专利名称：具有折叠边缘部分的管形双金属内层的同轴电缆及其方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别是涉及同轴电缆以及用于制造该同轴电缆的相关方法。
背景技术：
同轴电缆广泛用于携带高频电信号。同轴电缆具有相对较高带宽、较低信号损失， 且机械稳固，成本相对较低。同轴电缆通常包括细长的内部导体、管形的外部导体以及使得 该内部导体和外部导体分离的电介质。例如，电介质可以是泡沫塑料材料。还可以施加外 部绝缘套，以便包围外部导体。使用同轴电缆的一个特别有利用途是用于使得蜂窝或无线基站的电子部件与安 装在附近的天线塔顶部上的天线连接。例如，位于设备屏蔽罩中的发射器和接收器可以 通过同轴电缆而与由天线塔携带的天线连接。典型装置包括在设备屏蔽罩和天线塔的顶 部之间延伸的、相对较大直径的主同轴电缆，从而降低信号损失。例如，Hickory，N. C.的 CommScope, Inc.提供了用于该用途的CellReach 同轴电缆。在更大直径的同轴电缆中(该同轴电缆通常用于蜂窝通信，如上所述)，细长的内 部导体可以为管形形状。管形的内部导体也可以包围内部电介质材料。内部导体通常通过 使得导电材料的扁平层或板形成为具有纵向接缝的管以及焊接该接缝以便形成连续接头 而制造。外部导体同样也通过使得扁平层或金属板形成具有纵向接缝的管(该接缝进行焊 接以便形成连续接头)而制造。由同轴电缆携带的高频信号只集中在内部导体的径向最外侧的较小部分和外部 导体的相应较小径向最内侧部分中。该特征是由于被称为趋肤效应的电磁现象。因此，只 有管形内部导体的较薄外径部分携带高频传输。相反，外部管形导体也在较薄的径向最内 侧部分携带高频信号。双金属层已经用于同轴电缆中的内部和/或外部管形导体，其中，更高导电性和 更昂贵的金属用于提供内部导体的径向最外侧部分和用于提供外部导体的径向最内侧部 分。例如，内部导体的最外侧层可以包括相对昂贵和高导电性的材料，例如铜，内部导体的 最内侧层可以包括更便宜和更小导电性的材料，例如铝。例如，授予Chopra等人的美国专 利No. 6717493B2和授予Bufanda等人的美国专利申请No. 2004/0118591A1各自公开了一 种具有这样的双金属管形内部导体的同轴电缆。尽管双金属管形内部导体有优点，但是它们也会有一些缺点。例如，双金属管形 内部导体的制造通常包括每种形式的、基于热的焊接，例如传统的感应焊接，以便焊接接 缝形成焊接接头。不幸的是，形成双金属管形内部导体的两种金属通常有不同的熔点温 度。例如，铜和铝通常分别用作内部导体的外层和内层。铜的熔点为1100°C，电导率为 59. 6x106S · πΓ1，而铝具有660°C的更低熔点和37. 8xl06S · m—1的更低电导率。这样的熔点 差异使得接头的焊接相对困难。由于在制造双金属管形内部导体 这种特殊缺点，同轴电缆制造商开发了一种具有双金属管形内部导体的同轴电缆，该双金属管形内部导体包括嵌入的双金属层，例如在 授予Lee的美国专利No. 6342677中所述。这样的同轴电缆更容易焊接，因为在双金属管形 内部导体的制造过程中只焊接内部金属层。不过，嵌入的双金属内部导体的制造相对昂贵。 当然，同轴电缆的外部导体也有类似问题。也就是，传统的双金属层可能难以焊接，嵌入的 双金属层可能相对昂贵。
发明内容
考虑到前述背景技术，因此本发明的目的是提供一种同轴电缆，它包括使用更便 宜的管形双金属层制成的内部导体，该管形双金属层还很容易在它的纵向接缝处进行焊 接。本发明的这些和其它目的、特征和优点通过一种同轴电缆来提供，该同轴电缆包 括内部导体，该内部导体可以包括管形双金属层，具有在纵向接缝处的一对相对纵向边缘 部分。管形双金属层可以包括内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层。相对纵 向边缘部分中的至少一个可以限定至少一个折叠边缘部分，该折叠边缘部分包括内部金属 层的端部部分，该端部部分延伸超过外部金属层的相应端部部分，并与该相应端部部分相 邻地折叠，且与其一起限定无连接界面。在一些实施例中，折叠端部部分可以与外部金属层 的相应端部部分相邻地以直角折叠。在其它实施例中，折叠端部部分可以包括内部金属层 的端部部分，该端部部分延伸超过外部金属层的相应端部部分，且它与外部金属层的相应 端部部分相邻地折叠在它自身上，并与其一起限定无连接界面。此外，纵向接缝可以包括内 部金属层的至少部分之间的焊接接头。因此，与例如更昂贵的嵌入双金属条带相比，更便宜 的开始材料(即，简单双金属条带)可以用于内部导体。该至少一个折叠边缘部分可以包括例如两个相对纵向边缘部分。内部金属层可以 具有比外部金属层更低的熔化温度。外部金属层可以有比内部金属层更高的电导率。例如， 内部金属层可以包括铝，外部金属层可以包括铜。管形双金属层可以具有在大约0. 005至0. 050英寸范围内的厚度。外部金属层相 对于管形双金属层的总体厚度的百分数厚度可以在大约1至30%的范围内。同轴电缆还可 以包括填充内部导体的另一电介质材料层。此外，电缆还可以包括环绕外部导体的绝缘套。方法方面是用于制造一种同轴电缆，该同轴电缆包括内部导体、外部导体和在内 部导体和外部导体之间的电介质材料层。更具体地，形成内部导体可以包括使得双金属条 带形成管形双金属层，该管形双金属层有一对纵向边缘部分，并包括内部金属层和结合在 该内部金属层上的外部金属层，纵向边缘部分中的至少一个限定折叠边缘部分，该折叠边 缘部分包括内部金属层的端部部分，该端部部分延伸超过外部金属层的相应端部部分，并 与该相应端部部分相邻地被折叠，且与其一起限定了无连接界面。该方法还包括焊接纵向 接缝的至少部分，以便形成在内部金属层的至少部分之间的焊接接头。该方法还可以包括 形成环绕内部导体的电介质材料层以及形成环绕电介质材料层的外部导体。
图1是本发明的同轴电缆的透视端视图。图2是图1的同轴电缆的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表示了在焊接之前。图3是图1的同轴电缆的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表示了在 焊接之后。图4是另一实施例的同轴电缆的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表 示了在焊接之前。图5是图4的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表示了在焊接之后。图6是另一实施例的同轴电缆的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表 示了在焊接之前。图7是图6的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表示了在焊接之后。图8是又一实施例的同轴电缆的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表 示了在焊接之前。图9是图8的管形双金属内部导体的一部分的放大剖视图，表示了在焊接之后。图10是用于制造本发明的同轴电缆的装置的示意图。
具体实施例方式下面将参考附图更详细地介绍本发明，附图中表示了本发明的优选实施例。不过， 本发明可以以多种不同形式来实施，且并不局限于这里所述的实施例。而且，这些实施例提 供为彻底和完全地进行说明，并将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。相同附图标 记在全文中表示相同元件，且撇号用于表示在可选实施例中的类似元件。首先参考图1-3介绍本发明的同轴电缆20。同轴电缆20表示为包括内部导体23、 外部导体25以及形成于内部导体和外部导体之间的电介质材料层24。内部导体23表示为 包括管形双金属层33，该管形双金属层33在纵向接缝27处有一对相对的纵向边缘部分。 管形双金属层33表示为包括内部金属层32和结合在该内部金属层上的外部金属层31。管形双金属层33表示为包括相对纵向边缘部分之一，该纵向边缘部分包括内部 金属层32的端部部分61，该端部部分61向外延伸超过外部金属层31，且与外部金属层相 邻地折叠在它自身上，并与其一起限定了无连接界面34。外部金属层31可以有比内部金属层24更高的电导率，以便于例如在皮层深度处 的信号携带能力。内部金属层32可以有比外部金属层31更低的熔化温度和更低的成本。 内部金属层32的更低熔化温度例如有利于焊接。内部金属层32可以包括铝或任意合适金 属，如本领域技术人员已知，外部金属层31可以包括铜或任意合适金属，如本领域技术人 员已知。管形双金属层33的厚度可以在大约0. 005至0. 050英寸的范围内，外部金属层31 相对于管形双金属层33的总体厚度的百分数厚度为在大约1至30%的范围内。最好如图3中所示，纵向接缝27表示为包括在内部金属层32的至少部分之间的 焊接接头63。同轴电缆21表示为包括填充管形双金属层33的另一电介质材料层22和包 围外部导体25的绝缘套26。当然，焊接可以使得无连接界面34的至少部分连接，如本领域 技术人员已知。下面参考图4-5介绍另一实施例。在同轴电缆2Γ的该实施例中，上面相对图 1-3中所述的那些元件将给出撇号，且大部分不需要在此进一步介绍。该实施例与前一实施例的区别在于两个相对纵向边缘部分表示为包括内部金属层32'的端部部分61' ,62'， 该端部部分61' ,62'向外延伸超过外部金属层31'，并与外部金属层相邻地折叠在它们 自身上，且与其一起限定了无连接界面34' ,54'。当然，焊接可以使得无连接界面34'、 54'的至少部分连接，如本领域技术人员已知。下面参考图6-7介绍另一实施例。在同轴电缆21"的该实施例中，上面相对图1-3 中所述的那些元件将给出双撇号，且大部分不需要在此进一步介绍。该实施例与前一实施 例的区别在于相对纵向边缘部分表示为包括内部金属层32"的一个端部部分61"，该端 部部分61"向外延伸超过外部金属层31"，并与外部金属层相邻以直角折叠，且与其一起 限定了无连接界面34"。在焊接后，最好如图7中所示，在内部金属层32"的相邻部分之 间形成焊接接头63"。下面参考图8-9介绍另一实施例。在同轴电缆21'“的该实施例中，上面相对图 6-7中所述的那些元件将给出三撇号，且大部分不需要在此进一步介绍。该实施例与前一实 施例的区别在于各相对纵向边缘部分表示为包括内部金属层32'"的端部部分61'
62'“，该端部部分61' “ ,62'“向外延伸超过外部金属层31'“，并与外部金属层相 邻以直角折叠，且与其一起限定了无连接界面34' “ ,54'“。下面参考图10，另一方面涉及用于制造同轴电缆21的方法和相关装置200，该同 轴电缆21包括内部导体23 (该内部导体23包括管形双金属层33)、外部导体25和在它们 之间的电介质材料层24。提供电介质材料杆212和双金属条带的供给卷轴201，该双金属 条带有一对纵向边缘部分。双金属条带可以包括内部金属层和结合在该内部金属层上的外 部金属层。双金属条带的供给卷轴201可以提供有至少一个纵向边缘部分，且内部金属层 的端部部分向外延伸超过外部金属层。而且，双金属条带的供给卷轴201也可以提供为包 括端部部分，该端部部分与外部金属层相邻地折叠在它自身上，并与其一起限定了无连接 界面。在可选方式中，双金属条带的供给卷轴201可以供给到剪切器/折叠器202中，如 虚线所示，该剪切器/折叠器202表示为剪切纵向边缘部分中的至少一个，以便使得内部金 属层的端部部分向外延伸超过外部金属层。剪切器/折叠器202可以利用金刚石或其它刀 片或者任意其它剪切技术来剪切金属层，如本领域技术人员已知。而且，剪切器/折叠器 202表示为使得端部部分与外部金属层相邻地折叠至它自身上，并与其一起限定无连接界而且，如上所述，外部金属层可以具有比内部金属层更高的电导率。内部金属层可 以具有比外部金属层更低的熔化温度。内部金属层可以包括铝或任意合适金属，如本领域 技术人员已知，且外部金属层可以包括铜或任意合适金属，如本领域技术人员已知。管形双 金属层的厚度可以在大约0. 005至0. 050英寸范围内，外部金属层相对于管形双金属层的 总厚度的百分数厚度在大约1至30%的范围内。电介质材料杆212和双金属条带的供给卷轴201被供给到管形成器203中，该管 形成器203表示为使得双金属条带形成管形双金属层，该管形双金属层具有在纵向接缝处 的一对相对纵向边缘部分，以便提供包括管形双金属层的内部导体。如本领域技术人员已知，电介质材料可以在管形成器203的下游布置在内部管 内，或者在管形成器之后使用可凝固材料，如美国专利No. 6915564中所述。然后，管形成器203的输出供给到感应焊接器204中，该感应焊接器204表示为焊接纵向接缝以便形成在内 部金属层的至少部分之间的焊接接头。然后，感应焊接器204的输出供给到电介质挤出器 205中，该电介质挤出器205表示为形成环绕内部导体的电介质材料层。然后，电介质挤出器205的输出与金属条带的供给卷轴207 —起供给到第二管形 成器206中，该管形成器206表示为形成环绕电介质材料层的外部导体。第二管形成器206的输出供给到第二感应焊接器209中，该第二感应焊接器209 表示为焊接外部导体。第二感应焊接器209的输出供给到套挤出器210，该套挤出器210形 成环绕外部导体的绝缘套。完成的同轴电缆21从套挤出器210中输出，以便缠绕在合适的 缠绕卷轴(未示出)上。在其它实施例中，双金属条带的供给卷轴201可以提供有至少一个纵向边缘部 分，且内部金属层的端部部分超过外部金属层向外伸出。而且，双金属条带的供给卷轴201 可以提供为包括端部部分，该端部部分与外部金属层相邻以直角折叠，并与其一起限定了 无连接界面。本领域技术人员通过前述说明书和附图的教导可以知道本发明的很多变化和其 它实施例。因此，应当知道，本发明并不局限于所公开的特定实施例，这些变化和实施例将 包含在附加权利要求的范围内。
权利要求
一种同轴电缆，包括内部导体、外部导体和在它们之间的电介质材料层；所述内部导体包括管形双金属层，该管形双金属层具有在纵向接缝处的一对相对纵向边缘部分；所述管形双金属层包括内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层；相对纵向边缘部分中的至少一个限定至少一个折叠边缘部分，该折叠边缘部分包括所述内部金属层的端部部分，该端部部分延伸超过所述外部金属层，并与该外部金属层相邻地折叠，且与其一起限定无连接界面；所述纵向接缝包括在所述内部金属层的至少部分之间的焊接接头。
2.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述至少一个折叠边缘部分与所述外部金 属层的相应端部相邻以直角折叠。
3.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述至少一个折叠边缘部分与所述外部金 属层的相应端部相邻地折叠在它自身上。
4.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述至少一个折叠边缘部分包括两个相对 纵向边缘部分。
5.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述外部金属层具有比所述内部金属层更 高的电导率。
6.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述内部金属层具有比所述外部金属层更 低的熔化温度。
7.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述内部金属层包括铝，所述外部金属层包 括铜。
8.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述管形双金属层具有在大约0.005至 0. 050英寸范围内的厚度。
9.根据权利要求1所述的同轴电缆，其中，所述外部金属层相对于所述管形双金属层 的总体厚度的百分数厚度在大约1至30%的范围内。
10.根据权利要求1所述的同轴电缆，还包括填充所述管形双金属层的另一电介质材 料层。
11.根据权利要求1所述的同轴电缆，还包括环绕所述外部导体的绝缘套。
12.—种同轴电缆，包括内部导体、外部导体和在它们之间的电介质材料层；所述内部导体包括管形双金属层，该双金属层有在纵向接缝处的一对相对纵向边缘部分；所述管形双金属层包括内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层，所述外部 金属层具有比所述内部金属层更高的电导率，所述内部金属层具有比所述外部金属层更低 的熔化温度；相对纵向边缘部分中的至少一个包括所述内部金属层的端部部分，该端部部分延伸超 过所述外部金属层的相应端部部分，并与所述外部金属层的相应端部相邻地折叠在它自身 上，且与其一起限定无连接界面；所述纵向接缝包括在所述内部金属层的至少部分之间的焊接接头。
13.根据权利要求12所述的同轴电缆，其中，所述至少一个折叠边缘部分包括两个相 对纵向边缘部分。
14.根据权利要求12所述的同轴电缆，其中，所述内部金属层包括铝。
15.根据权利要求12所述的同轴电缆，其中，所述外部金属层包括铜。
16.根据权利要求12所述的同轴电缆，其中，所述管形双金属层具有在大约0.005至 0. 050英寸范围内的厚度。
17.根据权利要求12所述的同轴电缆，其中，所述外部金属层相对于所述管形双金属 层的总体厚度的百分数厚度在大约1至30%的范围内。
18.根据权利要求12所述的同轴电缆，还包括填充所述管形双金属层的另一电介质 材料层；以及环绕所述外部导体的绝缘套。
19.一种用于制造同轴电缆的方法，该同轴电缆包括内部导体、外部导体和在内部导体 和外部导体之间的电介质材料层，该方法包括至少通过以下步骤形成内部导体使得双金属条带形成管形双金属层，该管形双金属层具有一对纵向边缘部分，并包括 内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层，所述纵向边缘部分中的至少一个限定 了至少一个折叠边缘部分，该折叠边缘部分包括内部金属层的端部部分，该端部部分延伸 超过外部金属层的相应端部部分，并与该相应端部部分相邻地被折叠，且与它一起限定了 无连接的界面；以及焊接纵向接缝的至少部分，以便形成在外部金属层的至少部分之间的焊接接头；形成环绕所述内部导体的电介质材料层；以及形成环绕电介质材料层的外部导体。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述外部金属层具有比所述内部金属层更大 的电导率，且所述内部金属层具有比所述外部金属层更低的熔化温度。
21.根据权利要求22所述的方法，其中，所述内部金属层包括铝，所述外部金属层包括铜。
22.一种用于制造同轴电缆的方法，该同轴电缆包括内部导体、外部导体和在它们之间 的电介质材料层，该方法包括至少通过以下步骤形成内部导体使得双金属条带形成管形双金属层，该管形双金属层具有一对纵向边缘部分，并包括 内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层，所述纵向边缘部分中的至少一个限定 了至少一个折叠边缘部分，该折叠边缘部分包括内部金属层的端部部分，该端部部分延伸 超过外部金属层的相应端部部分，并与该外部金属层的相应端部部分相邻地折叠在它自身 上，且与其一起限定了无连接界面；以及焊接纵向接缝的至少部分，以便形成在外部金属层的至少部分之间的焊接接头；形成环绕所述内部导体的电介质材料层；以及形成环绕所述电介质材料层的外部导体。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述外部金属层具有比所述内部金属层更大 的电导率，且所述内部金属层具有比所述外部金属层更低的熔化温度。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述内部金属层包括铝，所述外部金属层包括铜。
全文摘要
一种同轴电缆，包括内部导体、外部导体和在它们之间的电介质材料层。内部导体可以包括管形双金属层，具有在纵向接缝处的一对相对纵向边缘部分。管形双金属层可以包括内部金属层和结合在该内部金属层上的外部金属层。相对纵向边缘部分中的至少一个限定至少一个折叠边缘部分，该折叠边缘部分包括所述内部金属层的端部部分，该端部部分延伸超过所述外部金属层的相应端部部分，并与该外部金属层相邻地被折叠，且与其一起限定无连接界面。纵向接缝可以包括在内部金属层的至少部分之间的焊接接头。
文档编号H01B11/18GK101971272SQ200880125395
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月10日 优先权日2007年12月14日
发明者A·N·莫, L·W·纳尔逊 申请人:北卡罗来纳康姆斯科普公司