线缆的制作方法

线缆
1.本实用新型要求了申请日为2021年11月26日，申请号为17/535,809的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本实用新型涉及一种线缆，属于线缆连接器技术领域。


背景技术：

3.沿纵长方向延伸且具有屏蔽层的双轴线缆通常用于传输数据速率为 25gb/秒及以上的差分高速信号。高速差分线缆的一个重要的性能参数是模式转换(mode conversion)，也称为s-参数，scd21；这是对转换为共模信号的差分信号量的测量。这种共模信号给传输的数据增加了噪声，从而降低了系统性能。现有技术中线缆结构容易导致差分对的不平衡，从而导致更高的模式转换。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种能够实现低模式转换的线缆。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种线缆，其包括：
6.第一金属导体，所述第一金属导体用以传输第一信号；
7.第一绝缘体，所述第一绝缘体至少部分包裹在所述第一金属导体上；
8.第二金属导体，所述第二金属导体用以传输第二信号；以及
9.第二绝缘体，所述第二绝缘体至少部分包裹在所述第二金属导体上；
10.其中，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体彼此相邻，所述线缆还包括中间层材料，所述中间层材料至少部分缠绕在所述第一绝缘体以及所述第二绝缘体上；所述中间层材料的介电常数低于所述第一绝缘体的介电常数，且所述中间层材料的介电常数低于所述第二绝缘体的介电常数。
11.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料呈带状，且沿所述线缆的纵长方向呈螺旋状地缠绕在所述第一绝缘体以及所述第二绝缘体上。
12.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料沿所述线缆的纵长方向连续地缠绕在所述第一绝缘体以及所述第二绝缘体上，所述中间层材料包括缠绕在所述第一绝缘体以及所述第二绝缘体上的若干圈，其中相邻的两圈在垂直于所述纵长方向的厚度方向上不重叠。
13.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料上相邻的两圈在所述线缆的纵长方向上具有位于这两圈之间的间隔缝。
14.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述间隔缝与所述线缆的纵长方向之间具有夹角。
15.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料包括第一层和第二层，所述中间层材料的第一层至少部分缠绕在所述第一绝缘体以及所述第二绝缘体上，所述中
间层材料的第二层至少部分缠绕在所述中间层材料的第一层上。
16.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料的第一层的螺旋状缠绕方向与所述中间层材料的第二层的螺旋状缠绕方向彼此相反。
17.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料的第一层的所述间隔缝与所述中间层材料的第二层的所述间隔缝彼此断续地重叠。
18.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间层材料为泡沫聚烯烃。
19.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一绝缘体与所述第二绝缘体彼此邻接且平行布置，所述第一绝缘体与所述第二绝缘体均呈圆柱状。
20.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一绝缘体与所述第二绝缘体成型为一个整体的绝缘体。
21.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述绝缘体包括第一平直面、与所述第一平直面相对的第二平直面、连接所述第一平直面的一侧与所述第二平直面的一侧的第一弧面、以及连接所述第一平直面的另一侧与所述第二平直面的另一侧的第二弧面。
22.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一金属导体以及所述第二金属导体均为镀银的铜线。
23.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一绝缘体为聚烯烃或含氟聚合物，所述第二绝缘体为聚烯烃或含氟聚合物。
24.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述线缆还包括至少部分包裹在所述中间层材料上的屏蔽层以及至少部分包裹在所述屏蔽层上的绝缘皮。
25.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述线缆还包括分别位于所述第一金属导体以及所述第二金属导体的两侧的第一引流线以及第二引流线，所述第一引流线以及所述第二引流线均位于所述屏蔽层和所述绝缘皮之间，且所述第一引流线以及所述第二引流线均为镀锡的铜线。
26.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述屏蔽层为单一材料或者复合材料，其中所述单一材料为金属材料。
27.相较于现有技术，本实用新型线缆的所述中间层材料的介电常数低于所述第一绝缘体的介电常数，且所述中间层材料的介电常数低于所述第二绝缘体的介电常数，从而使本实用新型的线缆能够实现低模式转换，改良了高频特性。
附图说明
28.图1是本实用新型的线缆在一种实施方式中的立体示意图。
29.图2是图1另一角度的立体示意图。
30.图3是图1的主视图。
31.图4是本实用新型的线缆在另一种实施方式中的立体示意图。
32.图5是导体与绝缘体偏心时的示意图。
33.图6是本实用新型的线缆在同轴度为95％时与相关技术中的线缆的测试模式转换对比图。
34.图7是中间层材料在另一种实施方式中的剖面示意图。
具体实施方式
35.下面将结合附图详细地对本实用新型示例性具体实施方式进行说明。如果存在若干具体实施方式，在不冲突的情况下，这些实施方式中的特征可以相互组合。当描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中相同的数字表示相同或相似的要素。以下示例性具体实施方式中所描述的内容并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与本实用新型的权利要求书中所记载的、与本实用新型的一些方面相一致的装置、产品和/或方法的例子。
36.在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本实用新型的保护范围。在本实用新型的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”或“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
37.应当理解，本实用新型的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，本实用新型中出现的“前”、“后”、“上”、“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于某一特定位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语是一种开放式的表述方式，意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面的元件及其等同物，这并不排除出现在“包括”或者“包含”前面的元件还可以包含其他元件。本实用新型中如果出现“若干”，其含义是指两个以及两个以上。
38.请参照图1至图3所示，本实用新型揭示了一种线缆100，其沿纵长方向l-l延伸。所述线缆100包括第一金属导体11、至少部分包裹在所述第一金属导体11上的第一绝缘体21、第二金属导体12、至少部分包裹在所述第二金属导体12上的第二绝缘体22、至少部分缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上的中间层材料3、至少部分包裹在所述中间层材料3上的屏蔽层4、以及至少部分包裹在所述屏蔽层4上的绝缘皮 5。
39.在本实用新型图示的实施方式中，所述第一金属导体11和所述第二金属导体12均呈圆柱状。所述第一金属导体11用以传输第一信号，所述第二金属导体12用以传输第二信号。在本实用新型的一种实施方式中，所述第一信号与所述第二信号组成差分高速信号对。在本实用新型的一种实施方式中，所述第一金属导体11以及所述第二金属导体12均为镀银的铜线，以提高信号传输的质量。
40.请参照图1至图3所示，在本实用新型的一种实施方式中，所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体22彼此邻接且平行布置。所述第一绝缘体21 与所述第二绝缘体22均呈圆柱状。当所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体22相互贴靠时，所述线缆100包括位于所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体22之间且位于上部的第一楔形槽231以及位于所述第一绝缘体21 与所述第二绝缘体22之间且位于下部的第二楔形槽232。请参照图3所示，所述第一楔形槽231与所述第二楔形槽232尖对尖布置。
41.在本实用新型的一种实施方式中，所述第一绝缘体21为聚烯烃或含氟聚合物，所述第二绝缘体21为聚烯烃或含氟聚合物。所述第一绝缘体 21与所述第二绝缘体21的材料可以相同或者不同。所述中间层材料3为缠绕设置在所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体21外的缓冲绝缘层，所述中间层材料3具有绝缘和缓冲的作用。
42.在本实用新型的一种实施方式中，所述中间层材料3的介电常数低于所述第一绝
缘体21的介电常数，且所述中间层材料3的介电常数低于所述第二绝缘体22的介电常数。如此设置，使本实用新型的线缆100能够实现低模式转换，从而改良了高频特性。在本实用新型图示的实施方式中，所述中间层材料3呈带状，以能够实现相对均匀地包裹在所述第一绝缘体 21以及所述第二绝缘体22上。在本实用新型的一种实施方式中，所述中间层材料3由泡沫聚烯烃制成。所述中间层材料3沿所述线缆100的纵长方向l-l呈螺旋状地缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上。具体地，所述中间层材料3沿所述线缆100的纵长方向l-l连续地缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上。所述中间层材料3基本覆盖所述第一楔形槽231与所述第二楔形槽232。所述中间层材料3包括缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上的若干圈31、32，其中任意相邻的两圈在垂直于所述纵长方向l-l的厚度方向t-t上不重叠。所述中间层材料3上任意相邻的两圈在所述线缆100的纵长方向l-l上具有位于这两圈之间的间隔缝30。所述间隔缝30倾斜设置，且与所述线缆100 的纵长方向l-l之间具有夹角。
43.请结合图4所示，在本实用新型线缆100的另一实施方式中，所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体22成型为一个整体的绝缘体2。所述绝缘体2呈椭圆形，其包括第一平直面201、与所述第一平直面201相对的第二平直面202、连接所述第一平直面201的一侧与所述第二平直面202的一侧的第一弧面203、以及连接所述第一平直面201的另一侧与所述第二平直面202的另一侧的第二弧面204。所述中间层材料3沿所述线缆100 的纵长方向l-l呈螺旋状地缠绕在所述绝缘体2的所述第一平直面201、所述第二平直面202、所述第一弧面203以及所述第二弧面204上。具体地，所述中间层材料3沿所述线缆100的纵长方向l-l连续地缠绕在所述绝缘体2的外表面上。通过所述第一平直面201、所述第二平直面202、所述第一弧面203以及所述第二弧面204，所述中间层材料3能够被更好的支撑。所述中间层材料3包括缠绕在所述绝缘体2上的若干圈31、32，其中任意相邻的两圈在垂直于所述纵长方向l-l的厚度方向t-t上不重叠。所述中间层材料3上任意相邻的两圈在所述线缆100的纵长方向l-l 上具有位于这两圈之间的间隔缝30。所述间隔缝30倾斜设置，且与所述线缆100的纵长方向l-l之间具有夹角。
44.在本实用新型的一种实施方式中，所述屏蔽层4为单一材料或者复合材料，其中所述单一材料为金属材料(例如，铝)，所述复合材料为金属与塑料的混合材料(例如，铝与聚酯的混合材料)。所述屏蔽层4可以是一层或者多层。
45.在本实用新型的一种实施方式中，所述绝缘皮5可以由聚酯材料制成。
46.请参照图1至图4所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述线缆 100还包括分别位于所述第一金属导体11以及所述第二金属导体12的两侧的第一引流线61以及第二引流线62。所述第一引流线61以及所述第二引流线62均位于所述屏蔽层4和所述绝缘皮5之间，且所述第一引流线 61以及所述第二引流线62均为镀锡的铜线。当然，在其它实施方式中，所述第一引流线61以及所述第二引流线62可以设置在所述线缆100的其它位置。
47.在相关技术中，所属技术领域的技术人员为了确保所述中间层材料3 能够全面覆盖所述第一绝缘体21与所述第二绝缘体22，所述中间层材料 3在缠绕时，任意相邻的两圈在接缝处通常部分重叠。另外，为了获得良好的机械可靠性，所属技术领域的技术人员要求所述中间层材料3具有良好的机械强度。为了提高机械强度，所属技术领域的技术人员倾向于选择较硬、较厚的缓冲材料。然而，较硬、较厚的缓冲材料不容易实现包裹时的均匀性，这
会导致皱纹和气穴，从而影响高频信号的完整性性能。
48.然而，本实用新型从另一个角度提供了不同于相关技术的解决方案。即，为了保证信号具备良好的高频特性，本实用新型线缆100的所述中间层材料3上，任意相邻的两圈在所述厚度方向t-t上不重叠，且所述中间层材料3上任意相邻的两圈在所述线缆100的纵长方向l-l上具有位于这两圈之间的间隔缝30。
49.请结合图5所示，线缆中导致模式转换的原因之一是导体的位置不在绝缘体的中心。以所述第一金属导体11以及所述第一绝缘体21为例，由于制造的原因，所述第一金属导体11的中心o1偏离了所述第一绝缘体 21的中心o2，即二者的同轴度不是100％。同轴度的计算公式如下：同轴度＝d
max
/d
min
*100％，其中d
max
代表所述第一金属导体11与所述第一绝缘体21同一侧的最大距离，d
min
代表所述第一金属导体11与所述第一绝缘体21同一侧的最小距离。在线缆的制造中，合格的同轴度一般可以认为是≥95％。
50.请参照图6所示，本实用新型取最坏情况下同轴度为95％为例来测试模式转换水平，其中图6的横坐标代表频率(单位ghz)，纵坐标表示模式转换(单位db)，曲线a代表本实用新型实施方式中线缆100的测试结果，曲线b代表无中间层材料的线缆的测试结果。从图6中可以看出，本实用新型的线缆100具备更低的模式转换，从而使其具有更好的高频特性。
51.由于所述中间层材料3的材料厚度的原因，在一些实施方式中，所述中间层材料3需要设置为两层或更多层。在另一种实施方式中，所述线缆 100包括第一金属导体11、至少部分包裹在所述第一金属导体11上的第一绝缘体21、第二金属导体12、至少部分包裹在所述第二金属导体12上的第二绝缘体22、至少部分缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上的中间层材料3’、至少部分包裹在所述中间层材料3上的屏蔽层4、以及至少部分包裹在所述屏蔽层4上的绝缘皮5。请参照图7所示，由于所述中间层材料3’为多层，其包括第一层301和第二层302。在一种实施方式中，所述第一层301和所述第二层302具有相同的结构，且分别与所述中间层材料3的结构相同。所述中间层材料3’的第一层301至少部分缠绕在所述第一绝缘体21以及所述第二绝缘体22上。所述中间层材料3’的第二层302至少部分缠绕在所述中间层材料3’的第一层301上。
52.在本实用新型的一种实施方式中，所述中间层材料3’的第一层301的螺旋状缠绕方向与所述中间层材料3’的第二层302的螺旋状缠绕方向彼此相反。所述中间层材料3’的第一层301的所述间隔缝30与所述中间层材料3’的第二层302的所述间隔缝30彼此断续地重叠。
53.以上实施方式仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本实用新型的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施方式对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。