CN117117457A - 引入随机量的同轴电缆生产方法、同轴电缆及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种引入随机量的同轴电缆生产方法、同轴电缆及装置。所述方法采用独立的发泡绝缘层生产线在内导体外侧挤出成型发泡绝缘层，并将具有发泡绝缘层的内导体收线后，另行纵包外导体并挤出外护套形成同轴电缆；所述发泡绝缘层生产线，由内导体放线起，在内导体外侧形成绝缘发泡层后收线为止，具有独立的内导体牵引动力，进行生产线速度分段控制，使当前时间段内生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段生产线速度。本发明通过在独立的发泡绝缘层生产线上，在设定内导体牵引速度时，进行分段控制，对牵引速度设定引入随机变量，削弱谐振峰，降低回波损耗，其制备的射频同轴电缆，工作频段内回波损耗达到31dB以上，传输性能优良。

Description

引入随机量的同轴电缆生产方法、同轴电缆及装置
技术领域
本发明属于电缆通信技术领域，更具体地，涉及一种引入随机量的同轴电缆生产方法、同轴电缆及装置。
背景技术
同轴电缆，为常用通信类线缆，包括射频同轴电缆和漏泄同轴电缆，同轴电缆可用于模拟信号和数字信号的传输，适用于各种各样的应用，例如隧道内天线、室内天线等等。同轴电缆一般结构为由内而外的嵌套的内导体、发泡绝缘层、外导体和外护套。射频同轴电缆的内导体和外导体上具有周期性的轧纹、漏泄同轴电缆的内导体和外导体上不仅具有周期性的轧纹，还具有周期性的槽孔。
同轴电缆规整的周期性，使得特定频率的波长产生谐振，形成驻波，是同轴电缆重要的性能指标之一。驻波性能差、谐振峰过高，会导致通信质量不佳。然而在同轴电缆的生产工艺中，同轴电缆的周期性不仅仅是同轴电缆的设计导致的，生产工艺引入了不可知的周期性影响因素，难以克服和调整，因此削弱同轴电缆的谐振，降低回波损耗，一直是同轴电缆设计和生产的难点。
中国专利文献CN110364802A提供了一种制造射频同轴电缆的方法，通过在绕包外导体时采用变速牵引，消除“缠绕式”外导体使电缆的阻抗产生有规律的周期性变化而形成的电压驻波比尖峰（即谐振峰）。然而同轴电缆的外导体采用纵包成型的方式具有更高的生产效率，包括射频同轴电缆和漏泄同轴电缆。纵包形成的同轴电缆外导体的周期性不明显，不再是谐振峰主要的影响因素。采用变速牵引制作同轴电缆，虽然在一定程度上削弱了驻波比尖峰，然而由于电缆轴向均匀性的恶化，综合损耗增加，同轴电缆整体性能下降。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种引入随机变量的同轴电缆生产方法，其目的在于在独立的发泡绝缘层生产线，通过对内导体牵引速度设定引入随机变量，从而在破坏发泡挤出机螺杆、齿轮泵等旋转带来的回波峰值缺陷、削弱谐振峰的同时，将变速牵引的影响限制在发泡绝缘层的制作工艺，不影响内导体、外导体的轴向均匀性，降低回波损耗，维持电缆整体性能良好，由此解决谐振峰叠加导致同轴电缆传输性能不佳或者同轴电缆轴向均匀性下降导致同轴电缆综合损耗性能恶化的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种引入随机变量的同轴电缆生产方法，采用独立的发泡绝缘层生产线在内导体外侧挤出成型发泡绝缘层，并将具有发泡绝缘层的内导体收线后，另行纵包外导体并挤出外护套形成同轴电缆；
所述发泡绝缘层生产线，由内导体放线起，在内导体外侧形成绝缘发泡层后收线为止，具有独立的内导体牵引动力，进行发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产方法，其在每一时间段开始之前设定该时间段持续时长T，该时间段持续时长T随机产生。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产方法，其按照以下公式设定该时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产方法，其T0在2.4S~3.3S之间，K1小于等于95s且大于等于1s。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产方法，其每一时间段开始之前设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout，按照以下公式设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产方法，其牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
按照本发明的另一个方面，提供了一种同轴电缆，为射频同轴电缆或漏泄同轴电缆，包括依次共轴嵌套的内导体、发泡绝缘层、外导体和外护套；按照本发明提供的引入随机变量的同轴电缆生产方法生产；其工作频段内回波损耗达到31dB以上。
按照本发明的另一个方面，提供了一种引入随机变量的同轴电缆生产装置，包括用于牵引内导体的牵引机，所述牵引机为变频电控牵引机，具有可编程的控制器；
所述控制器对发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产装置，其所述控制器包括持续时长随机设定模块；
所述持续时长随机设定模块，用于设定目标时间段的持续时长；该时间段持续时长T随机产生。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产装置，其所述持续时长随机设定模块按照如下方法设定时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产装置，其T0在2.4S~3.3S之间，K1小于等于95s且大于等于1s。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产装置，其所述控制器包括发泡绝缘层生产线速度随机设定模块，按照如下方法设定时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
优选地，所述引入随机变量的同轴电缆生产装置，其牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明通过在独立的发泡绝缘层生产线上，在设定内导体牵引速度时，进行分段控制，对牵引速度设定引入随机变量，从而使独立的发泡绝缘层生产线速度发生不确定的改变，破坏发泡挤出机螺杆、齿轮泵等旋转带来的回波峰值缺陷，削弱谐振峰，同时将变速牵引的造成的影响限制在发泡绝缘层的制作过程中，不影响内导体和外导体的轴向均匀性，而发泡绝缘层具有发泡成型的特点，受到变速牵引导致电缆整体性能恶化的程度较小且可控，因此能有效维持较低的回波损耗，其制备的射频同轴电缆，工作频段内回波损耗达到31dB以上，传输性能优良。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发泡绝缘层生产线速度实时曲线图；
图2是本发明实施例制备的射频电缆回波损耗测试结果图；
图3是本发明相同设备定速牵引制备的射频电缆回波损耗测试结果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的引入随机变量的同轴电缆生产方法，包括以下步骤：采用独立的发泡绝缘层生产线在内导体外侧挤出成型发泡绝缘层，并将具有发泡绝缘层的内导体收线后，另行纵包外导体并挤出外护套形成同轴电缆；
所述发泡绝缘层生产线，由内导体放线起，在内导体外侧形成绝缘发泡层后收线为止，具有独立的内导体牵引动力，进行发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。由于发泡绝缘层生产线速度产生一定幅度的随机变化能削弱谐振峰叠加效应从而改善驻波性能，然而也可能导致同轴电缆轴向一致性恶化，导致同轴电缆质量不合格、残次品率高，因此对于速度的控制有极高的要求。尤其是外导体轧纹工艺、射频同轴电缆外导体焊接工艺和漏泄同轴电缆外导体开槽以及纵包工艺，对轴向一致性的要求非常高，如果采用集成发泡绝缘层生产线，流水线的进行发泡绝缘层生产和外导体生产，发泡绝缘层生产线较长、随机量的引入导致质量恶化且不可控。相对而言，发泡绝缘层由于发泡过程具有一定缓冲作用，将牵引速度引入的随机量控制在独立的发泡绝缘层生产线中，容易控制，在有效改善驻波性能的同时，保证整体同轴电缆生产的良品率。
具体地：
在每一时间段开始之前设定该时间段持续时长T，该时间段持续时长T随机产生；优选按照以下公式设定该时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
因此该时间段持续时长T的最大值为T0+K1，最小值为T0，T0在2.4S~3.3S之间；如果该时间段持续时长T过长，则在当前时间段内生产的同轴电缆产生较为明显的周期性，出现谐振峰叠加过高的现象，对驻波性能的改善就不明显，因此该时间段持续时长T小于等于100s，按照一般发泡绝缘层生产线速度测算估计：K1小于等于95s；另一方面若K1过小，则该时间段持续时长T不明显，当发泡绝缘层生产线速度变化幅度不大时，亦不能有效的改善驻波性能，经验摸索显示，K1优选大于等于1s。
在每一时间段开始之前设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout，优选按照以下公式设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
因此该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout的最大值为Vin+K2，最小值为Vin；牵引速度波动能有效削弱谐振峰，然而牵引速度变化幅度过大，可能会导致同轴电缆轴向一致性差，从而造成综合损耗指标恶化，导致电缆质量不合格。故牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
优选方案中，采用时间和速度双随机的随机量引入策略，更好的破坏发泡绝缘层生产线设备带来的周期性，从而有效的抑制了谐振峰，改善驻波性能。
按照本发明提供的引入随机变量的同轴电缆生产方法生产得到的同轴电缆，其工作频段内回波损耗达到31dB以上。
本发明提供的引入随机变量的同轴电缆生产装置，包括用于牵引内导体的牵引机，所述牵引机为变频电控牵引机，具有可编程的控制器；
所述控制器对发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。具体而言：所述控制器包括持续时长随机设定模块以及发泡绝缘层生产线速度随机设定模块；
所述持续时长随机设定模块，用于设定目标时间段的持续时长；该时间段持续时长T随机产生。所述持续时长随机设定模块按照如下方法设定时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数；T0在2.4S~3.3S之间，K1小于等于95s且大于等于1s。
发泡绝缘层生产线速度随机设定模块，用于随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout，按照如下方法设定时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数；牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
以下为实施例：
本实施例提供的同轴电缆生产装置，其牵引内导体的牵引机，所述牵引机为变频电控牵引机，具有可编程的控制器；所述控制器对发泡绝缘层生产线速度分段控制。
本实施例提供的引入随机变量的同轴电缆生产方法，包括以下步骤：采用独立的发泡绝缘层生产线在内导体外侧挤出成型发泡绝缘层，并将具有发泡绝缘层的内导体收线后，另行纵包外导体并挤出外护套形成同轴电缆；
所述发泡绝缘层生产线，由内导体放线起，在内导体外侧形成绝缘发泡层后收线为止，具有独立的内导体牵引动力，进行发泡绝缘层生产线速度分段控制。
每一控制的时间段结束之前，设定下一时间段的以下参数：时间段持续时长T和发泡绝缘层生产线速度Vout，具体如下：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数；T0取2.7s，K1取5s。
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。牵引速度变化幅度K2/Vin为0.03，基准发泡绝缘层生产线速度Vin为22m/min。
本实施例生产方法，发泡绝缘层生产线速度实施控制曲线，如图1所示。制备所得的射频同轴电缆，回波损耗如图2所示。当采用基准发泡绝缘层生产线速度定速内导体牵引，其他制备工艺与本实施例相同时，制备获得射频同轴电缆回波损耗测试结果如图3所示。测试显示，当内导体采用定速牵引时，制备得到的射频同轴电缆，在1500mHz处出现明显的谐振峰；采用本实施例引入随机量的同轴电缆生产方法制备的射频同轴电缆，在1500mHz处的谐振峰受到抑制，不明显，且工作波段整体性能良好。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，采用独立的发泡绝缘层生产线在内导体外侧挤出成型发泡绝缘层，并将具有发泡绝缘层的内导体收线后，另行纵包外导体并挤出外护套形成同轴电缆；
所述发泡绝缘层生产线，由内导体放线起，在内导体外侧形成绝缘发泡层后收线为止，具有独立的内导体牵引动力，进行发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。
2.如权利要求1所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，在每一时间段开始之前设定该时间段持续时长T，该时间段持续时长T随机产生。
3.如权利要求2所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，按照以下公式设定该时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长；K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
4.如权利要求3所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，T0在2.4s~3.3s之间，K1小于等于95s且大于等于1s。
5.如权利要求1所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，每一时间段开始之前设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout，按照以下公式设定该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
6.如权利要求5所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法，其特征在于，牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
7.一种按照如权利要求1至6任意一项所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法生产的同轴电缆，其特征在于，为射频同轴电缆或漏泄同轴电缆，包括依次共轴嵌套的内导体、发泡绝缘层、外导体和外护套；其工作频段内回波损耗达到31dB以上。
8.一种用于实现如权利要求1至6任意一项所述的引入随机变量的同轴电缆生产方法的同轴电缆生产装置，其特征在于，包括用于牵引内导体的牵引机，所述牵引机为变频电控牵引机，具有可编程的控制器；
所述控制器对发泡绝缘层生产线速度分段控制，使当前时间段内发泡绝缘层生产线实时调整为设定的随机产生的该时间段发泡绝缘层生产线速度Vout。
9.如权利要求8所述的引入随机变量的同轴电缆生产装置，其特征在于，所述控制器包括持续时长随机设定模块；
所述持续时长随机设定模块，用于设定目标时间段的持续时长；该时间段持续时长T随机产生。
10.如权利要求9所述的引入随机变量的同轴电缆生产装置，其特征在于，所述持续时长随机设定模块按照如下方法设定时间段持续时长T：
T=T0+K1×Ran(1);
其中T为该时间段持续时长，T0为基准时长，可设置为发泡绝缘层生产线速度变动的最小时长，K1为速度调制时间，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
11.如权利要求10所述的引入随机变量的同轴电缆生产装置，其特征在于，T0在2.4s~3.3s之间，K1小于等于95s且大于等于1s。
12.如权利要求8所述的引入随机变量的同轴电缆生产装置，其特征在于，所述控制器包括发泡绝缘层生产线速度随机设定模块，按照如下方法设定时间段发泡绝缘层生产线速度Vout：
Vout=Vin+K2×Ran(1);
其中，Vout为该时间段发泡绝缘层生产线速度，Vin为基准发泡绝缘层生产线速度，可设置为发泡绝缘层生产线允许的最小牵引速度，K2速度调制幅度，Ran(1)为在0-1之间产生一个随机值的函数。
13.如权利要求12所述的引入随机变量的同轴电缆生产装置，其特征在于，牵引速度变化幅度K2/Vin在3%~5%之内，基准发泡绝缘层生产线速度Vin在18m/min~25m/min之间。
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