CN117476290B - 射频同轴电缆的制造方法、射频同轴电缆及制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种射频同轴电缆的制造方法、射频同轴电缆及制造装置。该射频同轴电缆的制造方法包括：绞合多根第一导线形成内导体；在内导体外形成内皮层；将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物，然后将熔融混合物挤塑在内皮层的外周形成发泡绝缘层，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量；在发泡绝缘层外形成外皮层；以及在外皮层外形成外导体。本发明的技术方案的射频同轴电缆的制造方法，能够降低射频同轴电缆的传输介质损耗。
Description
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，具体而言，涉及一种射频同轴电缆的制造方法、射频同轴电缆及制造装置。
背景技术
射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆，射频电缆是各种无线电通信系统及电子设备中不可缺少的元件，在无线通信与广播、电视、雷达、导航等方面广泛应用。其中应用最广泛的是同轴电缆，主要用作无线电发射或接收设备的天线馈线以及各种通信、电子设备的机内连线或相互连接线。现有的同轴射频电缆，其基本结构从内到外依次由同轴的内导体、绝缘层、编织层、外导体和护套层构成，目前，同轴射频电缆的绝缘层一般采用二氧化碳进行发泡，传输介质损耗较大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种射频同轴电缆的制造方法、射频同轴电缆及制造装置，能够降低射频同轴电缆的传输介质损耗。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种射频同轴电缆的制造方法，包括：绞合多根第一导线形成内导体；在内导体外形成内皮层；将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物，然后将熔融混合物挤塑在内皮层的外周形成发泡绝缘层，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量；在发泡绝缘层外形成外皮层；以及在外皮层外形成外导体。
进一步地，第一气体的注入量占两种气体注入总量的60％～80％。
进一步地，将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物的步骤包括：将第一气体和第二气体同时注入熔融的聚乙烯材料内，其中，第一气体的注入压力等于第二气体的注入压力。
进一步地，第一气体和第二气体的注入压力的取值范围为180Mpa～200Mpa，注气温度为180℃～200℃。
进一步地，第一气体包括氮气，第二气体包括二氧化碳和八氟环丁烷中的至少一种。
进一步地，在外皮层外形成外导体的步骤包括：用高精度的切刀将铝带精切至预设宽度形成待加工件；通过成型设备将待加工件成型为管缝向上的圆管；将圆管纵包在外皮层的外周；采用自动氩弧焊技术对圆管进行焊接以形成封闭的圆管。
进一步地，采用自动氩弧焊技术对圆管进行焊接的步骤后还包括：对封闭的圆管进行两道拉拔，拉拔时采用水基润滑剂。
进一步地，外皮层采用环氧树脂粘合剂与高密度聚乙烯按预定比例混合后经挤塑机挤压在发泡绝缘层的外周。
进一步地，环氧树脂粘合剂的质量占两者总质量的5％～15％。
进一步地，在外皮层外形成外导体的步骤之后还包括：对外导体进行预加热，预热温度在60℃～100℃，并在外导体外挤包一层护套层，预热温度低于护套层的挤出机头模具的温度，护套层采用低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套料。
根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述的射频同轴电缆的制造方法制成的射频同轴电缆，包括由内而外依次设置的内导体、内皮层、发泡绝缘层、外皮层、外导体以及护套层。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造上述的射频同轴电缆的发泡绝缘层的制造装置，包括：挤塑结构，挤塑结构上设置有第一注气孔和第二注气孔，第一注气孔和第二注气孔设置在挤塑结构的相对两侧或设置在挤塑结构的同一侧，第一注气孔被构造为通入第一气体，第二注气孔被构造为通入第二气体。
应用本发明的技术方案，通过向熔融的聚乙烯材料注入第一气体和第二气体，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量，介电常数小的气体作为注入气体的主要成分，使得注入气体整体的介质损耗较低，同时，注入气体内包含的少量介电常数较大的气体，能够提高发泡度。通过上述设置，能够保证注入气体介电常数偏低，同时，加入的介电常数较大的气体还能够提升发泡度，上述步骤制成的射频同轴电缆传输介质损耗较小，能够提升射频同轴电缆的传输性能。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例的射频同轴电缆的制造方法的流程图；
图2示出了本发明的实施例的射频同轴电缆的结构示意图；
图3示出了本发明一个实施例的制造装置的结构示意图；以及
图4示出了本发明另一个实施例的制造装置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、内导体；20、外导体；30、护套层；40、绝缘层；50、第一注气孔；60、第二注气孔；70、挤塑结构；80、第一压力检测孔；90、第二压力检测孔；100、搅拌结构；200、进料口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明提供了一种射频同轴电缆的制造方法，射频同轴电缆的制造方法包括：绞合多根第一导线形成内导体10；在内导体10外形成内皮层；将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物，然后将熔融混合物挤塑在内皮层的外周形成发泡绝缘层，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量；在发泡绝缘层外形成外皮层；以及在外皮层外形成外导体20。
在本实施例中，将第一气体和第二气体简称为注入气体，绞合多根第一导线形成内导体10，在内导体10外形成内皮层，将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量，即介电常数小的气体作为注入气体的主要成分，使得注入气体整体的介质损耗较低，同时，注入气体中包含的少量介电常数较大的气体，能够提高发泡度。通过上述设置，能够保证注入气体介电常数偏低，同时，加入的介电常数较大的气体还能够提升发泡度，第一气体和第二气体混入熔融的聚乙烯材料后形成熔融混合物，将熔融混合物挤塑在内皮层的外周形成低介质的发泡绝缘层，然后在发泡绝缘层外形成外皮层，最后在外皮层外形成外导体20，上述步骤制成的射频同轴电缆传输介质损耗较小，能够提升射频同轴电缆的传输性能。
具体地，熔融的聚乙烯材料为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及成核剂以一定比例混合而成。
在一个实施例中，第一导线选用铜层体积比满足5G频率要求的铜包铝线，这样能够保证射频同轴电缆的传输性能，并且，采用上述铜包铝线制成的内导体10含铜量较低，能够实现内导体10的轻量化。
在一个实施例中，内皮层采用低密度聚乙烯与EVA胶水按一定比例混合后经挤塑机均匀挤压在内导体10的外周。
如图1所示，本发明的一个实施例中，第一气体的注入量占两种气体注入总量的60％～80％。
通过上述设置，能够使得第一气体占据注入气体的主要部分，保证注入气体的介电常数较小，将上述第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料后形成熔融混合物，通过挤塑能够形成低介质的发泡绝缘层。
在实际注入过程中，可通过控制第一气体和第二气体的流量保证第一气体的注入量占两种气体注入总量的60％～80％。
具体地，第一气体的注入量占两种气体注入总量的63％或65％或68％或70％或75％或78％。
如图1所示，本发明的一个实施例中，将第一气体和第二气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物的步骤包括：将第一气体和第二气体同时注入熔融的聚乙烯材料内，其中，第一气体的注入压力等于第二气体的注入压力。
在本实施例中，第一气体和第二气体以相同的压力同时注入能够保证两者与熔融的聚乙烯材料均匀混合。
如图1所示，本发明的一个实施例中，第一气体和第二气体的注入压力的取值范围为180Mpa～200Mpa，注气温度为180℃～200℃。
在本实施例中，注入气体以不同注入压力与成核剂(成核剂为滑石粉、云母粉、二氧化硅粉中的一种)结合能够形成不同的泡孔，在发泡双螺杆的推进下及机头模具的作用下，能够形成渐变致密的泡孔。第一气体和第二气体的注入压力的取值范围为180Mpa～200Mpa，注气温度为180℃～200℃，这样能够保证第一气体和第二气体与熔融的聚乙烯材料充分混合接触。
具体地，第一气体和第二气体的注入压力为183Mpa或188Mpa或190Mpa或195Mpa或198Mpa，注气温度为185℃或190℃或193℃或195℃或198℃。
如图1所示，本发明的一个实施例中，第一气体包括氮气，第二气体包括二氧化碳和八氟环丁烷中的至少一种。
在本实施例中，氮气与二氧化碳和八氟环丁烷中的至少一种组成的注入气体注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物，上述注入气体能够提升发泡绝缘层的发泡度，得到低介质发泡绝缘层。
需要说明的是，熔融混合物通过单螺杆挤塑机或双螺杆挤塑机在内皮层的外周形成发泡绝缘层，且挤塑机的转速越大，第一气体和第二气体的注入量越大，注气温度可根据发泡材料进行调整，在注入气体过程中，氮气注入后，料阻较大，螺杆与螺膛磨擦热增大，二氧化碳和八氟环丁烷中的至少一种注入后能够吸收能量，降低螺杆温度，使聚乙烯软化，进而降低熔融的聚乙烯材料的强度，使其进一步成核，泡孔致密性更好。
如图1所示，本发明的一个实施例中，在外皮层外形成外导体的步骤包括：用高精度的切刀将铝带精切至预设宽度形成待加工件；通过成型设备将待加工件成型为管缝向上的圆管；将圆管纵包在外皮层的外周；采用自动氩弧焊技术对圆管进行焊接以形成封闭的圆管。
在本实施例中，铝带经高精度的切刀精切后达到预设宽度，切边光滑无毛刺；通过成型设备将待加工件成型为管缝向上的圆管，具体地，待加工件经滚轮纵包分步从下向上、从左向右滚动成型，滚动成型过程中，铝带受力小、能够避免铝带表面因受到磨擦而被划伤，影响产品的电气性能等问题，铝带的切边相对滚轮轮径的变化(逐渐变小)渐变成圆形，两切边对接最终形成管缝向上的圆管，管缝向上方便焊接；将圆管纵包在外皮层的外周，然后采用自动氩弧焊技术对圆管进行焊接，以形成封闭的圆管，焊缝平滑。
另外，由上述可知，本申请的铝带采用滚动成型的方式，并且采用非金属成型模具，因此能够避免铝带成型过程中被刮伤。
本发明的一个实施例中，铝带采用O态，牌号为1060、1070、1050、1100、1200中的任意一种，且含铝量大于或等于99.8％的光滑铝带。
如图1所示，本发明的一个实施例中，采用自动氩弧焊技术对圆管进行焊接的步骤后还包括：对封闭的圆管进行两道拉拔，拉拔时采用水基润滑剂。
在本实施例中，对封闭的圆管进行两道拉拔，拉拔时采用水基润滑剂，能够保证拉拔不粘铝，拉拔磨擦产生的热能够实现铝管与外皮层的充分结合。另外，经过两次拉拔，使铝管紧贴于外皮层，进而使射频同轴电缆弯曲无皱折，性能更加可靠。
如图1所示，本发明的一个实施例中，外皮层采用环氧树脂粘合剂与高密度聚乙烯按预定比例混合后经挤塑机挤压在发泡绝缘层的外周。
通过上述设置，能够使得外导体20与发泡绝缘层间保持一定粘附力。
如图1所示，本发明的一个实施例中，环氧树脂粘合剂的质量占两者总质量的5％～15％。
在本实施例中，环氧树脂粘合剂可以增加外皮层和外导体20之间的结合力，环氧树脂粘合剂的质量占两者总质量的5％～15％，这样设置，能够在保证外皮层和外导体20之间结合力的同时，避免外导体20难以剥离，不利于后期与连接器连接安装，影响使用效果。
具体地，环氧树脂粘合剂的质量占两者总质量的7％或9％或11％或13％。
如图1所示，本发明的一个实施例中，在外皮层外形成外导体的步骤之后还包括：对外导体20进行预加热，预热温度在60℃～100℃，并在外导体20外挤包一层护套层30，预热温度低于护套层30的挤出机头模具的温度，护套层30采用低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套料。
在本实施例中，采用低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套材料在挤塑机的作用下，均匀挤制一层护套层30于外导体20上，对外导体20进行预加热，预热温度低于护套层30的挤出机头模具的温度，这样能够使护套层30粘合于外导体20上形成一定的剥离力。
需要说明的是，由于低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套料均为结晶型材料，因此，采用低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套料制成的护套层30可采用渐变冷却的方式，有利于护套层30的充分冷却，进而能够保证护套层30与外导体20充分结合。
在一个实施例中，预热温度低于护套层30的挤出温度180℃～210℃，这样能够使得外导体20和护套层30之间的剥离力在60N～150N之间(包括60N和150N)。
具体地，预热温度低于护套层30的挤出温度183℃或185℃或188℃或190℃或195℃或200℃。
如图2所示，本发明提供了一种利用上述的射频同轴电缆的制造方法制成的射频同轴电缆，包括由内而外依次设置的内导体10、内皮层、发泡绝缘层、外皮层、外导体20以及护套层30。
在本实施例中，射频同轴电缆的发泡绝缘层采用上述制造方法制造而成，注入气体注入熔融的聚乙烯材料，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量，能够保证注入气体介电常数偏低，加入的介电常数较大的气体还能够提升发泡度，使得射频同轴电缆传输介质损耗较小，传输性能更好。
需要说明的是，内皮层、发泡绝缘层以及外皮层构成本申请的射频同轴电缆的绝缘层40。
如图3和图4所示，本发明提供了一种用于制造上述的射频同轴电缆的发泡绝缘层的制造装置，包括：挤塑结构70，挤塑结构70上设置有第一注气孔50和第二注气孔60，第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的相对两侧或设置在挤塑结构70的同一侧，第一注气孔50被构造为通入第一气体，第二注气孔60被构造为通入第二气体。
在本实施例中，第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的相对两侧或设置在挤塑结构70的同一侧。当第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的相对两侧时，第一气体和第二气体的注入压力差值的范围在0Mpa～10Mpa，以保证第一气体和第二气体能够顺利注入熔融的聚乙烯材料中。
当第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的同一侧时，第二气体的注入压力大于第一气体的注入压力，第二气体的注入压力与第一气体的注入压力的差值为10Mpa～50Mpa，且第一注气孔50和第二注气孔60之间的距离越大，第二气体与第一气体之间的注入压力差越大，这样能够实现第一气体与熔融聚乙燃充分融合并混料后注入第二气体，降低螺膛压力，提升发泡度，泡孔更致密。
具体地，当第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的相对两侧时，第一气体和第二气体的注入压力差值为2Mpa或4Mpa或6Mpa或8Mpa。当第一注气孔50和第二注气孔60设置在挤塑结构70的同一侧时，第二气体的注入压力与第一气体的注入压力的差值为12Mpa或17Mpa或20Mpa或25Mpa或30Mpa或35Mpa。
如图3和图4所示，在一个实施例中，挤塑结构70上设置有进料口200、第一压力检测孔80、第二压力检测孔90以及多个搅拌结构100，第一注气孔50位于第二注气孔60远离进料口200的一侧，第一注气孔和第二注气孔60之间的距离为150mm～250mm，第一压力检测孔80与第一注气孔50相对设置，第二压力检测孔90与第二注气孔60相对设置，压力检测装置可通过第一压力检测孔80检测第一气体的注入压力，压力检测装置可通过第二压力检测孔90检测第二气体的注入压力。部分搅拌结构100设置在第一注气孔50和第二注气孔60之间，部分搅拌结构100设置在第一压力检测孔80和第二压力检测孔90之间，搅拌结构100用于搅拌熔融的聚乙烯材料，使第一气体、第二气体能够与熔融的聚乙烯材料充分混合。
具体地，第一注气孔和第二注气孔60之间的距离为155mm或158mm或170mm或180mm或190mm或200mm或220mm或240mm。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述的实施例实现了如下技术效果：通过向熔融的聚乙烯材料注入第一气体和第二气体，其中，第一气体的介电常数小于第二气体的介电常数，第一气体的注入量大于第二气体的注入量，介电常数小的气体作为注入气体的主要成分，使得注入气体整体的介质损耗较低，同时，注入气体内包含的少量介电常数较大的气体，能够提高发泡度。通过上述设置，能够保证注入气体介电常数偏低，同时，加入的介电常数较大的气体还能够提升发泡度，上述步骤制成的射频同轴电缆传输介质损耗较小，能够提升射频同轴电缆的传输性能。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，包括：
绞合多根第一导线形成内导体（10）；
在所述内导体（10）外形成内皮层；
将第一气体和第二气体从不同位置注入熔融的聚乙烯材料形成熔融混合物，当所述第一气体和所述第二气体分别从所述内导体（10）的相对两侧注入时，所述第二气体的注入压力与所述第一气体的注入压力的差值为0Mpa~10Mpa，当所述第一气体和所述第二气体分别从所述内导体（10）的同一侧注入时，所述第二气体的注入压力大于所述第一气体的注入压力，所述第二气体与所述第一气体的注入压力差值为10Mpa~50Mpa，然后将所述熔融混合物挤塑在所述内皮层的外周形成发泡绝缘层，其中，所述第一气体的介电常数小于所述第二气体的介电常数，所述第一气体的注入量大于所述第二气体的注入量；
在所述发泡绝缘层外形成外皮层；以及
在所述外皮层外形成外导体（20）；
所述第一气体和所述第二气体的注入压力的取值范围为180Mpa~200Mpa，注气温度为180℃~200℃。
2.根据权利要求1所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，所述第一气体的注入量占两种气体注入总量的60%~80%。
3.根据权利要求1所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，所述第一气体包括氮气，所述第二气体包括二氧化碳和八氟环丁烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，在所述外皮层外形成外导体（20）的步骤包括：
用高精度的切刀将铝带精切至预设宽度形成待加工件；
通过成型设备将所述待加工件成型为管缝向上的圆管；
将所述圆管纵包在所述外皮层的外周；
采用自动氩弧焊技术对所述圆管进行焊接以形成封闭的圆管。
5.根据权利要求4所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，采用自动氩弧焊技术对所述圆管进行焊接的步骤后还包括：对所述封闭的圆管进行两道拉拔，拉拔时采用水基润滑剂。
6.根据权利要求1所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，所述外皮层采用环氧树脂粘合剂与高密度聚乙烯按预定比例混合后经挤塑机挤压在所述发泡绝缘层的外周。
7.根据权利要求6所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，所述环氧树脂粘合剂的质量占两者总质量的5%~15%。
8.根据权利要求1所述的射频同轴电缆的制造方法，其特征在于，在所述外皮层外形成外导体（20）的步骤之后还包括：对所述外导体（20）进行预加热，预热温度在60℃~100℃，并在所述外导体（20）外挤包一层护套层（30），所述预热温度低于所述护套层（30）的挤出机头模具的温度，所述护套层（30）采用低烟无卤阻燃护套料或聚乙烯护套料。
9.一种利用权利要求1至8中任一项所述的射频同轴电缆的制造方法制成的射频同轴电缆，其特征在于，包括由内而外依次设置的内导体（10）、内皮层、发泡绝缘层、外皮层、外导体（20）以及护套层（30）。
10.一种用于制造权利要求9所述的射频同轴电缆的发泡绝缘层的制造装置，其特征在于，包括：
挤塑结构，所述挤塑结构上设置有第一注气孔（50）和第二注气孔（60），所述第一注气孔（50）和所述第二注气孔（60）沿所述挤塑结构的周向间隔设置或者沿所述挤塑结构的轴向方向间隔设置，所述第一注气孔（50）被构造为通入所述第一气体，所述第二注气孔（60）被构造为通入所述第二气体。
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