專利名稱：低損耗穩(wěn)相同軸電纜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信電纜，更具體地說，涉及一種低損耗穩(wěn)相同軸電纜及其 制造方法。
背景技術(shù)：
高性能微波信號(hào)電纜是現(xiàn)代化信息裝備的重要基礎(chǔ)器件。例如，現(xiàn)代作 戰(zhàn)飛機(jī)具有復(fù)雜的機(jī)載電子系統(tǒng)，機(jī)載電子設(shè)備在各種復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境 中實(shí)現(xiàn)信息的準(zhǔn)確可靠傳遞尤為重要，如雷達(dá)的高抗干擾、遠(yuǎn)程探測、精確 制導(dǎo)等信息的傳輸。低損耗耐高溫射頻同軸電纜是機(jī)載設(shè)備傳輸微波信號(hào)的
重要基礎(chǔ)器件，它要求更低的損耗，更小的反射(VSWR)和更大的承受功率， 這樣才能保證機(jī)載電子設(shè)備的信號(hào)高可靠性的傳輸。
但是，現(xiàn)有同軸電纜普遍傳輸損耗較高，無法滿足現(xiàn)代化信息裝備中機(jī) 載電子設(shè)備所需的高質(zhì)量信號(hào)傳輸?shù)囊蟆?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有同軸電纜普遍傳輸損耗較高的 缺陷，提供一種低損耗的同軸電纜。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種低損耗穩(wěn)相同軸 電纜，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體、中間絕緣層、外導(dǎo)體及外護(hù)套，其 特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體包括基材及其外鍍層，其中所述基材為銀銅合金材料， 所述外鍍層為銀材料。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述銀銅合金材料的配比為
銅95-99. 5%，銀0. 5-5%。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述銀銅合金材料的配比為銅為99%，銀為1%。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述外導(dǎo)體包括由內(nèi)向外依次
設(shè)置的合金帶層、金屬復(fù)合膜層、銀線編織網(wǎng)層；其中所述合金帶與所述內(nèi) 導(dǎo)體基材為相同材質(zhì)，所述金屬復(fù)合膜為鋁箔表面粘貼聚酰亞胺(Kapton)膠帶。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述合金帶層、金屬復(fù)合膜層、 銀線編織網(wǎng)層分別由所述合金帶、金屬復(fù)合膜條帶及銀線編織網(wǎng)扁帶包繞而 成。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述中間絕緣層材料為聚四氟 乙烯，所述外護(hù)套材料為聚全氟乙丙稀。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，所述中間絕緣層材料為發(fā)泡型 聚四氟乙烯材料，其介電常數(shù)介于1.65至1.73。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是提供一種低損耗穩(wěn)相
同軸電纜的制造方法，包括
制備內(nèi)導(dǎo)體，其中包括對(duì)銀銅合金材料的內(nèi)導(dǎo)體基材進(jìn)行清洗處理后外
鍍銀層并拉絲；
制備中間絕緣層材料并將制備好的中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上；
在中間絕緣層上包繞外導(dǎo)體；
在外導(dǎo)體上擠出外護(hù)套。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法中，所述銀銅合金材料 的配比為銅95-99. 5%,銀0. 5-5%，所述制備內(nèi)導(dǎo)體還包括對(duì)內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行550 士5。C的退火處理；
所述制備中間絕緣層材料并將制備好的中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲 上包括采用拉伸發(fā)泡工藝將中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上；
所述在中間絕緣層上包繞外導(dǎo)體包括由內(nèi)向外依次將合金帶、金屬復(fù)合 膜條帶及銀線編織網(wǎng)扁帶包繞在中間絕緣層上。
在本發(fā)明所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法中，所述內(nèi)導(dǎo)體基材采
用的銀銅合金材料的配比為銅為99%，銀為1%。；所述外導(dǎo)體合金帶與所述內(nèi)導(dǎo)體基材為相同材質(zhì)，所述金屬復(fù)合膜為聚
酰亞胺(Kapton) +鋁箔；
所述中間絕緣層材料為聚四氟乙烯，所述外護(hù)套材料為聚全氟乙丙稀。
實(shí)施本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，具有以下有益效果由于采用了以
銀銅合金為基材外表鍍銀的內(nèi)導(dǎo)體，及介電常數(shù)介于1.65至1.73之間的鐵氟 龍(PTFE)材料制成的中間絕緣層，使得電纜的損耗降低，從而降低了傳輸過 程中的信號(hào)衰減。另外，由于外層體由合金帶、金屬復(fù)合膜條帶及銀線編織 網(wǎng)扁帶包繞而成，這種包繞的方式使得電纜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，即便多次彎曲亦不易 發(fā)生錯(cuò)位，從而提高了電纜的機(jī)械相位穩(wěn)定性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中 圖1是本發(fā)明低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
低損耗穩(wěn)相同軸電纜的組成及工作原理
本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜由特種合金內(nèi)導(dǎo)體、低密度和低損耗的
PTFE絕緣層、特種合金帶屏蔽、金屬復(fù)合膜包覆、銀線編織及鐵氟龍護(hù)套組
成。其中
a、 內(nèi)導(dǎo)體射頻同軸電纜在傳輸信號(hào)時(shí)候，信號(hào)都是經(jīng)過內(nèi)導(dǎo)體的表面
一層傳輸，頻率越高在表面?zhèn)鬏斣矫黠@，因此對(duì)內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在其表 面鍍上一層低電阻層。在本發(fā)明的實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體采用銀銅合金材料作為 基材，表面鍍銀。
b、 絕緣電信號(hào)傳輸時(shí)候經(jīng)過了電纜內(nèi)導(dǎo)體的表面，同時(shí)在外導(dǎo)體內(nèi)表 面進(jìn)行傳輸，絕緣用于防止內(nèi)導(dǎo)體傳輸信號(hào)的時(shí)候遭受電磁干擾。
C、外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(特種合金帶+金屬復(fù)合膜+銀線)電纜在傳輸過程中，內(nèi) 外導(dǎo)體材質(zhì)差異度越小，能量傳輸?shù)膿p耗就越小，特別是緊貼絕緣外層的導(dǎo)體 的材質(zhì)，同時(shí)電纜中的外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體還構(gòu)成高頻電流傳輸?shù)囊粋€(gè)回路，這樣保證了內(nèi)部信號(hào)傳輸不受外界的電磁干擾。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，特 種合金帶與內(nèi)導(dǎo)體基材采用相同材質(zhì)，即也采用銀銅合金。
d、護(hù)套(鐵氟龍護(hù)套)按機(jī)載設(shè)備使用環(huán)境要求，為了保證電纜既耐高 溫、同時(shí)又可以防止在潮濕、腐蝕等惡劣環(huán)境中受到破壞，本發(fā)明選擇了鐵氟 龍材料中的聚全氟乙丙稀(FEP),這樣既保證了柔軟度、耐開裂等重要指標(biāo)要 求，有能滿足環(huán)境要求。
在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo) 體、中間絕緣層、外導(dǎo)體及外護(hù)套。內(nèi)導(dǎo)體包括基材及其外鍍層，其中基材 為銀銅合金材料，外鍍層為銀材料。
在本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，銀銅合金材料的配比可以是銅
95-99.5%，銀0.5-5%。作為較佳實(shí)施例，銀銅合金材料的配比為銅為99%， 銀為1%。
在本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，外導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)包括由內(nèi)向外依次設(shè) 置的合金帶層、金屬復(fù)合膜層、銀線編織網(wǎng)層；其中合金帶與內(nèi)導(dǎo)體基材為 相同材質(zhì)，金屬復(fù)合膜為聚酰亞胺(Kapton) +鋁箔(即在鋁箔表面粘貼kapton 膠帶)。
作為優(yōu)選，本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜中，合金帶層、金屬復(fù)合膜層、 銀線編織網(wǎng)層分別由所述合金帶、金屬復(fù)合膜條帶及銀線編織網(wǎng)扁帶包繞而 成。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，中間絕緣層材料為聚四氟乙烯，外護(hù)套材料 為聚全氟乙丙稀。作為優(yōu)選，中間絕緣層材料采用發(fā)泡型聚四氟乙烯材料， 其介電常數(shù)介于1.65至1.73。
圖1是本發(fā)明低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法的工藝流程圖。如圖1所
示，加工工藝包括內(nèi)導(dǎo)體制備-實(shí)芯絕緣擠出-銀帶繞包-擠出護(hù)套。
制備內(nèi)導(dǎo)體包括對(duì)銀銅合金材料的內(nèi)導(dǎo)體基材進(jìn)行清洗處理后外鍍銀層
并拉絲。具體包括步驟除油、清洗、酸洗、清洗、預(yù)鍍、正鍍、拉絲及退 火(圖中未示出)
制備中間絕緣層材料并將制備好的中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上。具體包括步驟原料過篩、加助劑、混料、熟化、壓坯，推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上。 首次性能測試，通過后熟化烘干。
在中間絕緣層上包繞外導(dǎo)體。具體包括步驟并絲，包繞合金帶、包繞 金屬復(fù)合膜條帶，并絲、包繞銀線編織網(wǎng)扁帶；
在外導(dǎo)體上擠出外護(hù)套。具體包括步驟加熱、放護(hù)套、丈量包裝、成 品測試。
有關(guān)本發(fā)明低損耗穩(wěn)相電纜的制造方法的細(xì)節(jié)詳見隨后的本發(fā)明的設(shè)計(jì) 構(gòu)思部分。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思 a、內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)構(gòu)思
內(nèi)導(dǎo)體之所以選擇特種合金體，是由于電纜在傳輸信號(hào)時(shí)候,高頻電流只 傳輸于內(nèi)導(dǎo)體表面，也就是趨膚效應(yīng)，越是高頻越明顯。這樣導(dǎo)體表面必須具 有高導(dǎo)電率和高致密性，只有合金材料才可以滿足要求。因此，研制達(dá)到要 求的合金材料成為技術(shù)關(guān)鍵，其難點(diǎn)在于該合金材料的合金配比。合金配比 直接影響到信號(hào)傳輸?shù)哪芰康膿p耗和材料表面的高致密性，致密度低的產(chǎn)品 在惡劣的環(huán)境下無法正常使用，甚至?xí)p壞整套設(shè)備。所以研制合適的合金比 例和合金配方是直接關(guān)系到電纜的成品的信號(hào)傳輸和在惡劣的環(huán)境條件下正 常傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)。本發(fā)明采用的這種高導(dǎo)電率和高致密性的特種合金導(dǎo)體 可以滿足內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)要求。
內(nèi)導(dǎo)體采用的特種銀銅合金的配比可以是銅95-99.5%，銀0.5-5%。在
這個(gè)配比范圍內(nèi)，銀銅合金材料本身性能指標(biāo)沒有太多影響，銀越多他的傳
輸?shù)皖l的頻率越低，比如銀5%的情況下可以傳輸頻率低到幾十HZ， 0.5% 時(shí)候，卻只能達(dá)到幾百KHZ。)較佳的銀銅合金材料的配比為銅為99%，銀 為1%。
同時(shí)為了保證電纜的柔軟程度，內(nèi)導(dǎo)體還要經(jīng)過特殊的退火工藝，如退火 溫度550士5。C以達(dá)到超柔軟狀態(tài)，這樣使得在使用過程中可以經(jīng)過多次彎曲 也不影響正常使用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)導(dǎo)體的工藝及性能參數(shù)如表一所示。
表一、銀銅合金線(SCAS)
鍍層基材化學(xué)成分％密度 g/cm3電阻率延伸率退火 溫度
銀銀銅合金銅99% 銀1%8. 93《0. 01796 Q nraiVm》18%550°C
b、 絕緣設(shè)計(jì)
低損耗穩(wěn)相同軸電纜傳輸?shù)囊粋€(gè)主要指標(biāo)是傳輸速率，該指標(biāo)主要由絕 緣材料的介電常數(shù)(Vp二1/)所決定。該電纜使用的環(huán)境惡劣，要求耐高溫、耐 腐蝕，同時(shí)又要求重量輕、損耗低、傳輸快等要求。對(duì)于耐高溫，鐵氟龍材料 (PTFE)無疑是最佳材料，雖然它是最耐高溫的絕緣材料，但由于該材料本身的 介電常數(shù)比較大，達(dá)到2. 1 (傳輸速率才69%),損耗非常之高，同時(shí)由于密度比 較大造成了在機(jī)載電子設(shè)備中使用中顯得笨重，能量損耗太大，傳輸能量延時(shí) 比較大，使得設(shè)備靈活性、機(jī)動(dòng)性、快速反應(yīng)等功能大大降低。為了提高傳 輸速率，降低介電常數(shù)，在本發(fā)明的絕緣材料的制造過程中，運(yùn)用特殊工藝 特殊處理的拉伸發(fā)泡技術(shù)(參見申請(qǐng)?zhí)?00610061263. 9、申請(qǐng)日2006年6月 21曰及申請(qǐng)?zhí)?00610060475. 5、申請(qǐng)日2006年4月24日的中國發(fā)明專利申 請(qǐng))，研發(fā)了一種特殊的鐵氟龍(PTFE)材料,用這種工藝生產(chǎn)出的鐵氟龍(PTFE) 材料介電常數(shù)通常能夠達(dá)到1.73(Vp二76.3呢)，最低可達(dá)1.65 (Vp&83%)，滿 足了低損耗的需求。
c、 外導(dǎo)體材料和加工工藝
用特種合金帶包覆絕緣層是因?yàn)殡娎|在傳輸過程中，內(nèi)外導(dǎo)體材質(zhì)差異 度越小，能量傳輸?shù)膿p耗就越小，特別是緊貼絕緣外層的導(dǎo)體的材質(zhì),所以選 用與內(nèi)導(dǎo)體成分一樣的特種合金帶屏蔽包覆，同時(shí)也增加了產(chǎn)品的柔軟程度。 由于包覆有空隙，對(duì)于電纜的屏蔽性能有影響，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，抑制外界 的電磁干擾，在外面加了一層全屏蔽的金屬復(fù)合膜，同時(shí)為了進(jìn)一步加強(qiáng)電纜 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在外層又加一層銀線編織，這樣充分保證了電纜在惡劣的環(huán)境 下使用也可以保證穩(wěn)定的電性能和機(jī)械性能。本發(fā)明采用了專利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用鐵氟龍材料進(jìn)行發(fā)泡做絕緣的先進(jìn)工
藝，降低了同類電纜產(chǎn)品的衰減值(正常傳輸速率70%,現(xiàn)研制的電纜傳輸速率 達(dá)到76%，從而使得衰減指標(biāo)降低了 15%),達(dá)到了國際上的先進(jìn)水平。
另外一個(gè)重要指標(biāo)電壓駐波比方面，由于本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜 在制造過程中使用了一套特殊的設(shè)備以及專利的工藝(中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?為200610061263.9，發(fā)明名稱為"同軸電纜鐵氟龍絕緣層制造方法")，使得 生產(chǎn)出來的電纜的結(jié)構(gòu)尺寸的結(jié)晶度均勻(結(jié)晶度直接決定了電壓駐波比)， 這一點(diǎn)已經(jīng)超過了國外同類產(chǎn)品的指標(biāo)(經(jīng)過實(shí)際測試，我們的VSWR在 DC-20GHZ為1. 25，國外的在DC-20GHZ為1. 35)。
權(quán)利要求
1、一種低損耗穩(wěn)相同軸電纜，包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體、中間絕緣層、外導(dǎo)體及外護(hù)套，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體包括基材及其外鍍層，其中所述基材為銀銅合金材料，所述外鍍層為銀材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在于，所述銀銅 合金材料的配比為銅95-99.5%，銀0.5-5%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在于，所述銀銅 合金材料的配比為銅為99%，銀為1%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在 于，所述外導(dǎo)體包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的合金帶層、金屬復(fù)合膜層、銀線編 織網(wǎng)層；其中所述合金帶與所述內(nèi)導(dǎo)體基材為相同材質(zhì)，所述金屬復(fù)合膜為 鋁箔表面粘貼聚酰亞胺(Kapton)膠帶。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在于，所述合金 帶層、金屬復(fù)合膜層、銀線編織網(wǎng)層分別由所述合金帶、金屬復(fù)合膜條帶及 銀線編織網(wǎng)扁帶包繞而成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在于，所述中間 絕緣層材料為聚四氟乙烯，所述外護(hù)套材料為聚全氟乙丙稀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜，其特征在于，所述中間 絕緣層材料為發(fā)泡型聚四氟乙烯材料，其介電常數(shù)介于1.65至1.73。
8、 一種低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法，其特征在于，包括 制備內(nèi)導(dǎo)體，其中包括對(duì)銀銅合金材料的內(nèi)導(dǎo)體基材進(jìn)行清洗處理后外鍍銀層并拉絲；制備中間絕緣層材料并將制備好的中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上；在中間絕緣層上包繞外導(dǎo)體；在外導(dǎo)體上擠出外護(hù)套。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法，其特征在于， 所述銀銅合金材料的配比為銅95-99.5%，銀O. 5-5%，所述制備內(nèi)導(dǎo)體還包括對(duì)內(nèi)導(dǎo)體進(jìn)行550土5。C的退火處理；所述制備中間絕緣層材料并將制備好的中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲 上包括采用拉伸發(fā)泡工藝將中間絕緣層材料推擠到內(nèi)導(dǎo)體絲上；所述在中間絕緣層上包繞外導(dǎo)體包括由內(nèi)向外依次將合金帶、金屬復(fù)合 膜條帶及銀線編織網(wǎng)扁帶包繞在中間絕緣層上。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的低損耗穩(wěn)相同軸電纜的制造方法，其特征在于，所述內(nèi)導(dǎo)體基材采用的銀銅合金材料的配比為銅為99%，銀為1%;所述外導(dǎo)體合金帶與所述內(nèi)導(dǎo)體基材為相同材質(zhì)，所述金屬復(fù)合膜為聚酰亞胺(Kapton) +鋁箔；所述中間絕緣層材料為聚四氟乙烯，所述外護(hù)套材料為聚全氟乙丙稀。
全文摘要
本發(fā)明涉及低損耗穩(wěn)相同軸電纜及其制造方法。本發(fā)明的低損耗穩(wěn)相同軸電纜包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體、中間絕緣層、外導(dǎo)體及外護(hù)套。其中，內(nèi)導(dǎo)體包括銀銅合金材料的基材及銀材料外鍍層。在優(yōu)選方案中，銀銅合金材料的配比為銅為99％，銀為1％。外導(dǎo)體包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的合金帶層、金屬復(fù)合膜層、銀線編織網(wǎng)層，其分別由合金帶、金屬復(fù)合膜條帶及銀線編織網(wǎng)扁帶包繞而成。中間絕緣層材料為發(fā)泡型聚四氟乙烯材料，其介電常數(shù)介于1.65至1.73之間。實(shí)施本發(fā)明，能夠降低同軸電纜的傳輸損耗，從而降低了傳輸過程中的信號(hào)衰減；此外還可以提高同軸電纜的機(jī)械相位穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H01B11/18GK101447256SQ20081024173
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者軍 李, 肖東華, 軍 鄭, 黃昌華 申請(qǐng)人:深圳市金信諾電纜技術(shù)有限公司