CN218498346U

CN218498346U - 一种超轻型高稳相射频同轴电缆

Info

Publication number: CN218498346U
Application number: CN202222806331.7U
Authority: CN
Inventors: 苏攀; 胥兴灵; 徐玉洁; 张荣华; 何庆; 王文猛
Original assignee: Sichuan Jiuzhou Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Sichuan Jiuzhou Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2022-10-24
Filing date: 2022-10-24
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2032-10-24

Abstract

本实用新型公开了一种超轻型高稳相射频同轴电缆，包括：由内向外依次设置的内导体、绝缘层、组合屏蔽层和组合护套层，所述内导体由单根镀银铝合金或多股镀银铝合金单丝同心绞合而成；所述绝缘层为设置在内导体外的发泡PFA绝缘层；所述组合屏蔽层包括设置在绝缘层外的内屏蔽层以及设置在内屏蔽层外的外蔽层；所述组合护套层由PTFE/PI/PTFE复合带和PTFE生料带绕包后高温烧结制成。本实用新型具有相位稳定性好、重量轻、耐环境性好的优点，且同时具有优异的电气传输性能。

Description

一种超轻型高稳相射频同轴电缆

技术领域

本实用新型属于通信电缆技术领域，具体涉及一种超轻型高稳相射频同轴电缆。

背景技术

近年世界战略格局深刻演变，我国处于发展的重要战略机遇期，面临的安全威胁和挑战更趋多元复杂。大型武器装备平台发展接近拐点，作战平台转向高低互补，将综合搭载更多信息化通信装备。为了实现在大型武器装备平台上搭载更多电子通信机载设备，对各信息化通信设备信号传输质量和整机重量控制提出了新的要求。

射频同轴电缆负责在各个射频通信元器件传输射频信号，是军工、航空航天系统通讯不可缺少的电子器件，是系统可靠运行的重要保证。其信号的幅相一致性、相位差稳定性等电气性能和产品重量成为衡量稳相射频同轴电缆性能的一个重要指标。

传统稳相射频同轴电缆主要由导体、绝缘层、金属屏蔽层和护套层等组成。

传统稳相射频同轴电缆多采用镀银铜合金作为内导体和外导体，绝缘层多采用聚四氟乙烯(PTFE)。其中，内导体采用镀银铜合金，其具有导电性能好等优点。但是其存在重量偏重，依然有可改进空间。例如可采用镀银铜包铝镁合金、镀银铝合金等。一般采用的镀银铜材料密度为8.89g/cm³，从存在传统稳相射频同轴电缆整体重量较高，且其最外层保护层采用挤塑模式生产，挤塑厚度较大，也造成了传统稳相射频同轴电缆重量增加。

为了减轻重量，例如中国专利文献公开了一种“一种航空航天用超轻型低损耗稳相同轴电缆”(公开号CN114447553A，公开日2022年05月06日)；该技术披露了一种航空航天用超轻型低损耗稳相同轴电缆，属于射频同轴电缆领域；一种航空航天用超轻型低损耗稳相同轴电缆包括设置在中心位置的内导体，内导体的外部依次设置有介质层以及外导体，内导体为镀银铜包铝镁合金、介质层由低密度聚四氟乙烯推挤而成，外导体为三元合金无缝铜包铝管，并套在介质层外部；从而形成电缆雏形；电缆雏形穿过钨钢模具最终形成成品电缆。其内导体采用镀银铜包铝镁合金，该材料密度仅为3.8g/cm³-4.3g/cm³，而镀银铜的密度为8.9g/cm³-9.3g/cm³，相比采用镀银铜内、外导体的低损耗稳相同轴电缆重量减轻40～50％。

同时，传统稳相射频同轴电缆的绝缘层多采用氟树脂，氟树脂由于具有阻燃性好，机械强度高，耐热，耐寒性优异等特点成为绝缘层的首选材料，目前可以用作同轴射频电缆绝缘且耐温等级在200℃以上的氟材料一般有聚四氟乙烯(PTFE)，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA) 三种。虽然它们的耐热性，耐寒性和耐化学试剂性优异，且相对介电常数也非常低(2.0～2.1)。其中四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)的长期使用温度为 -196--260摄氏度，其具有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响。其抗蠕变性和压缩强度均比聚四氟乙烯好，拉伸强度高，伸长率可达100-300％。介电性好，耐辐射性能优异。阻燃性达V0级。由于军工、航空航天系统等领域，需要面对极端环境以及要求更高的稳定性，因此，相对传统的PTFE，采用PFA能进一步提高相位稳定性和耐环境性能。同时，随着电子设备的高速化(传输速度:10Gbps/秒以上)，通信设备的高频化(1GHz频带)，产生了进一步降低介电常数的必要性。此外由于氟树脂成本高，比重大(一般大于2.1)，因此通过发泡或拉伸对氟树脂组合物进行纤维状化(原纤化)，谋求多孔质化不仅可以降低介电常数和损耗，同时能够大幅度减小密度。

综上所述，传统稳相射频同轴电缆的内导体、外导体、绝缘层等，仍然具有可改进空间，通过对内导体、外导体、绝缘层等材料的改进/替换，能使传统稳相射频同轴电缆进一步减轻产品的重量、提高相位稳定性以及耐环境性能等，从而使稳相射频同轴电缆适应军工、航空航天系统等不断提升的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相位稳定性好、重量轻、耐环境性好的超轻型高稳相射频同轴电缆。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种超轻型高稳相射频同轴电缆，包括：由内向外依次设置的内导体、绝缘层、组合屏蔽层和组合护套层；所述内导体由单根镀银铝合金或多股镀银铝合金单丝同心绞合而成；所述绝缘层为设置在内导体外的发泡PFA绝缘层；所述组合屏蔽层包括设置在绝缘层外的内屏蔽层以及设置在内屏蔽层外的外屏蔽层；所述组合护套层由PTFE/PI/PTFE复合带和PTFE生料带绕包后高温烧结制成。

所述内屏蔽层为轻量化的镀银铜带，其厚度为0.028mm～0.035mm，屈服强度不小于200MPa。

：所述内屏蔽层为镀银铜包铝扁带，其厚度为0.035mm～0.045mm，材料密度为3.65g/cm³～4.05g/cm³，屈服强度不小于150MPa。

所述内屏蔽层绕包在绝缘层外，搭盖率控制在45％～48％。

所述外屏蔽层为镀银铝合金单丝经过多股并丝后编织于内屏蔽层外，编织密度≥90％。

所述发泡PFA绝缘层的发泡度为65％～80％。

所述发泡PFA绝缘层的介电常数为1.41～1.43。

所述组合护套为双层同心绕包结构，搭盖率控制在50％～53％。

所述组合护套层的厚度小于0.15mm。

所述镀银铝合金材料密度为2.5g/cm³～2.85g/cm³。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的内导体的材质为镀银铝合金，镀银铝合金的密度为2.5g/ cm³～2.85g/cm³，其和常规铜包铝导体相比，抗蠕变性更强、耐疲劳性更好、不易折断、高温情况下电阻稳定，在保证产品电气传输性能的同时，重量仅为常规铜导体的三分之一。绝缘层为发泡PFA绝缘层。采用该技术措施，具有极佳的电相位稳定性，较现有技术的低密度PTFE微孔带绕包型稳相射频电缆电相位稳定性提升35％以上，极大的提升了装备系统在恶劣环境下的信号传输稳定性。组合屏蔽层对电缆内部绝缘发泡结构进行了足够的机械防护和电磁屏蔽，屏蔽衰减大于92dB,在降低了自身重量的同时提供极强的机械支撑和电磁防护；

组合护套层采用PTFE/PI/PTFE复合带和PTFE生料带绕包后高温烧结制成，其较现有的聚全氟乙丙烯和四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物材料的挤出型电缆护套，具有更优异的耐环境性能，同时能有效降低电缆整体重量的同时，对电缆内部高度发泡的绝缘层起到定型稳定作用。采用上述方案提高了电性能和温度相位的稳定性；本实用新型具有相位稳定性好、重量轻、耐环境性好的优点，且同时具有优异的电气传输性能。

2.本实用新型的发泡PFA绝缘层的发泡度65％～80％；其均匀的包覆在内导体外，使得绝缘层内部孔隙均匀的分布，发泡细度15μm～20μm，具有较强的信号传输时延稳定性和优异的电性能指标，介电常数可稳定控制在1.42± 0.01的范围内，介电常数和介质损耗几乎不受温度变化的影响。

3.本实用新型的组合屏蔽层包括设置在绝缘层外的内屏蔽层以及设置在内屏蔽层外的外屏蔽层。内屏蔽层为轻量化的镀银铜带，通过高精度恒张力绕包于绝缘层表面，绕包搭盖率为45％～48％，其厚度为0.028mm～0.035mm，屈服强度不小于200MPa。外屏蔽层为镀银铝合金丝高密度精密编织于内屏蔽层外，编织屏蔽密度≥90％。采用该技术措施，保证了电缆的电气传输性能，并有效降低产品重量。

4.本实用新型的内屏蔽层为镀银铜包铝扁带，其厚度为0.035mm～ 0.045mm，材料密度3.65g/cm³～4.05g/cm³，屈服强度不小于150MPa。该材料密度小、重量轻，相比同类型电缆重量更轻。采用该技术措施，能进一步减轻电缆重量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图标记：1—内导体，2—绝缘层，3—组合屏蔽层，31—内屏蔽层，32 —外屏蔽层，4—组合护套层，41—PTFE/PI/PTFE复合带，42—PTFE生料带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，一种超轻型高稳相射频同轴电缆，包括：由内向外依次设置的内导体1、绝缘层2、组合屏蔽层3和组合护套层4，内导体1由单根镀银铝合金或多股镀银铝合金单丝同心绞合而成；绝缘层2为设置在内导体1外的发泡PFA绝缘层；组合屏蔽层3包括设置在绝缘层2外的内屏蔽层31以及设置在内屏蔽层31外的外屏蔽层32；组合护套层4由PTFE/PI/PTFE复合带41和PTFE 生料带42绕包后高温烧结制成。

具体地，内导体1采用镀层一致的镀银铝合金制成。内导体1由单根镀银铝合金单线或多股镀银铝合金单丝绞合而成。在实际使用时，内导体1为单根镀银铝合金单线或多股镀银铝合金单丝同心绞合而成，排列方式为：中心的一根镀银铝合金丝作为第一层，第二层的6根镀银铝合金丝均匀地置于第一层的外表面，其余多根镀银铝合金丝按照每一层比上一层多6根的规则置于上一层的外表面，并经过同心紧压绞合而成。镀银铝合金的密度为2.5g/cm³～ 2.85g/cm³，相对于现有的镀银铜、镀银铜包铝镁合金的密度更低，其和常规铜包铝导体相比，抗蠕变性更强、耐疲劳性更好、不易折断、高温情况下电阻稳定，在保证产品电气传输性能的同时，重量仅为常规铜导体的三分之一。因此，采用由镀银铝合金制成的内导体1，具有重量轻的技术优点。

绝缘层2为发泡PFA绝缘层。具体地，发泡PFA绝缘层采用高发泡的PFA，发泡度为65％～80％；其均匀的包覆在内导体1外，使得绝缘层2内部孔隙均匀的分布，发泡细度15μm～20μm，其具有较强的信号传输时延稳定性和优异的电性能指标，介电常数可稳定控制在1.42±0.01的范围内，即介电常数为 1.41～1.43，介电常数和介质损耗几乎不受温度变化的影响。采用该技术措施，具有极佳的电相位稳定性，较现有技术的低密度PTFE微孔带绕包型稳相射频电缆电相位稳定性提升35％以上，极大的提升了装备系统在恶劣环境下的信号传输稳定性。

组合屏蔽层3包括设置在绝缘层2外的内屏蔽层31以及设置在内屏蔽层 31外的外屏蔽层32。具体地，内屏蔽层31为轻量化的镀银铜带，通过高精度恒张力绕包于绝缘层2表面，绕包搭盖率为45％～48％，其厚度为0.028mm～ 0.035mm，屈服强度不小于200MPa。外屏蔽层32为镀银铝合金丝高密度精密编织于内屏蔽层31外，编织屏蔽密度≥90％。组合屏蔽层3对电缆内部绝缘发泡结构进行了足够的机械防护和电磁屏蔽，屏蔽衰减大于92dB,在降低了自身重量的同时提供极强的机械支撑和电磁防护；采用该技术措施，保证了电缆的电气传输性能，并有效降低产品重量。

组合护套层4由PTFE/PI/PTFE复合带41和PTFE生料带42绕包后高温烧结制成。具体地，PTFE/PI/PTFE复合带41和生料带组合护套是通过双头同心精密绕包机一次性绕包于外屏蔽层32外，其为双层同心绕包结构，搭盖率控制在50％～53％；其有效降低电缆整体重量的同时，对电缆内部高度发泡的绝缘层 2起到定型稳定作用。组合护套层4的整体厚度小于0.15mm；PI厚度 0.02～0.03mm，PTFE涂覆厚度0.013～0.015mm，PTFE生料带42的厚度为0.04～0.055mm。组合护套层4需经过高温烧结炉恒温烧结使得绕包缝隙严实紧密，经过DSC测试两个加热峰焓值的差值小于3J/g。采用PTFE/PI/PTFE复合带41和PTFE生料带42绕包后高温烧结制成的组合护套层4较现有的聚全氟乙丙烯和四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物材料的挤出型电缆护套，具有更优异的耐环境性能。

本实用新型的超轻型高稳相射频同轴电缆经过检测，所有检测指标均符合预期设计，其中电缆电相位稳定性采用行业内常用的矢量网络分析仪和高低温试验箱配合在线测试，重量采用精度为0.01g的电子天平进行称重，通过与同规格、性能相近的戈尔CXN—3449和MCC的UFB—205A电缆进行对比，本实用新型的超轻型高稳相射频同轴电缆在-55℃～85℃的电相位稳定性为400ppm以内，重量仅为32g/m，远低于同规格类型电缆的900ppm和66g/m，可以称为是一种“零相”轻型射频同轴电缆；主要检测结果见表1。

表1超轻型高稳相射频同轴电缆的主要性能指标

综上，采用上述方案提高了电性能和温度相位的稳定性，本实用新型具有相位稳定性好、重量轻、耐环境性好的优点，且同时具有优异的电气传输性能。能保证军事装备、航天航空系统等在高原或气候温差较大等恶劣环境下对信号稳定传输。

实施例2

如图1所示，本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：设置在绝缘层外的内屏蔽层为镀银铜包铝扁带，其厚度为0.035mm～0.045mm，材料密度3.65g/cm³～4.05g/cm³，屈服强度不小于150MPa。该材料密度小、重量轻，相比同类型电缆重量更轻。采用该技术措施，能进一步减轻电缆重量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：包括：由内向外依次设置的内导体、绝缘层、组合屏蔽层和组合护套层；

所述内导体由单根镀银铝合金或多股镀银铝合金单丝同心绞合而成；

所述绝缘层为设置在内导体外的发泡PFA绝缘层；

所述组合屏蔽层包括设置在绝缘层外的内屏蔽层以及设置在内屏蔽层外的外屏蔽层；

所述组合护套层由PTFE/PI/PTFE复合带和PTFE生料带绕包后高温烧结制成。

2.根据权利要求1所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述内屏蔽层为轻量化的镀银铜带，其厚度为0.028mm～0.035mm，屈服强度不小于200MPa。

3.根据权利要求1所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述内屏蔽层为镀银铜包铝扁带，其厚度为0.035mm～0.045mm，材料密度为3.65 g/ cm³～4.05g/ cm³，屈服强度不小于150MPa。

4.根据权利要求2或3所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述内屏蔽层绕包在绝缘层外，搭盖率控制在45%～48%。

5.根据权利要求1所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述外屏蔽层为镀银铝合金单丝经过多股并丝后编织于内屏蔽层外，编织密度≥90%。

6.根据权利要求1所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：

所述发泡PFA绝缘层的发泡度为65%～80%。

7.根据权利要求6所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：

所述发泡PFA绝缘层的介电常数为1.41~1.43。

8.根据权利要求1所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述组合护套为双层同心绕包结构，搭盖率控制在50%～53%。

9.根据权利要求1或8所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述组合护套层的厚度小于0.15mm。

10.根据权利要求1或5所述的超轻型高稳相射频同轴电缆，其特征在于：所述镀银铝合金材料密度为2.5 g/cm³～2.85g/cm³。