CN1183553C - 具有单独屏蔽双扭线的高速数据电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高速数据电缆，包括：多个单独的双扭线，每个单独的双扭线包括围绕第二绝缘导体扭绞的第一绝缘导体；包围所述多个单独双扭线的一个护套，其特征在于，用一种具有一聚合物层和一金属层的金属复合屏蔽罩侧向缠绕至少两个所述双扭线的每一双扭线，并且所述金属层具有0.0076-0.0254毫米的厚度，每个所述屏蔽罩具有一个内表面和一个相对于内表面的外表面，并且所述外表面面对所述护套，每个屏蔽罩具有第一纵向延伸端和第二纵向延伸端，和通过一种粘结剂将所述第一和第二纵向延伸端粘结一起。利用本发明，能够防止屏蔽罩在制造、安装和使用的过程中起皱、发生位移甚至打开等弊端。

Description

具有单独屏蔽双扭线的高速数据电缆
技术领域
本发明涉及带有单独屏蔽双扭线的一种数据电缆。
背景技术
电子电缆对当今的许多信息提供传播的传输线。许多传送数字信息的电缆利用多个双扭线。满足高速数字要求的这些双扭线电缆需要在高频率上发送信息。遗憾的是，通常在特别低的电压上发送的高频易受到电子干扰的影响。例如，相同电缆内的双扭线之间的近端串音(Near-End crossTalk)，在工业中称为NEXT，可以干扰高频信号传输。
为控制NEXT，工业上使用具有单独屏蔽双扭线(twisted pairs)的数据电缆，ISTP。每个ISTP由用一种箔屏蔽缠绕单个双扭线的一个单一双扭线组成。箔屏蔽通常侧向缠绕或“香烟包装”式的折叠。在此使用的语句侧向折叠和香烟包装是可相互交换的。侧向折叠是沿着单个双扭线的长度纵向地延伸。尽管ISTP改进了电缆的NEXT性能并抵抗了其他的电子干扰，但该结构能引起其他电缆的负面影响。特别是，由于应用了一种单独的屏蔽围绕双扭线，电缆的阻抗和回程损耗性能通常被降低。
通过使用的金属导体的尺寸，绝缘材料的介电常数，和两个导体的中心距来确定一个非屏蔽双扭线(UTP)的阻抗。由这些相同的因素影响一个ISTP的阻抗，但也受到缠绕它圆周的屏蔽所影响。当今的各屏蔽具有在几何上的各种变化。很小的几何变化和整个屏蔽罩的间距可以急剧的影响电缆的阻抗。屏蔽罩通常由一种薄的金属箔制造，可以起皱，位移，甚至打开。在整个制造，安装和使用电缆的过程中，会出现不期望的起皱，位移和打开。起皱、位移和打开会导致阻抗变化的害的增加。增加的变化会影响其他的电缆参数，比如回程损耗(RL)。由常规ISTP电缆引起的阻抗变化和有关的电缆性能的降低当然是不期望的。
发明内容
本发明期望提供具有多个单独屏蔽双扭线的一种电缆，该屏蔽罩双扭线具有改进的抗变形性，而在常规设计的电缆上又增加了阻抗的稳定性。为了提供具有改进的抗变形的ISTP，本发明提供具有多个单独屏蔽双扭线的一种电缆。每个单独的屏蔽双扭线包括一个屏蔽罩，该屏蔽罩包括具有第一表面和相对于第一表面的第二表面的多层。屏蔽罩具有第一纵向延伸端和第二纵向延伸端。该屏蔽罩使用一种侧向折叠或“香烟包装”折叠围绕着双扭线的排列。侧向缠绕的屏蔽罩的一部分被自身粘结。通过屏蔽罩本身的部分粘结，屏蔽罩形成包围双扭线的一个半刚性管。作为变成更硬和更安全缠绕的结果，屏蔽罩保持了它的形状并在制造过程或电缆使用过程中防止了屏蔽罩的位移或展开。此外，粘合的屏蔽罩结构提供了屏蔽罩的抗起皱和变形的性能。改进的屏蔽罩的稳定性的结果全面地减少了电缆中的阻抗变化。
按照上述的期望，高速数据电缆具有多个单独的双扭线。每个单独的双扭线具有围绕第二绝缘导体扭绞的第一绝缘导体。电缆进一步具有多个屏蔽罩。多个屏蔽罩的每一个是围绕着多个双扭线的各个不同的一个排列。每个双扭线是径向地排列在围绕它的屏蔽罩内，并且双扭线是排列在屏蔽罩内，除了其他的多个双扭线外。电缆还可以具有整体的屏蔽罩，通常是编织的结构，环绕着多个ISTP。电缆具有一个护套，它环绕着整体屏蔽罩和具有围绕每个双扭线排列的多个屏蔽罩。
本发明提供了一种高速数据电缆，包括：多个单独的双扭线，每个单独的双扭线包括围绕第二绝缘导体扭绞的第一绝缘导体；包围所述多个单独双扭线的一个护套，其特征在于，用一种具有一聚合物层和一金属层的金属复合屏蔽罩侧向缠绕至少两个所述双扭线的每一双扭线，并且所述金属层具有0.0076-0.0254毫米的厚度，每个所述屏蔽罩具有一个内表面和一个相对于内表面的外表面，并且所述外表面面对所述护套，每个屏蔽罩具有第一纵向延伸端和第二纵向延伸端，和通过一种粘结剂将所述第一和第二纵向延伸端粘结一起。
多个屏蔽罩的每个用一种侧向折叠排列。每个屏蔽罩具有第一纵向延伸端和第二纵向延伸端。第一表面形成第一和第二纵向延伸端的一个表面。第二表面也形成所述第一和第二纵向延伸端的一个表面。第一表面与第二表面相对。第一纵向延伸端的一部分被粘合到所述第二纵向延伸端的一部分。
在一个实施例中，粘合部分包括形成第一纵向延伸端的表面的第一表面的一部分，和形成第二纵向延伸端表面的一部分的第二表面的一部分。
在另一个实施例中，粘合部分包括形成第一纵向延伸端的一个表面的第一表面的一部分，和形成第二纵向延伸端一部分的第一表面的一部分。
通过具体的结合附图，本发明的这些和其他的特征对于本领域技术人员将是显而易见的。然而，出于清楚的表示本发明，附图和细节的描述仅仅是为了示例目的，而不是在于限定本发明。
附图说明
图1显示本发明电缆的一个侧向剖视图；电缆具有四个单独的屏蔽双扭线。
图2a-2e显示一个本发明单独屏蔽双扭线的可替换实施例的侧向横截面视图。
图3a显示一个放大的顶端以及沿着它的侧向和纵向长度，部分未缠绕的屏蔽罩部分的侧视图。
图3b显示图2d中所示单独屏蔽双扭线的可替换实施例的一个部分侧向剖视图。
图3c显示一个屏蔽双扭线的一个替换实施例的部分侧向剖视图。
图4a-4d以简图格式公开了制造本发明单独屏蔽双扭线的可替换的方法。
具体实施方式
参考图1，我们看到具有作为本发明主题的多个单独屏蔽双扭线15a，15b，15c，15d的一个数据电缆的横截面视图。电缆包括一个护套17。该护套可以是PVC，一种含氟聚合物或其他类型的材料。显示结构中的护套大约0.020英寸(0.508毫米)厚。护套内部径向地放置的是一种整体编织的金属屏蔽罩19。编织的屏蔽罩提供40％和65％之间的覆盖面积。编织物内部径向地放置的是本发明的四个单独的屏蔽双扭线。
在所示的电缆中，所有四个单独的屏蔽双扭线是相同的。图2a公开了图1所示的放大的一个单独屏蔽双扭线15a。单独屏蔽双扭线15a具有一个单一的双扭线20和一个单一的侧向折叠的屏蔽罩22。双扭线具有被第一绝缘体23a包围的第一导体23。双扭线具有被第二绝缘体24a包围的第二导体24。第一绝缘导体23，23a和第二绝缘导体24，24a沿着每个导体的纵向长度在彼此的周围扭绞。第一和第二绝缘体在第一和第二绝缘体彼此相互接触的地方可以被粘合。可以用粘合剂粘合。可以通过一种通常的无缝网板粘合(未示出)。通常，第一和第二绝缘体是相同的。绝缘体可是一种含氟聚合物或聚烯烃，比如氟化的乙烯丙烯，聚乙烯，或者聚丙烯。双扭线的第一和第二导体也是相同的。公开的导体是28-22AWG之间。导体可以是多芯的或实心的。
单一的屏蔽罩22包围着单一的双扭线20。如图2a所示，屏蔽罩至少具有三个不同的层。形成第一表面的第一层27由铝构成。该层一般在0.0003-0.003英寸(0.0076-0.0762毫米)之间。形成第二表面的第二层29包括乙烯丙烯酸共聚物，EAA。EAA在0.0003-0.001英寸(0.0076-0.0254毫米)厚度之间。EAA通常用作粘接层。第三层31聚酯在第一和第二层之间。第三层31在0.0003-0.001英寸(0.0076-0.0254毫米)之间。第三层31是用于屏蔽罩或绝缘带的强度层。尽管已经示出了一种具体的屏蔽带具有一种特定的粘合剂，但具有其他粘合剂的其它带子也可以使用。例如，第一层可以是铜，银或其它导电金属；第二层，即粘接层，可以是任何几种共聚物或聚烯烃，比如EBA，EVA，EVS，EVSBA或者甚至LDPE。第三层可以是含氟聚合物或聚烯烃，比如聚酯，聚丙烯或聚乙烯。
图3a中所示的屏蔽罩22具有第一纵向延伸端33和第二纵向延伸端35。第一和第二端沿屏蔽罩纵向轴线41的整个长度延伸。第一和第二纵向延伸端是邻近的并由屏蔽罩的纵向轴线41划分。第二表面29形成第一和第二纵向延伸端的一个表面。此外，第一表面27也形成第一和第二纵向延伸端的一个表面。返回到图2a，屏蔽罩22用一种侧向或“香烟包装”折叠围绕着双扭线20排列。在此使用的语句“侧向折叠”和“香烟包装”是可互换的。语句包括非限制的，由主要折叠形成的屏蔽罩是沿着屏蔽罩的侧向宽度，而不是沿着屏蔽罩的纵向长度41。当沿着它的侧向宽度围绕双扭线时，带子的几何形状形成一个重叠部分43，该重叠部分43沿双扭线的纵向长度延伸。重叠部分43和双扭线的纵向轴线平行并沿着扭绞线的纵向轴线不是螺旋形的，如果包括多个ISTP的电缆由一种行星轨道作用共同拧成缆(捆成一束)。行星轨道作用意味着当它们被共同扭绞时多个ISTP不经受扭矩。重叠部分43将和双扭线的纵向轴线平行并还螺旋地围绕着双扭线的纵向轴线，如果包括多个ISTP的电缆通过使用常规的单股或双股扭绞作用被共同拧成缆。单的或双的扭绞捆绑作用意味着在共同扭绞多个ISTP的过程中，引起单独的ISTP的扭矩。在电缆制造工业中通常使用这两种方法，而且任何一种方法可以用于本发明的制造过程。
在屏蔽重叠部分43的区域中，第二表面29面对第一表面27。第一纵向延伸边缘44面向顺时针方向；第二纵向边缘44a面向逆时针方向。在重叠部分43的区域中，形成第二纵向延伸端的第二表面29的部分被粘结到形成第一纵向延伸端一个表面的第一表面27的部分。重叠部分43的弓形长度可以变化。图2b显示了一个重叠部分，它的弓形长度大于图2a中所示的重叠部分。
应该注意的是，尽管图2a公开的径向外层的一个屏蔽罩是铝层。但屏蔽罩可以具有许多不同的构造。例如，铝层可以处于EAA和聚酯层之间。在这种构造中，EAA层将是径向的最外层。可替换的，聚酯层可以是径向的最外层，EAA层径向地向内，且铝层在中间。重叠部分可以具有如图2a所示的第一端的径向向外的第二端，或者是第一端径向向内的第二端。还有其他的排列，下面讨论可使用的其中的一些排列。
图2c显示了一个单独屏蔽双扭线的可替换实施例。单独的屏蔽双扭线利用一个双扭线和一个屏蔽罩，与图2a中的双扭线和屏蔽罩相同。然而，图2c中的侧向折叠屏蔽罩22具有与图2a中的侧向折叠的屏蔽罩不同的排列。在图2c中，第一纵向延伸边缘44与第二纵向延伸边缘44a不重叠。相反，沿着它的纵向长度朝着靠近第二纵向延伸端边缘44a排列第一纵向延伸端44以侧向折叠屏蔽罩22。屏蔽罩被侧向折叠使第一纵向延伸端33的第二表面29与第二纵向延伸端35的第二表面29接触。接触的表面被粘结一起。粘结部分43a接着被侧向折叠在屏蔽罩的一个邻近部分45上。
图2d显示了一个单独屏蔽双扭线的另一个实施例。除了屏蔽罩的结构和缠绕的屏蔽罩的排列。图2d中的实施例与图2a中的相同。如图3b所示，屏蔽罩22a具有是EAA的第一层47a，是铝的第二层47b和是聚酯的第三层47c。返回到图2d，在该结构中，纵向延伸边缘不重叠。屏蔽罩被侧向折叠使第一纵向延伸端33的第一层47a与第二纵向延伸端35的第一层47a接触。然后接触层被粘结。粘结部分43b接着径向地向着屏蔽罩的一个相邻部分折叠。
图3c显示了可替换图3a和3b所示的屏蔽罩构造。该屏蔽罩具有第一铝层49a，第二聚酯层49b，第三铝层49c和第四EAA层49d。
图2e显示了屏蔽罩构造的另一个实施例。EAA层29a没有形成覆盖第一33和第二35纵向延伸端的一个表面。而仅仅覆盖第二纵向延伸端的一部分43e。它仅覆盖粘结到第一端33的第二端35的部分43e。在部分43e上的铝层处于EAA层29e和聚酯层31a之间。第一和第二纵向延伸端包括铝层和聚酯层。
参考图4a，我们看到制造本发明单独屏蔽双扭线所公开的一种装置的简图。单个双扭线20与屏蔽罩同时通过一个金属成形/加热装置51。金属成形装置围绕着双扭线侧向缠绕屏蔽罩并粘结屏蔽罩以形成ISTP 15a。金属成形/加热装置被加热在220F-400F之间以便完成粘接。连接到金属成形装置的是一个温度传感器53和一个加热器55。一个控制器57与加热器和温度传感器连接。通过由电缆制造设备的一个辅助设备产生的张力，使双扭线和屏蔽罩被传送通过加热成形装置，比如挤压生产线或缆车的绞盘。
作为另一个可替换的方法，如图4b所示，通过多个金属成形/加热装置51的同时工作，多个ISTP可以被相互扭绞成一个完整的电缆。
图4c中显示了形成单独屏蔽双扭线的一个可替换方法。在该可替换方法中，一个高温小球箱63用于粘结屏蔽罩本身。可替换装置具有的第一部分63a，它围绕双扭线侧向折叠屏蔽罩。在装置第二部分63b中的屏蔽罩用高温小球使其本身粘结。用热空气加热器63c加热小球。
可以不使用热空气或一个电加热元件，所描述的每个装置可以使用一个红外线加热器65(图4d)。
对于本领域技术人员来说，本发明的其他实施例以及等同的方案将是显而易见的，并且它并不意在具体限制本发明的范畴，而只是提供本发明一个实施例的一个例子。

Claims (10)

1.一种高速数据电缆包括：
多个单独的双扭线，每个单独的双扭线包括围绕第二绝缘导体扭绞的第一绝缘导体；
包围所述多个单独的双扭线的一个护套，其特征在于，
用一种具有一聚合物层和一金属层的金属复合屏蔽罩侧向缠绕至少两个所述双扭线的每一双扭线，并且所述金属层具有0.0076-0.0254毫米的厚度，
每个所述屏蔽罩具有一个内表面和一个相对于内表面的外表面，并且所述外表面面对所述护套，
每个屏蔽罩具有第一纵向延伸端和第二纵向延伸端，和
通过一种粘结剂将所述第一和第二纵向延伸端粘结一起。
2.权利要求1的高速数据电缆，其特征在于，所述第二纵向延伸端被折叠，以至于外表面本身接触来提供第二纵向延伸端折叠，和
其中所述第一纵向延伸端的内表面被粘结到所述第二纵向延伸端而折叠。
3.权利要求1的高速数据电缆，其特征在于，所述第一纵向延伸端被折叠，以至于内表面本身接触来提供第一纵向延伸端的折叠，和
其中所述第二纵向延伸端的外表面被粘结到所述第一纵向延伸端而折叠。
4.权利要求1的高速数据电缆，其特征在于，每个金属复合屏蔽罩包括：
具有0.0076-0.0254毫米厚度的第一铝层，具有0.0076-0.0254毫米厚度的第二铝层以及在所述第一和第二铝层之间的一个聚合物层。
5.权利要求2的高速数据电缆，其特征在于，每个金属复合屏蔽罩包括：
具有0.0076-0.0254毫米厚度的第一铝层，具有0.0076-0.0254毫米厚度的第二铝层，以及在所述第一和第二铝层之间的一个聚合物层。
6.权利要求3的高速数据电缆，其特征在于，每个金属复合屏蔽罩包括：
具有0.0076-0.0254毫米厚度的第一铝层，具有0.0076-0.0254毫米厚度的第二铝层，以及在所述第一和第二铝层之间的一个聚合物层。
7.权利要求1的高速数据电缆，其特征在于，仅仅纵向延伸端的其中之一的上面具有所述粘结剂。
8.权利要求4的高速数据电缆，其特征在于，仅仅纵向延伸端的其中之一的上面具有所述粘结剂。
9.权利要求5的高速数据电缆，其特征在于，仅仅纵向延伸端的其中之一的上面具有所述粘结剂。
10.权利要求6的高速数据电缆，其特征在于，仅仅纵向延伸端的其中之一的上面具有所述粘结剂。
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