本發(fā)明屬于射頻和微波通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種具有高機(jī)械穩(wěn)定性和低無源互調(diào)電平的超柔電纜及其制作方法。

背景技術(shù)：

電纜是連接高頻信號(hào)通路的系統(tǒng)內(nèi)常用的元件，電纜在受到彎曲或扭轉(zhuǎn)等機(jī)械力作用時(shí)會(huì)引起同軸電纜各部件的尺寸變化及結(jié)構(gòu)錯(cuò)位，從而影響通信系統(tǒng)的性能。因此為了保障通信系統(tǒng)的性能，對(duì)與之配套的傳輸元器件之一的電纜的機(jī)械穩(wěn)定性提出了更高的要求。

典型的超柔電纜是由聚合物絕緣隔開金屬內(nèi)、外導(dǎo)體組成，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的電纜在受機(jī)械應(yīng)力作用以及電纜相互之間的內(nèi)部作用時(shí)，會(huì)影響電纜的機(jī)械穩(wěn)相特性，特別是無源互調(diào)電平指標(biāo)。傳統(tǒng)的超柔電纜一般采用實(shí)芯聚四氟乙烯作為絕緣介質(zhì)，雙層鍍錫銅絲編織作為外導(dǎo)體，這種結(jié)構(gòu)的電纜在承受反復(fù)彎曲、振動(dòng)、沖擊或扭轉(zhuǎn)等機(jī)械應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)體或電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變形，從而使電纜的無源互調(diào)電平及總相位發(fā)生變化，長期使用時(shí)不能符合穩(wěn)定的低無源互調(diào)要求。為了滿足電子設(shè)備在機(jī)械力影響情況下的無源互調(diào)電平的極高要求，需要設(shè)計(jì)一種具有高度穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的超柔電纜，使其內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在受機(jī)械力時(shí)可以保持相互之間的穩(wěn)定，具有低無源互調(diào)電平特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)具有高穩(wěn)定性和緊密性的超柔電纜，可在受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)保證電纜的無源互調(diào)電平和機(jī)械穩(wěn)相性能。

本發(fā)明的另一目的是提供一種超柔電纜的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

超柔電纜，包括：內(nèi)導(dǎo)體；設(shè)置于所述內(nèi)導(dǎo)體外圍的絕緣層，所述絕緣層為有空氣間隙的低密度聚四氟乙烯帶繞包；設(shè)置于所述絕緣層外圍的內(nèi)編織層；設(shè)置于所述內(nèi)編織層外圍的外編織層；設(shè)置于所述外編織層外圍的護(hù)套層。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述低密度聚四氟乙烯帶的厚度為0.10mm～0.30mm。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述低密度聚四氟乙烯帶繞包層數(shù)不小于2層。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述每層低密度聚四氟乙烯帶的搭蓋率不小于40％。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述內(nèi)編織層為金屬扁帶編織層。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述金屬扁帶的寬度不小于0.60mm，厚度不小于0.04mm，內(nèi)編織層的編織密度不小于96％。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述外編織層為圓軟金屬線編織層。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述外編織層的編織密度不小于90％。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述內(nèi)編織層和外編織層之間設(shè)置有繞包層。

作為本發(fā)明超柔電纜的一種改進(jìn)，所述繞包層為粘結(jié)型繞包層。

為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

超柔電纜的制作方法，步驟如下：

提供內(nèi)導(dǎo)體；

用低密度聚四氟乙烯薄膜帶圍繞內(nèi)導(dǎo)體繞包形成絕緣層；

在絕緣層外圍編織形成內(nèi)編織層；

用圓金屬線在內(nèi)編織層外圍編織形成外編織層；

在外編織層外圍形成管狀的護(hù)套層；

采用金屬扁帶通過高速編織機(jī)編織內(nèi)編織層，在高速編織機(jī)的下模和上模之間設(shè)置中模，上、中、下模同軸且間隔布置，內(nèi)編織層的編織步驟如下：

將扁帶安裝到上錠和下錠上，將每個(gè)錠子的張力調(diào)節(jié)好，并將每錠的扁帶穿入中模的通孔中；

以20～30轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行試編織，在試編織過程中觀察扁帶編織時(shí)是否順滑，如果順滑則進(jìn)行下一步，如果不順滑則檢查原因后再進(jìn)行試編織；

將帶絕緣層的芯線穿過下模、中模及上模，以20～30轉(zhuǎn)/分鐘的速度在芯線外圍進(jìn)行內(nèi)編織層的預(yù)編織，預(yù)編織一段長度后停機(jī)，對(duì)預(yù)編織的內(nèi)編織層進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢查，如果編織結(jié)構(gòu)合格則進(jìn)行下一步，如果結(jié)構(gòu)不合格則對(duì)編織參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，再重新進(jìn)行預(yù)編織；

以50～100轉(zhuǎn)/分鐘的速度編織內(nèi)編織層，扁帶穿過中模完成初步編織后進(jìn)入上模，由上模對(duì)中模初步編織的編織層進(jìn)行緊編織。

進(jìn)一步的，高速編織機(jī)的下錠的編織導(dǎo)輪的導(dǎo)槽的截面形狀為梯形。

進(jìn)一步的，所述上模和中模為工作面鏡面拋光的鎢鋼模。

進(jìn)一步的，所述上模的通孔的邊沿具有半徑為1mm～10mm的圓弧角。

進(jìn)一步的，所述中模的通孔的邊沿具有半徑為5mm～10mm的圓弧角。

進(jìn)一步的，所述上模的通孔直徑為2.9mm～3.3mm，中模的通孔直徑為20mm～40mm。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的超柔電纜，采用低密度PTFE帶繞包形成絕緣層，低密度PTFE帶的內(nèi)部均勻密布許多微細(xì)小孔，使其介電常數(shù)明顯下降，從而使電纜具有通信頻率高、衰減常數(shù)低、柔軟性好等特點(diǎn)；而且由于低密度PTFE帶的耐熱性能好，熱膨脹系數(shù)非常小，因而在機(jī)械彎曲等條件下，絕緣的介電常數(shù)變化非常小，具有穩(wěn)定的絕緣結(jié)構(gòu)。而且本發(fā)明在制作電纜時(shí)，對(duì)內(nèi)編織層的編織工藝做了改進(jìn)，采用扁帶編織內(nèi)編織層，利用中模在正式編織之前進(jìn)行試編織，通過試編織步驟，檢查扁帶送帶是否順滑，以避免正式編織時(shí)出現(xiàn)反帶和卷邊現(xiàn)象；增加中模后，由中模完成編織層的初步編織，上模的作用是在中模進(jìn)行初步編織的前提下，完全按照線纜的要求對(duì)初步編織的編織層進(jìn)行緊編織，以使內(nèi)編織層與絕緣層的結(jié)合更緊密，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，從而減少在機(jī)械應(yīng)力條件下編織層與絕緣層之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1電纜的切面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為扁帶編織機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為扁帶編織機(jī)編織模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實(shí)施例1電纜的動(dòng)態(tài)無源電平指標(biāo)圖；

圖7為對(duì)比例電纜的動(dòng)態(tài)無源電平指標(biāo)圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為實(shí)施例2電纜的切面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的超柔電纜包括從內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)導(dǎo)體1、絕緣層2、內(nèi)編織層3、外編織層4及護(hù)套層5。內(nèi)導(dǎo)體1為金屬線或金屬絞線，優(yōu)選的，內(nèi)導(dǎo)體1可為鍍銀銅線或鍍銀銅包鋼線或鍍銀銅絞線或鍍銀銅包鋼絞線。絕緣層2設(shè)置于內(nèi)導(dǎo)體1的外圍，絕緣層為有空氣間隙的低密度聚四氟乙烯(PTFE)帶繞包而成，進(jìn)一步的，低密度PTFE帶的厚度為0.10mm～0.30mm，每層低密度PTFE帶的搭蓋率不小于40％，繞包層數(shù)不小于2層，繞包的層數(shù)可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格相應(yīng)變化。

內(nèi)編織層3設(shè)置于絕緣層2外圍，內(nèi)編織層3為金屬扁帶(線)編織而成，如由鍍銀銅扁線或鍍錫銅扁線或鋁帶編織而成，金屬扁帶的寬度不小于0.60mm，厚度不小于0.04mm，內(nèi)編織層的編織密度不小于96％。外編織層4設(shè)置于內(nèi)編織層3的外圍，外編織層4為圓軟金屬線編織而成，進(jìn)一步的，外編織層由鍍錫銅線或鍍銀銅線編織而成，外編織層的編織密度不小于90％。

護(hù)套層5設(shè)置于外編織層4外圍，護(hù)套層5為管狀結(jié)構(gòu)，起到保護(hù)電纜的作用。護(hù)套層可采用氟化乙烯丙烯共聚物(Fluorinated ethylene propylene，簡稱FEP)或低煙無鹵阻燃聚乙烯等熱塑性護(hù)層級(jí)涂覆材料制成。更具體的，為了使電纜結(jié)構(gòu)和傳輸特性穩(wěn)定，采用擠管式加工工藝制作FEP護(hù)套層，或采用半擠管式或擠壓式加工工藝制作低煙無鹵阻燃聚乙烯護(hù)套，從而使護(hù)套層具有較好的機(jī)械性能和高阻燃性，確保電纜內(nèi)在的機(jī)械強(qiáng)度和使用的安全性。

本發(fā)明電纜的制作方法如下：

提供內(nèi)導(dǎo)體；

用低密度聚四氟乙烯薄膜帶圍繞內(nèi)導(dǎo)體繞包形成絕緣層；

用金屬扁帶在絕緣層外圍編織形成內(nèi)編織層；

用圓金屬線在內(nèi)編織層外圍編織形成外編織層；

在外編織層外圍形成管狀的護(hù)套層。

為了提高電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使電纜具有低互調(diào)電平指標(biāo)，本發(fā)明采用金屬扁帶來編織內(nèi)編織層，并對(duì)用于編織內(nèi)編織層的高速編織機(jī)的模具進(jìn)行改進(jìn)，通過在上模和下模之間增加一個(gè)中模，并相應(yīng)改進(jìn)編織工藝來獲得結(jié)構(gòu)緊密的內(nèi)編織層。本實(shí)施例所用的高速編織機(jī)是在和金盛機(jī)械設(shè)備有限公司的型號(hào)為KMBMI的高速編織機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的編織機(jī)，該編織機(jī)的結(jié)構(gòu)除了增設(shè)中模外，其它結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有高速編織機(jī)相同。如圖3所示，高速編織機(jī)包括編織頭1、上錠2、下錠3、上模5、下模6及中模7，編織頭1內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)上錠扁帶走線的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)下錠扁帶走線的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)。下模6、中模7及上模5從下往上依次間隔設(shè)置且三者同軸，芯線4穿過下模6、中模7及上模5。下模6通過安裝套8設(shè)置于編織頭1上，下模6用于控制芯線的擺動(dòng)，并定位上模和中模的中心位置。

編織時(shí)，將扁帶100安裝到錠子(上錠、下錠)上，將每個(gè)錠子的張力調(diào)節(jié)好，并將每錠的扁帶穿入中模的通孔中；

以20～30轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行試編織，在試編織過程中觀察扁帶編織時(shí)是否順滑，如果順滑則進(jìn)行下一步，如果不順滑則檢查原因，例如：如果造成卷帶或斷帶，則查看中模的高度位置是否合適，將中模調(diào)節(jié)到合適的位置，避免卷帶和斷帶；

將帶絕緣層的芯線4穿過下模6、中模7及上模5，以20～30轉(zhuǎn)/分鐘的速度在芯線外圍進(jìn)行內(nèi)編織層的預(yù)編織，編織一段長度后停機(jī)，例如預(yù)編織50厘米后停機(jī)，對(duì)內(nèi)編織層檢查其編織結(jié)構(gòu)，如果編織結(jié)構(gòu)合格則進(jìn)行下一步，如果結(jié)構(gòu)不合格則對(duì)編織參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，再重新進(jìn)行預(yù)編織；

以50～100轉(zhuǎn)/分鐘的速度編織內(nèi)編織層，由于中模7和上模5之間具有一段間隔，扁帶100穿過中模7完成初步編織后，進(jìn)入上模5的編織層呈錐度9，這時(shí)的編織層還不能達(dá)到產(chǎn)品的要求，利用上模5對(duì)中模7初步編織的編織層進(jìn)行再編織，使編織網(wǎng)格緊密平整，達(dá)到產(chǎn)品所需的要求。

本發(fā)明的內(nèi)編織層是采用扁帶進(jìn)行編織，由于編織機(jī)對(duì)下錠的材料都有一個(gè)預(yù)設(shè)的運(yùn)行軌道，每個(gè)下錠的材料都是從該軌道運(yùn)行的，相比傳統(tǒng)的用束狀的金屬絲編織內(nèi)編織層，金屬扁帶是帶狀的，容易出現(xiàn)卷帶、斷帶的問題，因此將編織速度適當(dāng)降低，以達(dá)到一個(gè)良好的編織效果。

編織結(jié)構(gòu)的檢查包括密度檢查、均勻度檢查、松緊度檢查、是否卷帶等常規(guī)的結(jié)構(gòu)檢查，如密度不符合要求則調(diào)節(jié)節(jié)距，如過均勻度不符合要求則調(diào)整錠子的張力，如松緊度不符合要求則更換不同尺寸的上模，如有卷帶則檢查中模位置是否調(diào)節(jié)到位等。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，如圖5所示，下錠的編織導(dǎo)輪10的導(dǎo)槽a的截面形狀為梯形，梯形的導(dǎo)槽更適合扁帶的形狀，可以保證扁帶放線時(shí)依然保持平整，避免扁帶卷折，確保了扁帶放線的一致性和編織的均勻性，改善了帶狀的扁帶放線時(shí)容易被拉斷或卷邊現(xiàn)象，減少對(duì)電纜性能的影響，提高了編織質(zhì)量。編織時(shí)如檢查發(fā)現(xiàn)卷帶，還可檢查編織導(dǎo)輪有無異常。

本實(shí)施例的上、中、下模優(yōu)選采用鎢鋼制成，并對(duì)上模和中模的工作面進(jìn)行鏡面拋光，中模工作面光滑可以避免扁帶鍍層(鍍錫、鍍銀)被磨損，上模工作面光滑可以避免預(yù)編織線纜表面的鍍層被刮除。進(jìn)一步，上模的通孔直徑為2.9mm～3.3mm，中模的通孔直徑為20mm～40mm，上模的通孔直徑與編織的松緊度相關(guān)，中模的通孔直徑可以保證扁帶在上模進(jìn)行緊編織前有足夠的空間進(jìn)行預(yù)編織。

更優(yōu)選的，如圖4所示，上模通孔的邊沿均具有半徑為1mm～10mm的圓弧角，圓弧角可使預(yù)編織的線纜順利滑入上模內(nèi)。中模通孔的邊沿均具有為半徑為5mm～10mm的圓弧角，圓弧角可保證扁帶在預(yù)編前的順滑，防止扁帶預(yù)編織發(fā)生反帶或卷帶。

由于內(nèi)編織層的編織密度很高，在編織時(shí)扁帶容易產(chǎn)生卷邊、反包以及斷帶現(xiàn)象，本發(fā)明在現(xiàn)有高速編織機(jī)原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在上、下模之間增加一中模，利用中模在正式編織之前進(jìn)行試編織，通過試編織步驟，檢查扁帶送線是否順滑，以避免正式編織時(shí)出現(xiàn)反帶和卷邊現(xiàn)象；增加中模后，上模的作用是在中模進(jìn)行的前提下，完全按照線纜的要求進(jìn)行緊編織，以使內(nèi)編織層與絕緣層的結(jié)合更緊密，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，從而減少在機(jī)械應(yīng)力條件下編織層與絕緣層之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。上、中?？梢员ＷC在高編織密度下編織張力更加穩(wěn)定，扁帶能高速平整編織。

下面以一個(gè)具體的應(yīng)用例為例，對(duì)本實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行詳細(xì)的闡述，實(shí)施例2的電纜及對(duì)比例電纜均為141規(guī)格電纜，它們的具體結(jié)構(gòu)如下表所示：

將實(shí)施例1的電纜和對(duì)比例的電纜采用PIM測試儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)無源互調(diào)電平測試，測試結(jié)果為：對(duì)比例的電纜在受機(jī)械應(yīng)力下運(yùn)動(dòng)時(shí)的無源互調(diào)電平指標(biāo)不大于-135dBc，實(shí)施例1的電纜在受機(jī)械應(yīng)力下運(yùn)動(dòng)時(shí)的無源互調(diào)電平指標(biāo)不大于-160dBc，具有優(yōu)異的無源互調(diào)性能。圖6為實(shí)施例1電纜的動(dòng)態(tài)無源電平指標(biāo)圖，圖7為對(duì)比例電纜的動(dòng)態(tài)無源電平指標(biāo)圖，由圖6和圖7可看出，實(shí)施例1的電纜的機(jī)械穩(wěn)定性得到了改善，同時(shí)也保證了電纜駐波及損耗穩(wěn)定性能。

實(shí)施例2

如圖8和圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的地方在于：在內(nèi)編織層3和外編織層4之間設(shè)置有繞包層6，繞包層6可為聚酰亞氨鋁塑帶繞包或鍍銀銅箔繞包或鋁塑復(fù)合屏蔽帶繞包而成。優(yōu)選的，繞包層為粘結(jié)型繞包層，粘結(jié)性繞包層可使繞包層形成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，從而防止在彎曲或?qū)嶋H動(dòng)態(tài)使用過程中因繞包帶之間相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生微位移，避免電纜整體損耗增大、及破壞電纜整體的機(jī)械穩(wěn)定特性，保證了電纜整體軸向結(jié)構(gòu)的一致性和穩(wěn)定性，使電纜具有更加優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性能。

本發(fā)明的超柔電纜，內(nèi)編織層采用金屬扁帶編織，從而在低密度PTFE帶繞包的絕緣層外部形成加固層，對(duì)電纜結(jié)構(gòu)形狀起到加固穩(wěn)定作用；外編織層采用金屬圓線編織，使得在機(jī)械振動(dòng)或彎曲時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力可以得到釋放，保證了電纜的幾何形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而保證了電纜的穩(wěn)相特性。

優(yōu)選方案中，在內(nèi)、外編織層中間增加粘結(jié)型繞包層，使得帶層之間構(gòu)成更加統(tǒng)一穩(wěn)定的整體，可有效的防止振動(dòng)和彎曲對(duì)電纜結(jié)構(gòu)及形狀的破壞，釋放在生產(chǎn)過程中絕緣和繞包工藝產(chǎn)生的應(yīng)力，在機(jī)械振動(dòng)使用過程中或彎折時(shí)不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，提高了電纜整體的機(jī)械彎曲性能，構(gòu)成了更加穩(wěn)定的同軸結(jié)構(gòu)，保證該電纜在振動(dòng)、彎曲沖擊等機(jī)械應(yīng)力作用條件下保持優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)相特性。

本說明書中各個(gè)部分采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)部分重點(diǎn)說明的都是與其它部分的不同之處，各個(gè)部分之間相同或相似部分互相參見即可。這些零部件之間的組合關(guān)系并不只是實(shí)施例所公開的形式，對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。