[发明专利]一种柔性轻型宽温泄漏同轴电缆

说明书

技术领域

本发明涉及通讯传输领域中泄漏同轴电缆产品，具体是属于一种采用碳纳米管纤维材料作为泄漏同轴电缆的内、外导体，采用发泡聚四氟乙烯作为绝缘，采用全氟乙丙烯共聚物作为护套的一种极端条件下使用的一种柔性轻型宽温泄漏同轴电缆，是一种超轻重量耐高温高柔性的泄漏同轴电缆。此类电缆可应用于有耐高温、轻质及柔性要求的泄漏同轴电缆使用场合，可广泛应用于航天航空、舰艇的船舱、隐蔽性军事设施、矿山、油井、高速铁路及高速公路等封闭区域或半封闭区域的空间移动通信。

背景技术

泄漏同轴电缆简称漏缆，又称作连续天线，是一种配置连续孔隙天线阵的馈电缆，其原理是利用同轴电缆外导体上的连续孔隙向外辐射电磁波而与电缆外面进行通信传输的导波装置，既能够传输也能辐射电磁能量，具有连续型辐射天线、接收天线和传输线的三重作用，主要应用于无线电信号无法传输或者某些只限于封闭及半封闭的传输场合，以解决无线电传输的盲区问题。

目前市场上常见的泄漏同轴电缆生产技术中泄漏同轴电缆的结构包括内导体、绝缘层、带有开槽的外导体和护套层。所述内导体一般采用的原材料为金属铜线或铜包铝线，外导体一般采用的原材料为铜带或铝带，外导体通常采用纵包轧纹形式覆盖于绝缘层外表面，或采用焊接轧纹工艺的外导体结构形式，此类结构由于金属导体的物理特性，当泄漏同轴电缆受力或受压弯曲过程中很容易造成开口变形或者塌裂，破坏其结构，影响性能。此外由于其刚性结构的特点，弯曲时外导体与绝缘层之间形成缝隙较大，容易造成环境外的水汽及其它腐蚀性气体的渗透，破坏电缆的结构和性能，影响使用寿命，在生产制造中，由于金属带的摩擦和刚性特点，极易造成金属带的变形和断裂，影响产品质量。

发明内容

为了克服上述泄漏同轴电缆的结构材料性能不足，并能将其应用于更加苛刻的环境中去，现有技术提出了如下解决方案，

一种柔性轻型宽温泄漏同轴电缆，包括从内到外依次设置为：电缆内导体1、绝缘层2、外导体3和护套层4，所述电缆内导体1和外导体3采用碳纳米管纤维材料组成；所述外导体3上设有槽孔，槽孔大小均匀。

所述电缆内导体1所用的碳纳米管纤维材料是采用的常规化学气相沉积方法制备出来的。其所制备的碳纳米管导线具有较高的导电性能，其导电率基本上能与铜导线处于同一等级，而该导线的力学强度比铜高出几倍，并且在使用之前，需采用0.01M到0.1M的KAuBr₄溶液进行处理，以增强其导电性能。

所述绝缘层2采用发泡聚四氟乙烯组成，其加工工艺采用的是高温推挤拉伸的方法；所述护套层4采用全氟乙烯丙烯共聚物组成，其加工工艺为高温挤出成型工艺。

所述外导体3所用的碳纳米管纤维材料是采用的常规化学气相沉积方法制备出来的。

其所制备的碳纳米管导线具有较高的导电性能，其导电率基本上能与铜导线处于同一等级，而该导线的力学强度比铜高出几倍，并且在使用之前，需采用0.01M到0.1M的KAuBr₄溶液进行处理，以增强其导电性能。

所述外导体3制备，采用碳纳米管纤维绕包在绝缘层的外面，而后采用激光打孔或采用机械打孔的方法按一定的规律打孔，其中孔径的大小，孔与孔之间的间隙距离，孔的形状和分布规律可以根据实际应用需求进行调整，均为本发明的保护范围。

本发明的关键技术和创新点是：

采用碳纳米管纤维材料替代在传统泄漏同轴电缆中使用的金属内导体和外导体，并将氟塑料绝缘和护套引入到其中以增加其在特殊条件下的各种应用，其技术依据在于：碳纳米管良好导电性能，耐高低温性能，良好的柔性和环境耐候性能，抗腐蚀性等特点，并且其重量较轻，将其运用在泄漏同轴电缆中，能够使电缆使用条件和应用范围更宽广，能应用在各种耐高低温以及弯曲性能较高要求和重量较轻要求的特殊场合。此类电缆由于采用了碳纳米管纤维材料，材料本身比金属材料化学性质更加稳定，更加耐腐蚀，强度更大，柔性更好，并且生产制造中能够更好的使外导体和绝缘层相结合，使得电缆的性能稳定性和使用寿命更长。

本发明采用了发泡聚四氟乙烯材料作为电缆的绝缘层，聚四氟乙烯绝缘料经发泡推挤拉伸产生均匀分散的微孔结构，降低了介电常数和介电损耗，进一步提高了泄漏同轴电缆产品的电气性能，电缆的外护套采用全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)护套料具有较好的耐高低温性能和机械性能。为拓展泄漏同轴电缆在极端条件下的使用提供了一条创新思路，具有较好的社会效益。碳纳米管纤维材料性质和特性分析比较见表1：

表1碳纳米管纤维材料性质和特性分析比较