CN207966502U - 具有增强耦合的双轴电缆 - Google Patents

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Abstract

一种双轴电缆包含(1)第一主体，其包括由电介质包围的第一信号导体，和(2)第二主体，其包括由电介质包围的第二信号导体。所述双轴电缆还包含包覆在所述第一和第二主体两者外部周围的不同电介质。

Description

具有增强耦合的双轴电缆
技术领域
本实用新型涉及电缆技术领域，具体涉及一种具有增强耦合的双轴电缆。
背景技术
电缆用于各种应用。举例来说，例如双轴电缆等一些电缆已经用于电信。常规的双轴构造(如图1所示)包含“主体”、箔护罩、排扰线和外部粘合带。排扰线可在箔护罩内部或外部。排扰线可以是圆形或平坦的。可存在1或2条排扰线。
信号导体到箔护罩的中心到中心间隔和距离具有固定距离。此结构仅具有调谐差模阻抗或共模阻抗的任一者的能力，但不能调谐两者。通常，差模阻抗经调谐到100欧姆，且共模阻抗不可调谐。
“主体”绝缘物的直径随绝缘材料介质性质和所要求的差模阻抗而变。所述直径减小以减小差分阻抗，且增加以升高差分阻抗。共模阻抗是链接的而不可独立地调谐。
控制两个电线之间的中心到中心距离的另一方法是，将两个电线包含在一个挤压绝缘物内。这还将允许差模阻抗和共模阻抗为独立的，且因此产生其中可调谐百分比耦合的结构。然而，此方法存在制造问题。举例来说，在挤压头压力下准确地控制间隔的能力。此外，用于控制主体的电容的现成的自动化设备无法使用。当前并不存在将两个电线支撑在单一绝缘物中。
实用新型内容
本文中公开一种双轴电缆构造，其提供较低插入损耗和减小两个信号电线的中心到中心间隔(间距)的能力。
在一个实施例中，一种双轴电缆包含(1)第一主体，其包括由电介质包围的第一信号导体，和(2)第二主体，其包括由电介质包围的第二信号导体。双轴电缆还包含包覆在所述第一和第二主体两者外部周围的不同的电介质。
在另一实施例中，一种双轴电缆可包含：第一电缆，其包括第一导体、第一导体周围的第一电介质；第二电缆，其与第一电缆对准且包括第二导体、第二导体周围的第二电介质；第三电介质，其完全围封所述第一和第二电缆使得第三电介质并不安置于所述第一和第二电缆之间；以及护罩，其安置在第三电介质周围。
在另一实施例中，一种双轴电缆可包含：第一导体，其由第一电介质包围；第二导体，其由第二电介质包围且与第一导体轴向对准使得第一电介质沿着轴向长度直接接触第二电介质；第三电介质，其围封所述第一和第二电缆但不增加所述第一和第二导体之间的距离；以及护罩，其安置在第三电介质周围。
在另一实施例中，一种制造双轴电缆的方法，所述方法包括：用第一电介质包围第一导体；用第二电介质包围第二导体；使所述第一和第二导体轴向对准使得第一电介质沿着轴向长度直接接触第二电介质；用第三电介质围封所述第一和第二电缆使得第三电介质并不安置在第一和第二电缆之间以便不会增加所述第一和第二导体之间的距离；以及在第三电介质周围安置护罩。
附图说明
本文中参看以下图式描述示范性实施例，图式中：
图1示出常规双轴构造。
图2和3示出根据一个实施例的双轴构造。
图4示出本实用新型的示范性电缆和常规电缆的电缆损耗测量的曲线。
具体实施方式
以下示范性实施例参考通过使用霍耳效应传感器在施配器和可移除容器系统中检测和/或施配流体。应了解，尽管根据本实用新型的示范性实施例可适用于特定应用，但包含在本实用新型中的绘图和/或描述并不希望限于任何特定应用。举例来说，示范性实施例不限于特定环境或用途，且可用于在制冷贮存体、非制冷贮存体、冷藏贮存体、加热贮存体或环境条件下的贮存体中施配流体。广泛多种流体可在这些条件中使用，例如咖啡、软饮料和水。因此，预期可有利地包含如本实用新型中以示范性方式描述的施配器和可移除容器的任何系统和方法。
参看图1和2，传统双轴电缆100包含一对导体101，例如由铜线制成，绝缘体102在每一导体周围且使所述导体彼此分离，中心到中心的距离为2dA。护罩 108(例如，金属箔遮蔽物)可安置在至少所述两个导体和其通常在挤压生产线中制造的相应绝缘体周围。在一些情况下，一或多个排扰线或接地线30也可放置成与护罩108接触。每一绝缘体的直径(由dA表示)一起界定两个导体之间的总距离(2dA)，其是影响给定电缆5的阻抗和信号损耗的参数。确切地说，随着信号对在电缆5的长度上传播的所述距离的任何改变可致使所经历的噪声增加，且可降低信号发射效力。
除电缆5的尺寸方面之外，材料选择也对信号质量产生影响。举例来说，用于制造绝缘体的材料理想地应在高频率下具有对经由导体传播的信号的发射效力的最小影响。信号的发射效力可被影响，例如，何时信号的能量由于分子层级的谐振而作为热量耗散。在常规电缆5中，通常选择聚乙烯(PE)作为绝缘体20、 25，因为其由于低介电常数K(近似2.5的K)和低耗散因子而展现良好的高频率性质，且可根据常规制造方法经挤压从而形成电缆。其它材料，例如聚四氟乙烯 (PTFE)等，由于低介电常数K(对于PTFE近似2.2的K)和低耗散因子而合意地用作绝缘体。然而，在PTFE的情况下，此材料比例如PE更难挤压，且因此更难制造。此外，具有更低介电常数K的材料(例如扩展PE(ePE)，其通过在挤压熔融相将热、压力和发泡剂施加到PE以在材料中产生空隙而生产且具有近似1.5 的介电常数K；和扩展PTFE(ePTFE)，其通过施加热且快速拉拔材料以产生空隙而生产且具有近似1.3的介电常数K)更加难以(如果并非不可能的话)用于根据常规方法制造电缆。
根据一个方面，双轴电缆5包含信号导体101和两个不同电介质102、104。如图2所示，第一电介质102(具有厚度dA)直接位于信号导体101中的每一者上。
信号导体和其电介质的组合通常被称为“主体”。在双轴中，“主体”可通过挤压产生，但其还可通过其它工艺产生，例如通过在其周围包覆电介质带。
返回参看图2，次级电介质104添加在两个“主体”上方。此次级电介质作为包覆在两个“主体”周围的带106而添加。第一和次级电介质的厚度表示为dB(即， dA+次级电介质的厚度)，同时在次级电介质不在电缆5中的情况下维持导体之间的相同距离(2dA)。次级电介质完全包围两个电缆100使得次级电介质并不安置于这些电缆100之间。换句话说，次级电介质可完全围封两个电缆100且直接接触每一电缆5的主体中的每一者的一部分。
次级电介质通过三个项目的组合提供较低损耗。第一，相对于常规双轴电缆，次级电介质将信号到信号耦合增加8％到17％。第二，其增加护罩108的表面积，这减少护罩通导损耗。最后，信号电线直径可增加从而减少信号电线中的通导损耗。
在与25和28Gbps应用相关联的基频处，电缆组合件中的通导损耗可构成双轴电缆中的总损耗的超过80％。对这些损耗作出贡献的导体是两个信号电线和用于接地的箔护罩。两个信号导体通常贡献总损耗的超过65％，且箔护罩贡献总损耗的超过15％。其导电性损耗随包含其表面粗糙度的金属导电性而变，但主要随金属的表面积而变。表面积越大，则导电性损耗越低。
因此，产生其中信号导体或护罩的任一者的表面积可增加同时维持中心到中心间隔的结构。
从差模和共模阻抗计算百分比耦合。较高百分比耦合指示两个信号电线之间的较多耦合以及到护罩的较少耦合。相反，较低百分比耦合指示到护罩的较多耦合以及信号电线之间的较少耦合。通过使用比率来计算百分比耦合。分子中为偶模阻抗和奇模阻抗之间的差，且分母中为偶模阻抗和奇模阻抗的和。偶模阻抗是共模阻抗的函数，是共模阻抗的两倍。奇模阻抗是差模阻抗的函数，是差模阻抗的一半。常规双轴具有约28欧姆的共模阻抗，其给出6％的百分比耦合。此双轴构造具有可经调谐以给出所要百分比耦合的共模阻抗。通常，共模阻抗从33欧姆调谐到40欧姆，从14％到23％变动的百分比耦合。
两个电线“差模”的耦合可减小差分插入损耗。其将小于非耦合(“单端”) 时相同两个电线的差分插入损耗。因此，电线的较紧密耦合是合乎需要的。
通常增加电线直径(线规减小)以减少插入损耗。然而，在本实用新型之前，此导致增加的电线间距(中心到中心间隔)以维持所要的差分阻抗。利用本实用新型，如图3中所示，信号电线直径可增加，同时维持中心到中心间隔。因此，较低损耗28awg电缆可用于针对30awg电缆中心到中心间隔所设计的应用中。这将正常地减小差分阻抗使其低于所要值。在本实用新型中，可通过将护罩进一步移动出去来维持差分阻抗。结果就是仅增加共模信号阻抗。
特征&益处:
(1).较低差模插入损耗；
(2).信号导体的较紧密的和可变的中心到中心间隔；
(3).独立调谐差模阻抗和共模阻抗的能力(％耦合)；
(4).增加的共模(非所要模式)插入损耗。
替代实施例：
上文所论述的以上实施例(“以上所公开的构造实施例”)是示范性实施例，且存在替代/经修改的实施例，其中一些在下文公开。
在另一实施例中，以上所公开的构造实施例可具有排扰线或接地线30，其径向定位在护罩108或外部箔“内部”但径向处于次级电介质104外部。
在又一实施例中，以上所公开的构造实施例可具有径向定位在次级电介质104“内部”的排扰线或接地线30。
在再一实施例中，以上所公开的构造实施例可具有平坦的排扰线或接地线30。
在又一实施例中，以上所公开的构造实施例可具有两个排扰线或接地线30。这些排扰线将相对于信号电线对称地定位在左和右的顶部和底部间隙的任一者中。这些排扰线或接地线30可为圆形、平坦的或两者之间的某一形状。
在又一实施例中，以上所公开的构造实施例可使用“皮肤-泡沫-皮肤”用于“主体”绝缘。在一个实施例中，皮肤-泡沫-皮肤是由挤压在一起的由三个层组成的绝缘物，其中第一层为实心材料，第二层为泡沫材料且外层再次为实心材料。
在又一实施例中，以上所公开的构造实施例可改为差异地调谐到85欧姆，且百分比耦合仍在14％和23％之间。在此实施例中，共模阻抗将在28欧姆和34欧姆之间。
应注意，根据一些实施例，用于主体的电介质材料可以是低或高密度聚乙烯(LDPE/HDPE)、LDPE&HDPE两者的掺合物、氟化乙烯丙二醇FEP。在其它实施例中，所述电介质材料可以是聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基PFA。
用于外部带电介质的电介质材料也可以是与用于主体的电介质材料相同的材料。
在一个实施例中，聚乙烯可用于主体，且扩展PTFE(ePTFE)用于所述带。
图4说明本实用新型的示范性电缆和常规电缆的电缆损耗测量的曲线。电缆损耗在图4上在两个特定频率12.89GHz和14.0GHz处指示。在12.89GHz和 14.0GHz处，对于根据本申请的实施例的电缆，电缆损耗分别是-3.8dB和-4dB，这与对于常规电缆的分别-5.3dB和-5.5dB形成对比。因此，具有上文所论述的特征的本实用新型的电缆的性能胜过不具有这些特征的常规电缆。
应了解，以上所公开的各种特征和其它特征及功能或其替代形式可合意地组合到许多其它装置中。并且，可随后由所属领域的技术人员在其中作出各种替代、修改、变化或改进，其也既定由此公开内容涵盖。

Claims (7)

1.一种双轴电缆，其包括：
第一电缆，其包括：
第一导体；
第一电介质，其包围所述第一导体；
第二电缆，其与所述第一电缆对准，且包括：
第二导体；
第二电介质，其包围所述第二导体；
第三电介质，其完全围封所述第一和第二电缆使得所述第三电介质并不安置于所述第一和第二电缆之间；以及
护罩，其安置在所述第三电介质周围，其中所述第一电介质和第二电介质的直径分别是第一和第二电介质的介电性能以及所需的差分阻抗的函数，使得当每个直径减小时，差分阻抗减小，当每个直径增加时，差分阻抗增加。
2.根据权利要求1所述的双轴电缆，其中所述第一电介质直接接触所述第二电介质。
3.根据权利要求1所述的双轴电缆，其中所述第一导体和所述第二导体之间的距离与所述第三电介质无关。
4.根据权利要求1所述的双轴电缆，其进一步包括径向安置于所述护罩和所述第二电介质两者外部的排扰线。
5.一种双轴电缆，其包括：
第一导体，其由第一电介质包围；
第二导体，其由第二电介质包围且与所述第一导体轴向对准使得所述第一电介质沿着轴向长度直接接触所述第二电介质；
第三电介质，其围封所述第一和第二电缆，但不增加所述第一和第二导体之间的距离；
护罩，其安置在所述第三电介质周围；以及
排扰线，其径向安置在护罩的外部，且轴向安置在第一导体和第二导体之间。
6.根据权利要求5所述的双轴电缆，其中所述第一电介质和第二电介质的直径分别是第一和第二电介质的介电性能以及所需的差分阻抗的函数，使得当每个直径减小时，差分阻抗减小，当每个直径增加时，差分阻抗增加。
7.根据权利要求5所述的双轴电缆，其中所述第一导体和所述第二导体之间的距离与所述第三电介质无关。
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