本发明涉及射频电缆技术领域，尤其涉及一种超轻质低损稳相同轴电缆及其制备方法。
背景技术：
低损稳相同轴电缆广泛应用于相控阵雷达、卫星及导弹的监控以及对重量有苛刻要求的电子系统中，在各种无线电设备间射频信号的传输中有着十分重要的应用。
低损稳相同轴电缆作为机载设备传输微波信号的一个重要基础无源器件，要求低的损耗、低回损、高相位稳定性和更大的承受功率，这样才能保证在严酷环境下电子设备的信号的高可靠性传输。近年来，航空航天领域对轻量化的重视程度越来越高，低损稳相同轴电缆的减重也是航空航天领域的一个重要突破方向。
由于低损稳相同轴电缆主要传输的是高频信号，根据趋肤效应原理，在信号传输过程中，大部分的电流仅在导线表面上很薄的一层中流过。采用传统的镀银铜作为内导体和编织外导体材料，不仅使电缆的整体重量大，而且增加了材料的成本。
技术实现要素：
针对现有的低损稳相电缆存在的缺点与不足，本发明提供了一种超轻质低损稳相同轴电缆及其制备方法。
一方面，本发明实施例提供一种超轻质低损稳相同轴电缆，包括由内向外依次同轴设置的内导体、绝缘层、第一外导体、第二外导体和护套，所述绝缘层包覆于所述内导体的外表面，所述第一外导体包覆于所述绝缘层的外表面，所述第二外导体包覆于所述第一外导体的外表面，所述护套包覆于所述第二外导体的外表面，所述内导体为镀银铜包铝贝尔导体、镀银铜包铝镁合金、镀银铜包钢单芯导体或绞合导体中的一种，所述绝缘层为聚四氟乙烯，所述第一外导体为镀银铜或镀银铜包铝扁带，所述第二外导体为金属化聚合物纤维或金属化碳纤维，所述护套为fep或pfa。
优选地，所述内导体从内向外依次包括导体芯、铜层和镀银层，所述铜层包覆于所述导体芯的外表面，所述镀银层包覆于所述铜层的外表面。
优选地，所述导体芯为铝、铝镁合金或钢层中的一种。
优选地，所述镀银层的厚度为3μm～10μm，所述铜层的体积比为10％～20％。
优选地，所述内导体的直径为0.5mm～3.0mm，所述超轻质低损稳相同轴电缆的直径为2.2mm～9.4mm。
优选地，所述绝缘层为推挤制备的聚四氟乙烯或绕制的低密度聚四氟乙烯带。
优选地，所述金属化聚合物纤维中的聚合物为kevlar(芳纶1414)、nomex(芳纶1313)、vectran、nylon、zylon(pbo)、ekonol、xydar、pbi、pi、pan、pps、peek中的一种，所述金属化聚合物纤维的表面金属化镀层为银、铜、镍中一种或多种组合。
相应地，本发明还提供一种超轻质低损稳相同轴电缆的制备方法，其包括以下步骤：
步骤s1：在内导体的外表面推挤制备聚四氟乙烯作为绝缘层，或绕制低密度聚四氟乙烯带作为绝缘层；
步骤s2：在所述绝缘层的外表面绕包镀银铜或镀银铜包铝扁带制备第一外导体；
步骤s3：在所述第一外导体的外表面编织金属化聚合物纤维或金属化碳纤维制备第二外导体；
步骤s4：在所述第二外导体的外表面通过fep或pfa挤出制备护套。
优选地，在所述步骤s1中，当在内导体的外表面推挤制备聚四氟乙烯作为绝缘层时，所述步骤s1包括：
步骤s11：制备聚四氟乙烯推挤料，先将聚四氟乙烯颗粒过筛，然后将聚四氟乙烯和助推剂混合，经熟化后，预压成推挤棒料；
步骤s12：采用挤出机在所述内导体上制备聚四氟乙烯绝缘层；
步骤s13：将聚四氟乙烯绝缘层烘干、冷却。
优选地，在步骤s11中，熟化温度为35±5℃，熟化时间≥6h。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明提供的超轻质低损稳相同轴电缆及其制备方法，与现有的相同轴电缆相比，其重量轻、相位稳定性高、衰减低、电压驻波比低，由于内导体和编织屏蔽层均采用轻质材料替代镀银铜，极大地降低了整个稳相同轴电缆的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明一实施例提供的超轻质低损稳相同轴电缆的结构示意图；
图2所示为本发明一实施例提供的超轻质低损稳相同轴电缆的内导体的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明一实施例提供的超轻质低损稳相同轴电缆的结构示意图。如图1所示，本发明提供的超轻质低损稳相同轴电缆包括由内向外依次同轴设置的内导体10、绝缘层20、第一外导体30、第二外导体40和护套50，所述绝缘层20包覆于所述内导体10的外表面，所述第一外导体30包覆于所述绝缘层20的外表面，所述第二外导体40包覆于所述第一外导体30的外表面，所述护套50包覆于所述第二外导体40的外表面，所述内导体为镀银铜包铝贝尔导体、镀银铜包铝镁合金、镀银铜包钢单芯导体或绞合导体中的一种，所述绝缘层为聚四氟乙烯，所述第一外导体为镀银铜或镀银铜包铝扁带，所述第二外导体为金属化聚合物纤维或金属化碳纤维，所述护套为fep或pfa。
内导体由于传输信号频率通常较高，由于趋肤效应的存在，传输信号通常只经过导体的表面薄层，且频率越高，趋肤效应越明显；所以采用铜包铝表面镀银以降低电阻，减小重量。进一步地，如图2所示，所述内导体10从内向外依次包括导体芯11、铜层12和镀银层13，所述铜层12包覆于所述导体芯11的外表面，所述镀银层13包覆于所述铜层12的外表面。其中，所述导体芯为铝、铝镁合金或钢层中的一种。所述镀银层的厚度为3μm～10μm，所述铜层的体积比为10％～20％。
进一步地，所述内导体的直径为0.5mm～3.0mm，所述超轻质低损稳相同轴电缆的直径为2.2mm～9.4mm。
进一步地，所述绝缘层为推挤制备的聚四氟乙烯或绕制的低密度聚四氟乙烯带。
进一步地，所述金属化聚合物纤维中的聚合物为kevlar(芳纶1414)、nomex(芳纶1313)、vectran、nylon、zylon(pbo)、ekonol、xydar、pbi、pi、pan、pps、peek中的一种，所述金属化聚合物纤维的表面金属化镀层为银、铜、镍中一种或多种组合。
以下通过两个实施例详述本发明提供的超轻质低损稳相同轴电缆的制备方法：
实施例1
本实施例中内导体为单根镀银铜包铝导体。选择内导体的直径为1.40mm，镀银层厚度为4μm，铜层的体积比为15％。本实施例中的绝缘层为低密度聚四氟乙烯扁带绕制的绝缘层。本实施例中的编织外导体采用400d的金属化kevlar纤维。作为较佳实施例，选择银为金属化kevlar纤维的镀层，镀层厚度为1～2μm。
下面结合具体实施例详细描述超轻质低损稳相同轴电缆的制备步骤：
(1)在内导体上绕包低密度聚四氟乙烯扁带绝缘层，低密度聚四氟乙烯扁带宽度为15.00mm、厚度为0.20mm，绕包重叠率为50％，制备的绝缘外径为3.85mm；
(2)在绝缘层上绕包镀银铜带制备第一外导体，镀银铜带宽度为2.60mm、厚度为0.05mm，绕包重叠率为40％；
(3)在镀银铜带外导体上编织镀银芳纶纤维纤维制备第二外导体，编织机锭数为16，编织后外导体外径为4～6mm；
(4)用挤出机在第二外导体上制备fep或pfa护套层，护套后电缆的外径为4.82mm。
将上述实施例制备的超轻质低损稳相同轴电缆进行性能测试。外径为4.82mm的轻质稳相电缆重量仅32.9kg/km，比采用镀银铜作为内导体和编织外导体的线缆重量减轻了40.2％。实施例的主要性能参数见表1。
实施例2
本实施例所述的内导体为单根镀银铜包铝导体，选择内导体的直径为0.91mm，镀银层厚度为3.4μm，铜层的体积比为15％。本实施例中的绝缘层为推挤聚四氟乙烯层。本实施例中编织外导体采用250d的金属化zylon(pbo)纤维。作为较佳实施例，选择铜、镍、银为金属化zylon纤维的镀层(由内到外分别为铜、镍、银)，镀层总厚度为1μm。
下面结合具体实施例详细描述超轻质低损稳相同轴电缆的制备步骤：
(1)制备聚四氟乙烯推挤料，先将聚四氟乙烯颗粒过筛，然后将聚四氟乙烯和助推剂混合，经35℃，熟化12h后，预压成推挤棒料；在内导体上挤出形成聚四氟乙烯绝缘层，经过烘干、冷却后，获得外径为2.74mm绝缘芯线；
(2)在绝缘层上绕包镀银铜扁带制备第一外导体，镀银铜带宽度为2.60mm、厚度为0.05mm，绕包重叠率为45％；
(4)在镀银铜带外导体上编织金属化zylon纤维制备第二外导体，编织机锭数为16，编织后外导体外径为3.30mm；
(5)用挤出机在编织屏蔽层上制备fep或pfa护套层，护套后电缆的外径为3.60mm。
将上述实施例制备的超轻质低损稳相同轴电缆进行性能测试。外径为3.60mm的轻质稳相电缆重量仅21.64kg/km，比采用镀银铜作为内导体和编织外导体的线缆重量减轻了32.4％。实施例的主要性能参数见表2。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。