同轴电缆及其构造方法
【专利说明】同轴电缆及其构造方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2012年12月13日提交的序列号为N0.61/736，977的美国临时申请的权益，其通过引用整体合并入此处。
技术领域
[0002]本发明主要涉及用于保护细长的电气元件的套筒，更具体地涉及同轴电缆，该同轴电缆具有夹置于内绝缘层和外护套之间的电磁干扰屏蔽层。
【背景技术】
[0003]已知电磁干扰(EMI)，射频干扰(RFI)，和静电放电(ESD)可能会对电子元器件的正常运行带来潜在的问题，因为附近的电导体和传播的电磁波之间的电感耦合导致信号干扰。借助于通过电路的电流，电子系统产生电磁能。该电磁能可能对周围的电子元器件的性能带来负面的影响，不论它们是在电路内部直接连通或者位于电路附近。例如，机动车内的与电源系统相关的导体中的电流可能在各种电子元器件(诸如电子模块)中诱导假性干扰信号。这种干扰可能降低车辆的电子模块或其他部件的性能，从而引起车辆的非预期动作。类似地，电感耦合可能对跨越网络传输的数据具有负面影响，诸如在相对紧邻的线路的传输计算机网络或者其他通讯系统内的数据的电线之间的电感耦合。
[0004]通过提供适当的屏蔽并提供接地的EMI，RFI和ESD敏感元件，EMI，RFI和ESD的负面影响可被有效地消除。例如，传输控制信号的电线可能受到来自于内部或者外部产生的EMI，RFI和ESD的非预期的干扰，该电线可通过使用特定的可屏蔽干扰的防护套筒进行屏蔽。一种被广泛已知的这类特定的用于屏蔽的电线被称为〃同轴电缆"。该〃同轴电缆"的名称来自于:电缆的各层彼此同轴延伸，其中，各层通常包括最内中心导体；围绕中心导体的非传导的(介电的)绝缘层；围绕绝缘层的EMI屏蔽层，该屏蔽层仅由编织的电线组成；以及最外防护护套。当同轴电缆基本有效地形成可靠的电路并消除电气干扰时，该已知的电缆具有固有的缺点。
[0005]已知的同轴电缆的EMI屏蔽层通常完全由编织裸铜，镀锡铜，铝合金或者镀锡铝合金电线构造而成。虽然这提供了有效的针对EMI的屏障，但是由于锡或铜金属电线的高含量而价格高昂。此外，由于EMI屏蔽层仅由金属构造而成，刚度相对较高，因此，同轴电缆无法跨越蜿蜒的路径和/或围绕着拐角被引导。另外，由于EMI屏蔽层完全由金属制成，其具有侵害性以机械地损伤内绝缘层，并且具有相对厚的最外防护护套。因此，同轴电缆的刚度和质量被增加，从而进一步减小电缆的挠性，并由于它的相对的刚度而需要更大的空间以引导电缆。该空间需求量的增大可能代价非常大并且当空间非常狭窄时是不可能实现的，另外，如果电缆被弯曲超过它的弹性能力，该增加的刚度可能导致电缆的损坏。除了上述的缺点，来自于纯的金属EMI层的另外的一个缺点是:纯金属EMI层无法承受冲击，这将最终导致电缆功能的丧失。来自于纯的金属EMI层的另外的一个缺点是:纯金属EMI层的在弯曲后回复到它的原始的编织构型的弹性能力降低，该弹性能力通常被称为"回弹"的弹性能力，也被称为"推回〃。同样的，弯曲后的纯金属EMI层易于永久的塑性变形，这会在相邻的编织金属电线之间形成非预期的永久的间隙。在相邻的电线之间的非计划中的增大尺寸的间隙可能最终降低EMI层的EMI屏蔽的有效性，因此，同轴电缆的功能削弱。
[0006]根据本发明制造的同轴电缆克服或者极大地减小了上述现有技术部分提及的至少那些限制，并且特别地降低了总质量并提高了挠性，在阅读下面的公开内容后，相信本领域的普通技术人员可以意识到其他附加的有益效果。
【发明内容】
[0007]本发明的一个方面提供一种同轴电缆，包括细长的中心传导元件；围绕中心传导元件的介电的绝缘层；外防护护套，以及夹置于介电的绝缘层和外防护护套之间的编织的EMI屏蔽层，该EMI屏蔽层包括混合的纱线。该混合的纱线包括细长的非传导性的细丝和细长的连续的传导性的电线细丝。该电线细丝交错地与其自身或者其他电线细丝沿着EMI屏蔽层的长度导电接触，从而为中心传导元件提供保护，使其免受EMI，RFI或者ESD中的至少一种的影响。
[0008]根据本发明的另一方面，外防护层的相对厚度减小，从而有助于同轴电缆的总质量的减小和挠性的提高。
[0009]根据本发明的另一方面，由于在EMI屏蔽层的混合的纱线中的非传导性的细丝的存在，EMI屏蔽层的推回弹性性能得以提高以避免在编织的混合的纱线之间形成永久的间隙。
[0010]根据本发明的另一方面，由于EMI屏蔽层的混合的纱线允许外防护护套具有减小的相对厚度而不牺牲各层的功能，因此同轴电缆的直径最小化。
[0011]根据本发明的另一方面，由于混合的纱线中存在相对柔软的非传导性的细丝，同轴电缆的抗冲击性能提高。
[0012]本发明的另一个方面提供一种构造同轴电缆的方法。该方法包括提供中心传导元件；围绕中心传导元件形成介电的绝缘层；围绕绝缘层编织EMI屏蔽层，该屏蔽层包括混合的纱线，并围绕编织的EMI屏蔽层形成外防护护套。该混合的纱线具有细长的非传导性的细丝和细长的连续的传导性的电线细丝。该电线细丝被编织为与其自身或者其他电线细丝沿着EMI屏蔽层的长度导电接触，从而为中心传导元件屏蔽EMI，RFI或者ESD中的至少一种。
[0013]根据本发明的另一方面，该方法包括减小外防护层的相对厚度，从而有助于同轴电缆的总质量的减小和挠性的增加。
[0014]根据本发明的另一方面，该方法包括借助于混合的纱线中的非传导性的细丝的存在，提高EMI屏蔽层的推回弹力性能，以避免形成塑性变形和在编织的混合的纱线的相邻的传导性的电线细丝之间形成永久的间隙。
[0015]根据本发明的另一方面，该方法包括最小化同轴电缆的直径，而不需要牺牲各层的耐久性和功能。
[0016]根据本发明的另一方面，相对于现有技术水平，同轴电缆的质量减小。
[0017]根据本发明的另一方面，该方法包括借助于混合的纱线中的非传导性的细丝，提高同轴电缆的抗冲击力。
[0018]因此，根据本发明生产的同轴电缆至少提供以下相对于已知的同轴电缆的能够被本领域的技术人员意识到的优势:因为外防护护套的厚度可被最小化而使它们具有最小化的外直径；它们具有减小的质量和减小的相对重量；它们具有升高的挠性，因此可以在最小化的空间内被引导；它们展不出提尚的推回性能，从而维持在制造时的完全屏蔽的有效性；它们在制造和使用中价格低廉，并且具有改善的耐用性，从而具有长的使用寿命。
【附图说明】
[0019]对于本领域的技术人员来说，为了更清楚地说明这些和其他特征和优点，以下结合当前优选的实施例和最佳实施方式、所附权利要求以及附图对本发明进行详细描述，其中:
[0020]图1是根据本发明的一个当前优选的实施例构造的同轴电缆的透视图；
[0021]图1A是根据本发明的另一个当前优选的实施例构造的电缆的与图1类似的图；
[0022]图1B是根据本发明的又一个当前优选的实施例构造的电缆的与图1A类似的图；
[0023]图2是沿着图1的线2-2的放大的剖视图；
[0024]图3是混合的纱线的放大的侧视图，该纱线可被用于构造图1的同轴电缆的EMI
屏蔽层；
[0025]图4是另一混合的纱线的放大的侧视图，该纱线可被用于构造图1的同轴电缆的EMI屏蔽层；
[0026]图5是又一混合的纱线的放大的侧视图，该纱线可被用于构造图1的同轴电缆的EMI屏蔽层；