TWI827683B - 線纜 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種線纜，其包括一對芯線，螺旋纏繞該對芯線的絕緣內帶，縱向纏繞所述絕緣內帶的遮罩帶，位於所述遮罩帶外側且在該對芯線之間的中心線上的地線及螺旋纏繞所述遮罩帶與地線的絕緣外帶，每一所述芯線包括設有導體的絕緣層，所述遮罩帶包括絕緣內層及包覆所述絕緣內層的導電外層。
Description
本發明涉及一種線纜，尤其涉及用於數據傳輸速率超過10Gbps的資料傳輸的雙軸線纜。
用於10Gbps+資料傳輸的傳統雙軸線纜通常具有大約5%的耦合。雖然可以通過雙押出的方式增加雙軸電纜的耦合百分比。然而，這種方法不能讓單個絕緣導體通過現有的線上電子流程控制耦合百分比的增長。美國專利第5142100號，第8981216號及第9123452號專利公開了一些相關的設計。
因此，需要一種改進的雙軸線纜來克服先前技術的不足。
本發明所要解決之技術問題在於：提供一種信號對耦合為7%-14%且相對減少信號功率損耗的雙軸線纜。
為解決上述技術問題，本發明之技術方案係：一種線纜，其包括一對芯線，螺旋纏繞該對芯線的絕緣內帶，縱向纏繞所述絕緣內帶的遮罩帶，位於所述遮罩帶外側且在該對芯線之間的中心線上的地線及螺旋纏繞所述遮罩帶與地線的絕緣外帶，每一所述芯線包括設有導體的絕緣層，所述遮罩帶包括絕緣內層及包覆所述絕緣內層的導電外層。
相較於現有技術，本發明之優點在於：通過上述設計，使得該線纜的信號對耦合為7%-14%且相對減少信號功率損耗。
本發明所要解決之技術問題在於：提供一種信號對耦合為7%-14%且相對減少信號功率損耗的雙軸線纜。
為解決上述技術問題，本發明之技術方案係：一種線纜，其包括一對芯線，螺旋纏繞該對芯線的絕緣內帶，縱向纏繞所述絕緣內帶的遮罩帶，一對位於所述遮罩帶外側且位於該對芯線兩側的地線，及螺旋纏繞所述遮罩帶與地線的絕緣外帶，每一所述芯線包括設有導體的絕緣層，所述遮罩帶包括絕緣內層及包覆所述絕緣內層的導電外層。
相較於先前技術，本發明之優點在於：通過上述設計，使得該線纜的信號對耦合為7%-14%且相對減少信號功率損耗。
1:導體
2:絕緣層
3:地線
4:絕緣內帶
41:內層
42:外層
5:遮罩帶
6:絕緣外帶
第一圖係符合本發明第一實施例的雙軸線纜的分解圖。
第二圖係符合本發明第二實施例的示意圖，其中第二絕緣層由兩層相對纏繞的絕緣帶構成。
第三圖係符合本發明第三實施例的示意圖，其包括兩根地線。
第四圖係符合本發明第四實施例的示意圖，所述第四實施例在第一絕緣層和絕緣內帶之間提供附加的絕緣層。
請參照第一圖，為符合本發明的第一實施例的雙軸或差分線纜包括一對芯線，該對芯線彼此不纏繞。每根芯線設有包覆於絕緣層2的導體1，纏繞該對芯線的絕緣內帶4，縱向包裹絕緣內帶4的遮罩帶5，位於遮罩帶5向外的一側並位於該對線纜之間的中心線上的地線3，及絕緣外帶6螺旋包裹遮罩帶5和地線3的絕緣外帶6。所述遮罩帶5包括絕緣內層和導電外層。本發明的一個技術特徵是縱向纏繞遮罩帶5的接縫位於遮罩帶5與地線3相對的另一側，該位置沿垂直於兩芯線中心的橫向方向的豎直方向的中心線。值得注意的是，絕緣內帶4和絕緣層2之間形成的空間是空的，遮罩帶5，地線3及絕緣外帶6之間形成的空間也是空的。
相關元件的材料和尺寸可以參考下表，使線纜的信號對耦合為7%-14%。
本發明有如下特徵及優勢。儘管並非所有各自的功能和優點都是全新的，但在實施例和權利要求中限定的組合是新穎的並且仍具有在使用傳統製造方法的同時滿足比10Gbps更快的傳輸的特點。
更緊密的信號對耦合(7%至14%)以為差分信號提供一種改進的插入損耗：相反極性的差分遮罩回流被部分抵消，降低了遮罩功率損耗；傳統的雙軸線具有大約5%的耦合。
將地線設置於金屬遮罩層的外部以降低地線對高頻資料傳輸性能的影響：地線具有記憶力，其可以纏繞在線軸上，使得它們在從線軸移除後保持圓形纏繞的形狀。因此，在線纜的長度方向上保持雙軸電纜結構內的恒定位置具有挑戰性。這形成雙軸線纜，使其在線纜的長度方向上不具有恒定的對稱橫截面。這種不對稱造成了電性不平衡；由於物理/電性不平衡，外部位置降低了潛在的轉換模式。金屬遮罩層內對稱性的物理平衡是影響電信號平衡的因素。只要幾何形狀對稱平衡，結構的對稱性就不會影響電氣平衡；由於物理/電性不平衡，外部位置降低了潛在的轉換模式。金屬遮罩層內對稱性的物理平衡是影響電信號平衡的因素。只要幾何形狀對稱平衡，結構的對稱性就不會影響電氣平衡；與內部的地線相反，線纜的位置可變將導致金屬遮罩層“隆起”，這會影響到差分對的電性平衡和最終的高速性能。
縱向纏繞的遮罩層：消除了在傳統螺旋纏繞的遮罩結構中看到的插入損失“吸出”。
在內部介電帶和外部介電帶之間設置金屬遮罩層。另外，金屬遮罩層的接縫位於雙軸的底側，所述底側與地線相對。
這提供了對縱向遮罩接縫的改進控制，將其固持在兩個平坦表面之間；這可以防止遮罩層的接縫打開，從而導致高速電性性能下降；縱向遮罩層的接縫會在製造，“捆紮”，工藝和現場應用，彎曲/佈線的應力下打開；這將有助於減少模式轉換以及與線性性能相關的插入損耗偏差以及它可以創造的成對變化。
在金屬遮罩帶和PET帶的表面上提供氧化阻擋以傳導高速電流：對環境惡化具有抵抗力；提高長期性能的穩定性。
在金屬遮罩帶和PET帶的表面上提供氧化阻擋以傳導高速電流：比泡沫電介質更穩定的性能；比泡沫電介質更容易製造。
可選擇銅，Cu/PET遮罩層：導電性比鋁，Al/PET高30%。
可選擇鍍銀層線纜：較裸銅線導電率提高6%。
使用傳統工藝製造：無需重複擠出或第二層擠出；使用傳統的線上程序控制(電容表，同心度計，橢圓計)；僅添加第二個編帶部分到雙軸佈線過程。
請參照第二圖，為符合本發明的第二實施例，所述絕緣內帶4為雙層相對纏繞。美國第7,790,981號專利中也公開了相對纏繞的兩層結構。這種偽交叉結構設置在遮罩帶5外側的絕緣外帶6上，因此電性性能改善相對較少，基本上考慮機械安全因素。不同的是，本發明第二實施例中與遮罩帶5配合的絕緣內帶4的相反纏繞層可為高頻信號傳輸提供關鍵和意想不到的電性性能的設置。詳細分析如下。當螺旋纏繞絕緣內帶4時會有週期性的重疊，且重疊區
域將比非重疊區域厚。重疊區域的第一個潛在影響是，隨著第二電介質厚度的增加，從信號線到外遮罩帶5的距離也將增加。第二個潛在影響是厚度在重疊處不會增加，但是介電帶在重疊處被壓縮得更多，從而增加了該區域中材料的介電常數。這些週期性的重疊，信號導體和遮罩導體之間的電性關係將形成電共振結構。共振頻率直接與重疊的間距相關。根據厚度差異，電性影響將或多或少變得明顯。兩個相對纏繞的介質帶各自的厚度是在同一方向纏繞的單個介質帶的厚度的一半，從而減小或壓縮重疊的厚度。此外，兩個重疊將更加分散，形成類似“X”的圖案而不是沿著線纜“\”的類似圖案。這有助於減少負面的電性影響。值得注意的是，在相關的先前專利參考文獻中公開的絕緣外帶的相對纏繞是為了防止絕緣外帶在扭曲或彎曲力下打開。當這個絕緣外帶打開時，縱向遮罩帶的接縫打開並進行模式轉換。相關專利參考文獻使用兩種方式來防止縱向遮罩帶打開：(1)選擇性地將粘合劑施加到遮罩帶上以週期性地將縱向遮罩縫粘合在一起，同時仍然沿著接縫邊緣週期性地設置電連接板並將遮罩層粘貼到絕緣層上；(2)設置兩層絕緣外帶，且所述絕緣外帶以相反的方向纏繞。簡單來說，與上述專利文獻相比，本發明縱向纏繞的遮罩帶5內的絕緣內帶4在相反纏繞方向上的雙層結構的特徵具有顯著的電性特性及不同的目的或性能影響。在第二實施例中，如果需要，絕緣外帶6的纏繞方向可與絕緣內帶4的外層42相反，而與絕緣內帶4的內層41相同。
請參照第三圖，為符合本發明的第三實施例，其中絕緣內帶4比第一實施例中的絕緣內帶4厚，且在仰視圖中，在線纜的兩側使用兩根地線，使得遮罩帶5的接縫位於兩地線之間。
請參照第三图，為符合本發明的第四實施例，所述第四實施例與第三實施例類似，除了絕緣內帶4用較薄的螺旋纏繞(內)的熱封的外層42和較厚的縱向纏繞(外)的絕緣的內層41代替。所述遮罩帶5的接縫與絕緣的內層41的接縫相對。
儘管已經展示並描述了本發明公開的優選實施例，根據規定，本領域技術人員已知的等同修改和變化被認為在所附權利要求中描述的公開的範圍內。請參照第一圖，所述信號線之間的距離基本上等於絕緣體的兩倍，而遮罩帶5和各信號線之間的距離基本上等於絕緣內帶4和絕緣體的厚度之和。此外，絕緣內帶4可包括兩個相反方向的包裹層，即一個包裹層是順時針方向而另一個包裹層是逆時針方向，以實現更小的交叉接縫，使所述絕緣內帶4更均勻。另一方面，沿相反方向包裹的雙層包裹層可避免具有厚度密集的週期性結構和/或不連續性。
1:導體
2:絕緣層
3:地線
4:絕緣內帶
5:遮罩帶
6:絕緣外帶
Claims (8)
- 一種線纜，其中所述線纜包括：一對芯線，每一所述芯線包括設有導體的絕緣層；絕緣內帶，螺旋纏繞該對芯線；及遮罩帶，縱向纏繞所述絕緣內帶，所述遮罩帶包括絕緣內層及包覆所述絕緣內層的導電外層；地線，位於所述遮罩帶外側且在該對芯線之間的中心線上；及絕緣外帶，螺旋纏繞所述遮罩帶與地線，所述芯線形成一個信號對，所述絕緣內帶包括沿相反方向纏繞的兩層，形成“X”的圖案，使得所述信號對和所述遮罩帶之間形成電共振結構，並使得所述信號對耦合為7%-14%，所述信號對的資料傳輸速率超過10Gbps。
- 如請求項1所述之線纜，其中，縱向纏繞的所述遮罩帶的接縫沿著豎直方向上的中心線與地線相對，所述豎直方向垂直於該對芯線中心的橫向方向。
- 如請求項1所述之線纜，其中，螺旋纏繞的所述絕緣內帶有週期性的重疊，且重疊區域將比非重疊區域厚。
- 如請求項1所述之線纜，其中，所述絕緣外帶的纏繞方向與絕緣內帶的外層相反，而與絕緣內帶的內層相同。
- 一種線纜，其中所述線纜包括：一對芯線，每一所述芯線包括設有導體的絕緣層；絕緣內帶，螺旋纏繞該對芯線；及遮罩帶，縱向纏繞所述絕緣內帶，所述遮罩帶包括絕緣內層及包覆所述絕緣內層的導電外層；一對地線，其位於所述遮罩帶外側且位於該對芯線兩側；及 絕緣外帶，螺旋纏繞所述遮罩帶與地線，所述芯線形成一個信號對，所述絕緣內帶包括沿相反方向纏繞的兩層，形成“X”的圖案，使得所述信號對和所述遮罩帶之間形成電共振結構，並使得所述信號對耦合為7%-14%，所述信號對的資料傳輸速率超過10Gbps。
- 如請求項5所述之線纜，其中，所述遮罩帶的接縫位於該對地線之間。
- 如請求項5所述之線纜，其中，絕緣內帶包括螺旋纏繞的較薄的熱封的外層及縱向纏繞的較厚的絕緣的內層。
- 如請求項7所述之線纜，其中，所述遮罩帶的接縫與較厚的絕緣的內層的接縫相反。
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