射频集成线缆组件防护套的性能及装配工艺

射频集成线缆组件防护套的性能及装配工艺

陆文举

（苏州华旃航天电器有限公司）

摘要：近年来，为了实现电子设备“小型化、集成化、标准化”的设计思想，射频集成线缆组件的可应用场合在不断扩大，其面临的环境条件和使用场合也更加多样化。针对这一现象，本文对射频集成线缆组件装配中常用的防护套的种类、物理性能、化学性能以及适用环境进行了详细的描述，并将不同种防护套的优缺点进行了对比分析，另外还介绍了防护套与集成连接器之间的工艺处理方式，对射频集成线缆组件防护套的选用和装配具有一定的指导意义。

关键词：射频集成线缆组件；防护套；工艺处理；集成连接器

1引言

射频集成线缆组件的构成部件主要包括：集成连接器、尾部附件、多芯单根射频线缆组件和防护套。单根射频线缆组件由两端射频同轴连接器和射频同轴线缆经适配组装而成；将多芯单根射频线缆组件使用专用工具组装到集成连接器中，孔位一一对应；尾部附件对射频线缆焊点部位起到保护作用，同时能够将防护套与集成连接器连接起来，避免防护套出现脱落和裂缝等不可靠因素。射频线缆组件可以实现设备与设备之间或设备内部电信号、微波信号整体传输线路的阻抗匹配和能量传输，在剧烈冲击和震动、腐蚀性空气和强烈热偏差等普遍存在的环境中，确保信号连接不间断。

随着通信技术的飞速发展，各种通信设备向小型化、模块化、高频化、高精度、高可靠方向发展，对射频线缆组件的要求也越来越高。目前，射频集成线缆组件已广泛地应用到航空航天、海洋船舶、地面车辆等多种领域，不仅要满足低损耗、高频率的性能传输需要，还要兼  具防水、防潮、抗压、抗磨损等各种功能，才能保证集成线缆组件的使用和储存可靠性，因此在设计和装配过程需要充分考虑线缆组件的防护材料，科学合理地选择工艺处理方式，实现对线缆组件整体防护和一体化防护的功能，达到更好的防护效果。

2射频集成线缆组件防护套的种类及性能

集成线缆组件需要使用防护套保护多芯射频线缆并集成束状，其中比较常用的、装配方便以及性能较好的防护套主要包括热缩护套、单丝编织护套、波纹管护套及铠甲护套。

2.1热缩护套

热缩护套又叫阻燃聚烯烃热缩护套，属于高分子形状记忆材料，具有柔软、低温收缩、绝缘、防腐、耐磨等优点。当该材料受热温度达到收缩温度，原本被拉伸或者扩张的形状很快便消除，恢复到初始状态，紧密地裹覆在物件表面。热缩护套包括带胶和不带胶两类，不带胶的为单壁热缩护套，只有一层聚烯烃合金绝缘护套，带胶的为双壁热缩管护套，其外层为聚烯烃合金，内层为低熔点、粘附力好的热熔胶。

热缩护套具有绝缘性能优良、耐高温和耐磨损，特别是双壁管热缩后与多芯线缆形成整体，具有防水和防腐蚀的作用，是射频集成线缆组件中使用最多的一种防护方式，其相关物理性能、化学性能和电性能见表1。但是使用热缩护套的集成线缆组件弯曲半径较大，护套热缩较紧时会使线缆之间受力损伤线缆，不适合长度较短的射频集成线缆组件且空间狭小对弯曲半径要求较高的场合使用。

表格 1 热缩护套性能指标

2.2单丝编织护套

单丝编织护套包括锦纶丝编织护套、尼龙丝编织护套和金属丝编织护套，都是通过使用不同材质的单丝进行复杂编织手法生产而来。

图1 锦纶丝护套                图2 尼龙丝护套

图3 金属丝护套

锦纶丝编织护套是由军绿色或黑色棉纶纤维编织而成，通常分为普通型、抗静电型和阻燃型三类，具有良好的柔软性、伸缩性和耐环境性等特点，其能够满足表2中各项性能指标。另外，锦纶丝护套的处理工艺也很简单，可以采用“缝合+绑扎”的方式，既能保证锦纶丝护套与尾部附件连接处的可靠性，又能保证多分支线缆组件分叉处柔软易折弯，在空间狭小的腔体内部对线束有很好的防护作用。

尼龙丝编织防护套使用纤维单丝密集编织而成，具有良好的耐磨性、扩充性、平滑性、阻燃性和透气散热性能，广泛应用于各类汽车配线、飞机配线、光纤、电缆、电气等多种领域，常用的颜色有黑色和绿色。

金属丝编织防波套，也叫防波套，主要由镀锡铜丝、镀银铜丝或镀镍铜丝编织而成，整体包裹在集成线缆外部用来避免干扰信号进入内层导体干扰同时又能够降低传输信号的损耗，屏蔽网与集成连接器的外壳壳体导通并接地，外来的干扰信号可被导入大地。防波套既具伸缩性、耐磨性又具导电性能，可以轻易地束紧各种不规格形状的物体，便于穿线导电，还能够在较大的温度范围内保持柔软，其特有的电磁屏蔽特性是其他防护套无法替代的，其性能见表2。

表2  三种编织护套性能指标

作为集成线缆组件常用的防护材料，三种编织护套质量轻、价格便宜、柔软且操作方便，能够有效避免多芯集成线缆松散、磨损，目前已经广泛应用在集成线缆组件的防护上，尤其是空间有限且较短的线缆组件上能够替代热缩护套达到防护线缆的作用。但其缺点是不防水，抗压性能差，对于射频集成线缆组件，使用场合比较有限。与锦纶丝护套相比，尼龙丝护套不吸水，透气性能较好，但是低温下较脆，存在断裂失效的风险。

射频集成线缆组件中常常将防波套与热缩护套配合使用，既能达到电磁屏蔽的效果，又能有效的防护整体线缆和防波套不被磨损，还能达到防水的效果，抗压能力强于单层的锦纶丝护套和尼龙丝护套防护。但双层的防护套极大地增大了束状线缆的弯曲半径和截面半径，布线和安装集成连接器时需要提前预留足够的弯曲空间与穿线孔径。

2.3波纹管护套

波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性护套，其质量轻，抗压能力好，弯曲性能优良，被广泛地应用于抗压要求高的线缆使用环境。

在海洋船舶、岛礁上，经常需要铺设十几米甚至几十米的射频集成线缆，由于集成线缆重量及外径较大，施工过程中不可避免的会出现施工人员踩踏或压伤线缆的现象，对线缆造成损坏直接影响信号的传输效果，所以集成线缆的防护就显得非常必要。

目前，主要使用金属波纹管与塑料纤维波纹管对束状集成线缆进行防护，已大规模应用到较长集成线缆组件上，不仅有效的减少了以往线缆损伤返工的现象，波纹管还能防水防霉菌，极大地保护了线缆组件。但正是因为波纹管抗压性能好导致其柔软性较差，装配连接的难度较大，增加了装配成本和时间成本。

表3  波纹管性能参数

图4 波纹管护套

2.4铠装护套

铠装护套是指由不同的材料导体装在有绝缘材料的金属套管中，被加工成可弯曲的坚实组合体，由内到外分别为机械保护层、电磁屏蔽层和绝缘套管层。机械保护层增加线缆的机械强度，提高防侵蚀能力，电磁屏蔽层用来防止电磁干扰，绝缘套管层在最外层，整体保护内部结构，同时还能起到防水防潮的作用。铠装护套由于其柔韧性、弯曲性好，密封可靠，抗扭曲能力强，同时能够承受较重的负载，因此能起到增加多芯集成线缆的机械强度，抗拉强度、抗压强度的作用，使内部线缆不会变形，受损，大大延长使用集成线缆组件的使用寿命，一般情况下，固定铺设或者岩石地区直埋都需要使用铠装防护。

射频集成线缆常使用柔性同轴线缆，在安装条件和使用环境极端恶劣的场合中需要增加铠装护套，能够有效避免线缆在运输和安装铺设时遭受损坏，延长线缆的使用寿命是必须要考虑的重点。但是铠装防护层质量较重，弯曲半径大，成本较高，因此一般只在条件要求高及用户指定使用的场合才会选用。

表4  铠装护套性能参数

图5 铠装护套

3防护套的工艺处理

不同防护方式的防护套需要采用合适的工艺处理方式进行装配，这样才能达到线缆整体使用效果，如果防护套装配部位不能满足要求，则回造成整体防护失效。目前射频集成线缆组件中，使用尾部附件连接集成连接器和防护套，使束状组件能够达到整体的防护要求。比较常用的工艺处理方式是热缩、绑扎和缝合，下面要介绍两种特殊的处理方式，分别为合金记忆环工艺和压接工艺。

图6 合金记忆环工艺

合金记忆环工艺主要适用于单丝编织防护套的处理，尤其是金属丝编织防护套。通过热风枪加热合金记忆环，使其收缩将金属丝防护套牢牢紧固在尾部附件凹槽处，可实现金属丝屏蔽网与附件之间的360°环形曲面上的紧密接触，见图6。记忆环本身具有耐盐雾、防霉菌、抗腐蚀的特性，与传统连接方式相比，不仅结构简单，安装便捷、减轻重量，而且通过大于6%的径向收缩，可显著提高屏蔽系统的电磁兼容性，减小接触电阻，显著提高连接后的力学性能，具有较强的抗拉、抗振动、抗机械及温度冲击的能力。其另一个突出优点是记忆环及其连接处平滑顺畅，有利于使用热缩护套实现线缆与集成连接器之间的密封处理。

图7 压接工艺

压接工艺，将金属压接筒环形包住防护套，用手动或者自动的专用压接工具对压接筒进行机械压紧，让压接筒再规定的限度内发生变形从而将金属防护套连接到尾部附件上。通过金属之间的互溶流动，使绞合防护套与附件对称变形，从而得到好的机械强度和连续性。同时配合热缩护套的使用，也能够完全实现线缆与集成连接器之间的防水防潮密封。

4结论

随着电子产品高频率、多功能、集成化的要求不断提高，不仅需要设计高性能的电子连接器，科学选用合适的防护材料和装配工艺也是不可缺失的重要环节，同时保证产品电气性能、机械性能、耐环境性能及寿命都能达到使用要求。本文针对射频集成线缆组件的防护方式和防护套的装配工艺进行了简要的分析对比，列举了不同防护方式的适用环境，对实际产品设计和装配过程具有一定的指导意义。

参考文献：

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