[發明專利]一種柔性結構航天航空1394B數據總線電纜

在審

• 申請號: 202110469766.4
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113205905A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 甘杰斌;甘鑫;陳巍漢;董佳迪
• 申請（專利權）人: 成都國恒空間技術工程有限公司
• 主分類號: H01B7/00
• 分類號: H01B7/00;H01B7/02;H01B7/04;H01B7/17;H01B7/18;H01B7/28;H01B7/29;H01B1/02;H01B3/44;H01B7/295;H01B11/00;H01B11/06
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 朱丹

本發明公開了一種柔性結構航天航空1394B數據總線電纜，包括采用星絞結構布置的四根絕緣芯線和填充在絕緣芯線中間間隙內的填充條，以及繞包在四根絕緣芯線外周的隔離繞包層，所述繞包層的外圈依次包裹有內屏蔽層、外屏蔽層、護套內層和護套外層，內外屏蔽層采用鍍銀銅絲編織而成。所述絕緣芯線包括導體和包覆在導體外層的絕緣層，所述絕緣層厚度為0.16～0.18mm。所述導體由鍍銀銅導體絞合而成，銀層厚度大于等于6μm。由于集膚效應的影響，需控制導體銀層厚度，具體為：在對稱屏蔽電纜中，需要考慮集膚效應的影響，隨著頻率的上升，流經導體大電流趨于表面，等于導體截面積減小而導致信號衰減增大。

技術領域

本發明屬于線纜領域，涉及一種柔性結構航天航空用超柔性1394B數據總線電纜。

背景技術

傳統的航空航天領域所用的1394B總線電纜，其外護套使用氟塑料推擠而成，填充條采用實芯氟塑料擠出，而隨著科技和使用領域的不斷發展，對于航空航天用數據電纜的基本要求越來越高，對電氣性能、物理彎曲半徑及重量的要求也越來越嚴格，而現有的數據電纜結構已經難以滿足航空航天對于電子元器件輕量化的使用要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種航空航天用柔性1394B總線傳輸協議數據電纜，以解決數據電纜在狹窄空間的安裝及無法輕量化的問題。本方法制備的1394B數據總線電纜具有低衰減、高帶寬等優異的電性能特性，護套采用聚四氟乙烯(PTFE)和聚全氟乙丙烯(FEP)雙層繞包復合燒結而來，從而具有耐高低溫性能良好、重量輕、柔軟的特點。

本發明采用的技術方案如下：一種柔性結構航天航空1394B數據總線電纜，包括采用星絞結構布置的四根絕緣芯線和填充在絕緣芯線中間間隙內的填充條，以及繞包在四根絕緣芯線外周的隔離繞包層，所述繞包層的外圈依次包裹有內屏蔽層、外屏蔽層、護套內層和護套外層，內外屏蔽層采用鍍銀銅絲編織而成，成纜時，電纜外徑為3.40±0.1mm；所述絕緣層由至少兩層微孔聚四氟乙烯薄膜繞包層疊加，微孔聚四氟乙烯薄膜外側附加一層可燒結聚四氟乙烯薄膜進行燒結形成一種新型復合材質外被。

進一步地，所述絕緣芯線包括導體和包覆在導體外層的絕緣層，所述絕緣層厚度為0.16～0.18mm。

進一步地，所述導體由鍍銀銅導體絞合而成，銀層厚度大于等于6μm。

第一：由于集膚效應的影響，需控制導體銀層厚度，具體為：

在對稱屏蔽電纜中，需要考慮集膚效應的影響，隨著頻率的上升，如圖2所示，流經導體大電流趨于表面，等于導體截面積減小而導致信號衰減增大。依據IEEE1394BS400的速率，ω＝2πf、ω為角頻率、μ為磁導率、σ為導電率，δ為信號透入深度，確保銀層厚度大于透入深度以降低信號衰減，如圖3(a)所示，在頻率為10hz時，大電流推入內，能夠深入導體21mm，而如圖3(b)所示，在頻率為100Khz時，大電流推入內，能夠深入導體0.21mm，如圖3(c)所示，在頻率達到1Ghz后，由于集膚效應，僅能夠深入導體0.0021mm。如圖2所示依據IEEE1394BS400的速率，計算出信號透入深度，確保銀層厚度大于透入深度以降低信號衰減；已知:

銅的磁導率:μ_γ＝4×π*10⁷H/m；

銅的相對導電率：σ＝54

當頻率f＝125MHz，透入深度為0.006mm；當頻率f＝250MHz，透入深度為0.004mm；

綜上，中心導體鍍銀銀層厚度設定為不小于6μm。

第二：降低鄰近效應所引起的衰減，具體為：

當回路兩根導體鄰近時，電流方向相反，導致電流集中與靠近一側，等同于導體截面積減小，電阻增大。

對稱屏蔽電纜的總有效電阻計算公式: