同軸電纜及其構(gòu)造方法
【專利說明】同軸電纜及其構(gòu)造方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求于2012年12月13日提交的序列號(hào)為N0.61/736，977的美國臨時(shí)申請(qǐng)的權(quán)益，其通過引用整體合并入此處。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明主要涉及用于保護(hù)細(xì)長的電氣元件的套筒，更具體地涉及同軸電纜，該同軸電纜具有夾置于內(nèi)絕緣層和外護(hù)套之間的電磁干擾屏蔽層。
【背景技術(shù)】
[0003]已知電磁干擾(EMI)，射頻干擾(RFI)，和靜電放電(ESD)可能會(huì)對(duì)電子元器件的正常運(yùn)行帶來潛在的問題，因?yàn)楦浇碾妼?dǎo)體和傳播的電磁波之間的電感耦合導(dǎo)致信號(hào)干擾。借助于通過電路的電流，電子系統(tǒng)產(chǎn)生電磁能。該電磁能可能對(duì)周圍的電子元器件的性能帶來負(fù)面的影響，不論它們是在電路內(nèi)部直接連通或者位于電路附近。例如，機(jī)動(dòng)車內(nèi)的與電源系統(tǒng)相關(guān)的導(dǎo)體中的電流可能在各種電子元器件(諸如電子模塊)中誘導(dǎo)假性干擾信號(hào)。這種干擾可能降低車輛的電子模塊或其他部件的性能，從而引起車輛的非預(yù)期動(dòng)作。類似地，電感耦合可能對(duì)跨越網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)具有負(fù)面影響，諸如在相對(duì)緊鄰的線路的傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或者其他通訊系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)的電線之間的電感耦合。
[0004]通過提供適當(dāng)?shù)钠帘尾⑻峁┙拥氐腅MI，RFI和ESD敏感元件，EMI，RFI和ESD的負(fù)面影響可被有效地消除。例如，傳輸控制信號(hào)的電線可能受到來自于內(nèi)部或者外部產(chǎn)生的EMI，RFI和ESD的非預(yù)期的干擾，該電線可通過使用特定的可屏蔽干擾的防護(hù)套筒進(jìn)行屏蔽。一種被廣泛已知的這類特定的用于屏蔽的電線被稱為〃同軸電纜"。該〃同軸電纜"的名稱來自于:電纜的各層彼此同軸延伸，其中，各層通常包括最內(nèi)中心導(dǎo)體；圍繞中心導(dǎo)體的非傳導(dǎo)的(介電的)絕緣層；圍繞絕緣層的EMI屏蔽層，該屏蔽層僅由編織的電線組成；以及最外防護(hù)護(hù)套。當(dāng)同軸電纜基本有效地形成可靠的電路并消除電氣干擾時(shí)，該已知的電纜具有固有的缺點(diǎn)。
[0005]已知的同軸電纜的EMI屏蔽層通常完全由編織裸銅，鍍錫銅，鋁合金或者鍍錫鋁合金電線構(gòu)造而成。雖然這提供了有效的針對(duì)EMI的屏障，但是由于錫或銅金屬電線的高含量而價(jià)格高昂。此外，由于EMI屏蔽層僅由金屬構(gòu)造而成，剛度相對(duì)較高，因此，同軸電纜無法跨越蜿蜒的路徑和/或圍繞著拐角被引導(dǎo)。另外，由于EMI屏蔽層完全由金屬制成，其具有侵害性以機(jī)械地?fù)p傷內(nèi)絕緣層，并且具有相對(duì)厚的最外防護(hù)護(hù)套。因此，同軸電纜的剛度和質(zhì)量被增加，從而進(jìn)一步減小電纜的撓性，并由于它的相對(duì)的剛度而需要更大的空間以引導(dǎo)電纜。該空間需求量的增大可能代價(jià)非常大并且當(dāng)空間非常狹窄時(shí)是不可能實(shí)現(xiàn)的，另外，如果電纜被彎曲超過它的彈性能力，該增加的剛度可能導(dǎo)致電纜的損壞。除了上述的缺點(diǎn)，來自于純的金屬EMI層的另外的一個(gè)缺點(diǎn)是:純金屬EMI層無法承受沖擊，這將最終導(dǎo)致電纜功能的喪失。來自于純的金屬EMI層的另外的一個(gè)缺點(diǎn)是:純金屬EMI層的在彎曲后回復(fù)到它的原始的編織構(gòu)型的彈性能力降低，該彈性能力通常被稱為"回彈"的彈性能力，也被稱為"推回〃。同樣的，彎曲后的純金屬EMI層易于永久的塑性變形，這會(huì)在相鄰的編織金屬電線之間形成非預(yù)期的永久的間隙。在相鄰的電線之間的非計(jì)劃中的增大尺寸的間隙可能最終降低EMI層的EMI屏蔽的有效性，因此，同軸電纜的功能削弱。
[0006]根據(jù)本發(fā)明制造的同軸電纜克服或者極大地減小了上述現(xiàn)有技術(shù)部分提及的至少那些限制，并且特別地降低了總質(zhì)量并提高了撓性，在閱讀下面的公開內(nèi)容后，相信本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他附加的有益效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種同軸電纜，包括細(xì)長的中心傳導(dǎo)元件；圍繞中心傳導(dǎo)元件的介電的絕緣層；外防護(hù)護(hù)套，以及夾置于介電的絕緣層和外防護(hù)護(hù)套之間的編織的EMI屏蔽層，該EMI屏蔽層包括混合的紗線。該混合的紗線包括細(xì)長的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲和細(xì)長的連續(xù)的傳導(dǎo)性的電線細(xì)絲。該電線細(xì)絲交錯(cuò)地與其自身或者其他電線細(xì)絲沿著EMI屏蔽層的長度導(dǎo)電接觸，從而為中心傳導(dǎo)元件提供保護(hù)，使其免受EMI，RFI或者ESD中的至少一種的影響。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，外防護(hù)層的相對(duì)厚度減小，從而有助于同軸電纜的總質(zhì)量的減小和撓性的提高。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于在EMI屏蔽層的混合的紗線中的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲的存在，EMI屏蔽層的推回彈性性能得以提高以避免在編織的混合的紗線之間形成永久的間隙。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于EMI屏蔽層的混合的紗線允許外防護(hù)護(hù)套具有減小的相對(duì)厚度而不犧牲各層的功能，因此同軸電纜的直徑最小化。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于混合的紗線中存在相對(duì)柔軟的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲，同軸電纜的抗沖擊性能提高。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種構(gòu)造同軸電纜的方法。該方法包括提供中心傳導(dǎo)元件；圍繞中心傳導(dǎo)元件形成介電的絕緣層；圍繞絕緣層編織EMI屏蔽層，該屏蔽層包括混合的紗線，并圍繞編織的EMI屏蔽層形成外防護(hù)護(hù)套。該混合的紗線具有細(xì)長的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲和細(xì)長的連續(xù)的傳導(dǎo)性的電線細(xì)絲。該電線細(xì)絲被編織為與其自身或者其他電線細(xì)絲沿著EMI屏蔽層的長度導(dǎo)電接觸，從而為中心傳導(dǎo)元件屏蔽EMI，RFI或者ESD中的至少一種。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括減小外防護(hù)層的相對(duì)厚度，從而有助于同軸電纜的總質(zhì)量的減小和撓性的增加。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括借助于混合的紗線中的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲的存在，提高EMI屏蔽層的推回彈力性能，以避免形成塑性變形和在編織的混合的紗線的相鄰的傳導(dǎo)性的電線細(xì)絲之間形成永久的間隙。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括最小化同軸電纜的直徑，而不需要犧牲各層的耐久性和功能。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)水平，同軸電纜的質(zhì)量減小。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括借助于混合的紗線中的非傳導(dǎo)性的細(xì)絲，提高同軸電纜的抗沖擊力。
[0018]因此，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的同軸電纜至少提供以下相對(duì)于已知的同軸電纜的能夠被本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到的優(yōu)勢(shì):因?yàn)橥夥雷o(hù)護(hù)套的厚度可被最小化而使它們具有最小化的外直徑；它們具有減小的質(zhì)量和減小的相對(duì)重量；它們具有升高的撓性，因此可以在最小化的空間內(nèi)被引導(dǎo)；它們展不出提尚的推回性能，從而維持在制造時(shí)的完全屏蔽的有效性；它們?cè)谥圃旌褪褂弥袃r(jià)格低廉，并且具有改善的耐用性，從而具有長的使用壽命。
【附圖說明】
[0019]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，為了更清楚地說明這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例和最佳實(shí)施方式、所附權(quán)利要求以及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例構(gòu)造的同軸電纜的透視圖；
[0021]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例構(gòu)造的電纜的與圖1類似的圖；
[0022]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例構(gòu)造的電纜的與圖1A類似的圖；
[0023]圖2是沿著圖1的線2-2的放大的剖視圖；
[0024]圖3是混合的紗線的放大的側(cè)視圖，該紗線可被用于構(gòu)造圖1的同軸電纜的EMI
屏蔽層；
[0025]圖4是另一混合的紗線的放大的側(cè)視圖，該紗線可被用于構(gòu)造圖1的同軸電纜的EMI屏蔽層；
[0026]圖5是又一混合的紗線的放大的側(cè)視圖，該紗線可被用于構(gòu)造圖1的同軸電纜的EMI屏蔽層；