导电部分和附接到所述第一非导电部分的第一导电部分；

其中，所述第一导电部分的横向尺寸小于所述第一非导电部分的横向尺寸；以及

其中所述第一导电部分被配置为在所述第一双绞线导体对和所述第二双绞线导体对之间提供部分电屏蔽效果。

2.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器的第一导电部分被配置为提供在所述电缆的工作期间所述第一双绞线导体对和所述第二双绞线导体对之间减少的近端串扰(NEXT)、最小化的电容耦合、最小化的电感耦合、减少的回波损耗(RL)、以及减少的插入损耗中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的电缆，其中，所述混合分隔器的第一非导电部分位于所述第一双绞线导体对和所述第二双绞线导体对之间。

4.根据权利要求2所述的线缆，其中，选择所述第一非导电部分的量与所述第一导电部分的量的比率以满足电气性能需求。

5.根据权利要求4所述的电缆，其中，所述电气性能需求包括在500MHz处小于-33.8dB的NEXT、在500MHz处大于-45.3dB的插入损耗和在500MHz处小于-15.2dB的回波损耗中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器包括第一片段和第二片段，所述第一片段包括所述第一非导电部分和附接到所述第一非导电部分的所述第一导电部分，以及所述第二片段包括第二非导电部分和附接到所述第一非导电部分的第二导电部分，所述第一片段和所述第二片段在所述第一片段和所述第二片段中的每一个的中间附近的位置处彼此接触。

7.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段和所述第二片段不通过粘合剂连接。

8.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段和所述第二片段中的每一个被折叠成近似直角。

9.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述混合分隔器具有由所述第一片段和所述第二片段形成的十字形轮廓。

10.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段和所述第二片段是相同的。

11.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段和所述第二片段不相同。

12.根据权利要求11所述的电缆，其中，所述第一片段的所述第一导电部分相对于所述第一非导电部分的位置不同于所述第二片段的所述第二导电部分相对于所述第二非导电部分的位置。

13.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段的第一非导电部分与所述第二片段的第二非导电部分接触。

14.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述第一片段的第一导电部分与所述第二片段的第二导电部分接触。

15.根据权利要求6所述的电缆，其中，所述电缆包括第三双绞线导体对和第四双绞线导体对，并且其中：

所述第一片段的第一半部分将所述第一双绞线导体对与所述第二双绞线导体对物理分离，

所述第一片段的第二半部分将所述第二双绞线导体对与所述第三双绞线导体对物理分离，

所述第二片段的第一半部分将所述第三双绞线导体对与所述第四双绞线导体对物理分离，以及

所述第二片段的第二半部分将所述第四双绞线导体对与所述第一双绞线导体对物理分离。

16.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器具有线性横截面。

17.根据权利要求16所述的电缆，其中，所述混合分隔器将所述第一双绞线导体对与所述第二双绞线导体对物理分离。

18.根据权利要求17所述的电缆，其中，所述电缆包括第三双绞线导体对和第四双绞线导体对，以及其中：

所述混合分隔器将所述第三双绞线导体对与所述第四双绞线导体对物理分离。

19.根据权利要求18所述的电缆，其中，所述第一双绞线导体对的绞合长度与所述第三双绞线导体对的绞合长度之间的差大于所述第一双绞线导体对的绞合长度与所述第二双绞线导体对的绞合长度或所述第四双绞线导体对的绞合长度之间的差。

20.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器跨所述电缆的质心对称。

21.根据权利要求20所述的电缆，其中，所述第一导电部分横向居中于所述混合分隔器上。

22.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器跨所述电缆的质心是不对称的。

23.根据权利要求22所述的电缆，其中，所述第一导电部分从所述混合分隔器的中心横向偏移。

24.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器还包括附接到所述第一非导电部分的第二导电部分，以及其中所述第一导电部分和所述第二导电部分间隔开。

25.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器还包括附接到所述第一非导电部分的多个附加导电部分，所述多个导电部分中的每一个彼此分离。

26.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器还包括附接到所述第一导电部分的第二非导电部分。

27.根据权利要求26所述的电缆，其中，所述第一非导电部分和所述第二非导电部分封装所述第一导电部分。

28.根据权利要求26所述的电缆，其中，所述第一非导电部分和所述第二非导电部分接触。

29.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述第一非导电部分包括介电材料。

30.根据权利要求29所述的电缆，其中，所述第一非导电部分包括聚酯薄膜、聚乙烯或聚酯。

31.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述第一导电部分包括铝箔、导电或半导电碳纳米管结构或石墨烯。

32.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器的所述第一导电部分相对于所述第一非导电部分的定位沿所述混合分隔器的纵向长度变化。

33.根据权利要求32所述的电缆，其中，所述第一导电部分以对应于所述电缆的扭转长度的角度沿着所述混合分隔器的纵向长度延伸。

34.根据权利要求32所述的电缆，其中，所述混合分隔器包括多个导电部分；以及其中在所述混合分隔器的横截面中存在的导电部分的数量沿着所述混合分隔器的纵向长度变化。

35.根据权利要求1所述的电缆，其中，所述混合分隔器不跨越所述电缆横向延伸超过所述第一双绞线导体对或所述第二双绞线导体对。

36.根据权利要求35所述的电缆，其中，所述混合分隔器具有方形或圆形横截面。

37.根据权利要求35所述的电缆，其中，所述混合分隔器具有半圆形横截面。

38.一种用于电缆构造的方法，包括：

基于对电缆的一组电气性能需求，选择用于混合分隔器的第一非导电材料和第一导电材料之间的比率；

提供混合分隔器，所述混合分隔器包括所选择比率的第一非导电材料和第二导电材料；

提供第一双绞线导体对和第二双绞线导体对；以及

将所述混合分隔器定位在所述第一双绞线导体对和所述第二双绞线导体对之间，使得所述混合分隔器的第一导电部分在所述第一双绞线导体对和所述第二双绞线导体对之间提供部分电屏蔽效果。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，选择所述比率还包括：

对所述电缆的电气性能特性进行建模；以及

将所建模的电气性能特性与所述一组电气性能需求进行比较。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括：

响应于所建模的电气性能特性不满足所述一组电气性能要求，调节所述第一非导电材料和所述第一导电材料之间的比率。