CN107317206B - 一种宇航高速电缆组件装接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宇航高速电缆组件装接方法，包括如下步骤：根据宇航千兆星绞数据导线和绝缘模块的结构尺寸，加工屏蔽编织套管；将导线与接触件压接后安装在绝缘模块中；将导线和绝缘模块安装在屏蔽编织套管中；将导线屏蔽编织层和接地线铆压在屏蔽编织套管上；将屏蔽编织套管安装在壳体中，再将接地线压接在接地槽中；将导线装入电连接器后，利用灌封胶进行灌封固化。本发明将导线铆压在屏蔽编织套管一端，另一端套装在绝缘模块上并安装在壳体中，解决了传统装联方式屏蔽不连续且串扰较大的问题；通过灌封胶固化屏蔽编织套管和电连接器，达到了电缆组件绝缘效果最佳且满足宇航环境应用要求，弥补了传统装联方式传输速率低且稳定性较差的缺陷。

Description

一种宇航高速电缆组件装接方法

技术领域

本发明涉及一种宇航高速电缆组件装接方法，尤其适用于TLK2711型高速电缆组件，属于宇航高速电缆连接技术领域。

背景技术

宇航电缆组件是航天器的重要组成部分，近年来，航天器上的电子器件数量与日俱增，高集成度的电连接器也是层出不穷，而且宇航电缆组件长期应用于大温差冲击、高强度辐照的环境中，这就对宇航电缆组件的装接及其真空灌封效果提出了更高的要求。

随着卫星数据容量和信息处理速度的不断提升，所使用的数据传输电缆组件的传输速率要求越来越高，且传输性能的稳定性要求越来越严苛。在常规数据电缆组件的装接过程中，由于信号线中心针导致的传输性能质量问题越来越突出。

常规的千兆星绞数据导线采用CAT6标准导线和RJ-45电连接器相连的装联方式，这种装联方式的缺点是屏蔽不连续或连续性容易松动，电连接器屏蔽保护不全面，抗干扰能力差，不符合宇航环境和航天器的抗辐照、抗干扰等级高的要求。

现有的宇航屏蔽电缆的屏蔽接地通常采用矩形电连接器外引出一根导线与电连接器壳体相连的装联方式，这种装联方式的缺陷是在高频信号传输时，导线与电连接器的连接处会产生严重信号串扰。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种宇航高速电缆组件装接方法，通过将宇航千兆星绞数据导线铆压在屏蔽编织套管一端，将屏蔽编织套管另一端套装在电连接器绝缘模块上并安装在电连接器壳体中，实现了屏蔽连续且减小了串扰，解决了传统装联方式屏蔽不连续且串扰较大的问题；通过灌封胶固化屏蔽编织套管和电连接器，达到了电缆组件绝缘效果最佳且满足宇航机械和热环境应用要求，弥补了传统装联方式传输速率低且稳定性较差的缺陷。

本发明的技术解决方案是：

一种宇航高速电缆组件装接方法，包括如下步骤：

步骤一：根据宇航千兆星绞数据导线的结构尺寸和电连接器绝缘模块的结构尺寸，加工屏蔽编织套管；

步骤二：将宇航千兆星绞数据导线与接触件压接，再将压接后的接触件安装在电连接器绝缘模块中；

步骤三：将宇航千兆星绞数据导线和电连接器绝缘模块安装在屏蔽编织套管中；

步骤四：将宇航千兆星绞数据导线屏蔽编织层和接地线铆压在屏蔽编织套管上；

步骤五：将铆压后的屏蔽编织套管安装在电连接器金属壳体中，再将接地线压接在电连接器接地槽中；

步骤六：将宇航千兆星绞数据导线装入电连接器后，利用灌封胶进行灌封固化。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤一中，屏蔽编织套管由厚度为0.1mm的铜箔冲压成型，屏蔽编织套管一端为圆形接口，圆形接口的最小直径比宇航千兆星绞数据导线的外径大0.5～1mm，屏蔽编织套管另一端为正方形接口，正方形接口的最小边长比电连接器绝缘模块的边长大0.1～0.2mm。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤二中，对宇航千兆星绞数据导线进行端头处理，翻折宇航千兆星绞数据导线屏蔽编织层，利用压接钳将宇航千兆星绞数据导线芯线与接触件压接。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤三中，屏蔽编织套管一端内壁与电连接器绝缘模块紧密贴合。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤四中，利用铆压机或铆压钳将宇航千兆星绞数据导线屏蔽编织层和接地线铆压在屏蔽编织套管一端，用于分担宇航千兆星绞数据导线和接触件承受的应力。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤五中，利用冲压钳将接地线压入电连接器接地槽中，接地线和屏蔽编织套管均与电连接器金属壳体电气连接。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤六中，灌封胶为常温固化环氧胶，灌封胶包含基体和固化剂；灌封胶的型号为STYCAST2651MM，固化剂的型号为CATALYST9，灌封胶与固化剂的重量比为100:7，基体和固化剂沿一个方向混合搅拌均匀后，在真空度小于3.4KPa的条件下脱泡，脱泡时间不超过20分钟。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤六中，利用注射器将灌封胶从电连接器出线口平稳缓慢注入，达到出线口的边缘位置后停止注射，并用无水乙醇将宇航千兆星绞数据导线和电连接器灌封腔以外的残胶清理干净，灌封完毕后将电连接器进行常温固化16～24小时，灌封胶固化后的邵氏硬度D范围是80～100，工作温度范围是-55～+125℃，真空条件下总质量损失TML小于1.0％、可凝挥发物CVCM小于0.1％、抗张强度不小于45MPa。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，还包括步骤七，对由灌封后的电连接器的接点连接形成的电缆进行电性能测试：

若连通的电连接器的屏蔽之间、接点之间的导通电阻不大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线信号点的绝缘电阻在250V条件下不小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下小于10％，阻抗值波动范围小于15％，则装联合格；

若连通的电连接器的屏蔽之间、接点之间的导通电阻大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线信号点的绝缘电阻在250V条件下小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下不小于10％，阻抗值波动范围不小于15％，则更换电连接器重新进行装联。

在上述的一种宇航高速电缆组件装接方法中，所述步骤七测试装联合格的情况下，还包括步骤八，对由装联后的电连接器的接点形成的电缆进行振动和热循环试验，振动和热循环试验完成后对电连接器的灌封体外观进行检查，并对电缆的电性能再次进行测试。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

【1】本发明采用铆压屏蔽套管连接导线屏蔽编织层和矩型电连接器的方法，克服了常规千兆星绞数据导线与RJ-45电连接器存在屏蔽不连续或屏蔽松动等难题，解决了宇航用矩型差分电连接器的屏蔽接地处理方式存在串扰较大的问题，达到了航天器电缆网的抗辐照、抗干扰的要求，实现了屏蔽连续和电磁防护，改进了传统宇航电缆屏蔽处理的装联方法，提高了宇航高速电缆组件的可靠性。

【2】本发明的屏蔽编织套管一端为圆形，便于连接导线编织层，屏蔽编织套管的另一端为正方形，便于连接电连接器的金属壳体，提高了工作人员的装配效率，简化了宇航高速电缆的装接流程。

【3】本发明通过铆压机或铆压钳进行铆压，能够快速有效的连接导线编织层和屏蔽编织套管，使得电连接器的屏蔽连续性满足设计要求，而且在灌封前对灌封胶进行真空除气泡，可以更加高效的去除灌封胶中的气泡，使得电连接器的绝缘性满足设计要求。

【4】本发明逻辑通顺、思路清晰、设计合理、步骤精简，本领域技术人员按照本发明的步骤进行试验，能够快速准确的装接宇航高速电缆组件，降低了损耗，节约了时间，具备广阔的市场应用前景。

【5】本发明的宇航千兆星绞数据导线、接触件和接地线均为常规零件，标准可靠、拆装方便、灵活选择，无需特制，而且便于维修和更换，大幅降低了宇航高速电缆组件的生产成本，有利于技术人员进行改进提高。

附图说明

图1为本发明的流程图

图2为宇航千兆星绞数据导线的结构图

图3为微矩型差分电连接器的结构图

图4为本发明的结构图

图5为本发明热循环试验温度曲线图

其中：1宇航千兆星绞数据导线；2电连接器；3屏蔽编织套管；4接触件；5接地线；6灌封胶；601基体；602固化剂；

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1～4所示，一种宇航高速电缆组件装接方法，包括如下步骤：

步骤一：根据宇航千兆星绞数据导线1的结构尺寸和电连接器2绝缘模块的结构尺寸，加工屏蔽编织套管3；

步骤二：将宇航千兆星绞数据导线1与接触件4压接，再将压接后的接触件4安装在电连接器2绝缘模块中；

步骤三：将宇航千兆星绞数据导线1和电连接器2绝缘模块安装在屏蔽编织套管3中；

步骤四：将宇航千兆星绞数据导线1屏蔽编织层和接地线5铆压在屏蔽编织套管3上；

步骤五：将铆压后的屏蔽编织套管3安装在电连接器2金属壳体中，再将接地线5压接在电连接器2接地槽中；

步骤六：将宇航千兆星绞数据导线1装入电连接器2后，利用灌封胶6进行灌封固化。

优选的，步骤一中，屏蔽编织套管3由厚度为0.1mm的铜箔冲压成型，屏蔽编织套管3一端为圆形接口，圆形接口的最小直径比宇航千兆星绞数据导线1的外径大0.5～1mm，屏蔽编织套管3另一端为正方形接口，正方形接口的最小边长比电连接器2绝缘模块的边长大0.1～0.2mm。

优选的，步骤二中，对宇航千兆星绞数据导线1进行端头处理，翻折宇航千兆星绞数据导线1屏蔽编织层，利用压接钳将宇航千兆星绞数据导线1芯线与接触件4压接。

优选的，步骤三中，屏蔽编织套管3一端内壁与电连接器2绝缘模块紧密贴合。

优选的，步骤四中，利用铆压机或铆压钳将宇航千兆星绞数据导线1屏蔽编织层和接地线5铆压在屏蔽编织套管3一端，用于分担宇航千兆星绞数据导线1和接触件4承受的应力，确保组装后的电缆组件在复杂宇航环境中，宇航千兆星绞数据导线1芯线与接触件4不易断裂，减少返修，从而有效提高产品质量，此外，铆压屏蔽编织套管3的方法相较于常规的缠线和焊接镀银光线的屏蔽处理方法，更加简单、便于操作，节省劳动时间。

优选的，铆压后屏蔽套管2的横截面为六边形。

优选的，步骤五中，利用冲压钳将接地线5压入电连接器2接地槽中，接地线5和屏蔽编织套管3均与电连接器2金属壳体电气连接，这种两次接壳屏蔽处理方式相较于常规的一次接壳屏蔽处理方式更加安全，在宇航机械环境中更加稳定可靠，一个电连接器2中使用多个屏蔽编织套管3能够更好的保护信号不受干扰，信号串扰小，耐宇航辐照性能强。

优选的，步骤六中，灌封胶6为常温固化环氧胶，灌封胶6包含基体601和固化剂602；灌封胶6的型号为STYCAST2651MM，固化剂602的型号为CATALYST9，灌封胶6与固化剂602的重量比为100:7，将灌封胶6各组分按配比准确称量后装入容器内，用玻璃棒将胶液以一定速度沿顺时针或逆时针的方向充分搅拌均匀，尽量避免空气混入胶液中，在真空度小于3.4KPa的条件下脱泡，直至胶液无气泡逸出，脱泡时间不超过20分钟。

优选的，步骤六中，利用注射器将灌封胶6从电连接器2出线口平稳缓慢注入，尽量避免产生或挤入气泡，为气泡的自动排除留下时间，达到出线口的边缘位置后停止注射，并用无水乙醇将宇航千兆星绞数据导线1和电连接器2灌封腔以外的残胶清理干净，灌封完毕后将电连接器2按照预定位置和方向放置，避免未固化的胶液倒流，然后进行常温固化16～24小时，也可以进行加热固化，45℃加热固化时间为4～6小时，65℃加热固化时间为1～2小时。灌封胶6固化后的邵氏硬度D范围是80～100，工作温度范围是-55～+125℃，真空条件下总质量损失TML小于1.0％、可凝挥发物CVCM小于0.1％、抗张强度不小于45MPa。

优选的，还包括步骤七，对由灌封后的电连接器2的接点连接形成的电缆进行电性能测试：

若连通的电连接器2的屏蔽之间、接点之间的导通电阻不大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线1信号点的绝缘电阻在250V条件下不小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下小于10％，阻抗值波动范围小于15％，则装联合格；

若连通的电连接器的屏蔽之间、接点之间的导通电阻大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线1信号点的绝缘电阻在250V条件下小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下不小于10％，阻抗值波动范围不小于15％，则更换电连接器2重新进行装联。

实际测试时，针对试验件按照以下技术要求进行电性能测试：

第一、对电缆进行导通检查，接点导通电阻应小于1Ω。

第二、用绝缘电阻测试仪测量同一电缆中互不相连的接点之间，这些接点与所有与之有关联的插件外壳之间以及它们与屏蔽接点之间的绝缘电阻是否满足指标要求，在正常环境条件下，绝缘电阻应满足250V/200MΩ的要求。

第三、用矢量网络分析仪对电缆中各组信号之间串扰值进行测试。

测试结果：合格。

优选的，步骤七测试装联合格的情况下，还包括步骤八，对由装联后的电连接器2的接点形成的电缆进行振动试验和热循环试验，振动试验和热循环试验完成后对电连接器2的灌封体外观进行检查，并对电缆的电性能再次进行测试。

正弦振动试验：

频率范围10～200Hz，加速度：147m/s2(15g)，在三个互相垂直的方向上，对每个方向重复测试2次，扫描速率为2oct/min。

表1

在三个互相垂直的方向上进行随机试验，每次随机试验时间为2min。

冲击试验：

表2

如图5所示，热循环试验中，每组试验共进行6.5个循环，+125～-65℃为一个循环。

实际测试时，对完成环境试验的试验件进行外观、电性能检查，结果如下：

外观完好且电性能测试结果合格。

试验结果证明本发明能够有效确保屏蔽防护，接地性良好，串扰小，抗干扰能力强。

本发明可推广应用于微矩型或微圆型差分电连接器与屏蔽差分电缆的装联。

本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (9)

1.一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：根据宇航千兆星绞数据导线(1)的结构尺寸和电连接器(2)绝缘模块的结构尺寸，加工屏蔽编织套管(3)；

步骤二：将宇航千兆星绞数据导线(1)与接触件(4)压接，再将压接后的接触件(4)安装在电连接器(2)绝缘模块中；

步骤三：将宇航千兆星绞数据导线(1)和电连接器(2)绝缘模块安装在屏蔽编织套管(3)中；

步骤四：将宇航千兆星绞数据导线(1)屏蔽编织层和接地线(5)铆压在屏蔽编织套管(3)上；

步骤五：将铆压后的屏蔽编织套管(3)安装在电连接器(2)金属壳体中，再将接地线(5)压接在电连接器(2)接地槽中；

步骤六：将宇航千兆星绞数据导线(1)装入电连接器(2)后，利用灌封胶(6)进行灌封固化；

所述步骤一中，屏蔽编织套管(3)由厚度为0.1mm的铜箔冲压成型，屏蔽编织套管(3)一端为圆形接口，圆形接口的最小直径比宇航千兆星绞数据导线(1)的外径大0.5～1mm，屏蔽编织套管(3)另一端为正方形接口，正方形接口的最小边长比电连接器(2)绝缘模块的边长大0.1～0.2mm。

2.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤二中，对宇航千兆星绞数据导线(1)进行端头处理，翻折宇航千兆星绞数据导线(1)屏蔽编织层，利用压接钳将宇航千兆星绞数据导线(1)芯线与接触件(4)压接。

3.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤三中，屏蔽编织套管(3)一端内壁与电连接器(2)绝缘模块紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤四中，利用铆压机或铆压钳将宇航千兆星绞数据导线(1)屏蔽编织层和接地线(5)铆压在屏蔽编织套管(3)一端，用于分担宇航千兆星绞数据导线(1)和接触件(4)承受的应力。

5.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤五中，利用冲压钳将接地线(5)压入电连接器(2)接地槽中，接地线(5)和屏蔽编织套管(3)均与电连接器(2)金属壳体电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤六中，灌封胶(6)为常温固化环氧胶，灌封胶(6)包含基体和固化剂；灌封胶(6)的型号为STYCAST2651MM，固化剂的型号为CATALYST9，灌封胶(6)与固化剂的重量比为100:7，基体和固化剂沿一个方向混合搅拌均匀后，在真空度小于3.4KPa的条件下脱泡，脱泡时间不超过20分钟。

7.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤六中，利用注射器将灌封胶(6)从电连接器(2)出线口平稳缓慢注入，达到出线口的边缘位置后停止注射，并用无水乙醇将宇航千兆星绞数据导线(1)和电连接器(2)灌封腔以外的残胶清理干净，灌封完毕后将电连接器(2)进行常温固化16～24小时，灌封胶(6)固化后的邵氏硬度D范围是80～100，工作温度范围是-55～+125℃，真空条件下总质量损失TML小于1.0％、可凝挥发物CVCM小于0.1％、抗张强度不小于45MPa。

8.根据权利要求1所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：还包括步骤七，对由灌封后的电连接器(2)的接点连接形成的电缆进行电性能测试：

若连通的电连接器(2)的屏蔽之间、接点之间的导通电阻不大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线(1)信号点的绝缘电阻在250V条件下不小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下小于10％，阻抗值波动范围小于15％，则装联合格；

若连通的电连接器的屏蔽之间、接点之间的导通电阻大于3Ω，电缆组件屏蔽外壳与宇航千兆星绞数据导线(1)信号点的绝缘电阻在250V条件下小于200MΩ，差分信号对之间串扰在1.5GHz条件下不小于10％，阻抗值波动范围不小于15％，则更换电连接器(2)重新进行装联。

9.根据权利要求8所述的一种宇航高速电缆组件装接方法，其特征在于：所述步骤七测试装联合格的情况下，还包括步骤八，对由装联后的电连接器(2)的接点形成的电缆进行振动和热循环试验，振动和热循环试验完成后对电连接器(2)的灌封体外观进行检查，并对电缆的电性能再次进行测试。