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    同軸線廠家技術分享:射頻同軸線纜的選擇
    作者:admin 時間:2021-03-12 12:55:07 瀏覽:99

    如今,移動通信、通信終端、軍用電子、航空航天等領域相關行業的快速的發展,高端射頻同軸線纜的需求增長已經遠遠超于了普通射頻同軸線纜。那么,如何對射頻同軸線纜做選擇呢?今天,同軸線廠家-蘇州優線思和大家分享下關于射頻同軸線纜的選擇。
           射頻電纜組件的正確選擇除了頻率范圍,駐波比、插入損耗等因素外,還應考慮電纜的機械特性、使用環境和應用要求,另外,成本也是一個永遠不變的因素。這里討論一下射頻電纜的各種指標和性能,了解電纜的性能對于選擇一條最佳的射頻電纜組件是十分有益的。

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    特性阻抗

        “特性阻抗”是射頻電纜、接頭和射頻電纜組件中最常提到的指標。最大功率傳輸、最小信號反射都取決于電纜的特性阻抗和系統中其它部件的匹配。如果阻抗完全匹配,則電纜的損耗只有傳輸線的衰減,而不存在反射損耗。電纜的特性阻抗(Z0)與其內外導體的尺寸之比有關,同時也和填充介質的介電常數有關。由于射頻能量傳輸的“趨膚效應”,與阻抗相關的重要尺寸是電纜內導體的外徑(d)和外導體的內徑(D):Z0(Ω) = (138 /√ε) ×(log D/d)
    絕大部分應用于通信領域的射頻電纜的特性阻抗是50Ω;在廣播電視中則會用到75Ω的電纜。


    駐波比(VSWR)/回波損耗

           電纜組件中的阻抗變化將會引起信號的反射,這種反射會導致入射波能量的損失。測試電纜組件之間的連接和電纜/接頭之間的連接是產生反射損耗的主要原因。由于制造的原因,電纜在某些特定的頻點上也會產生一些VSWR突變。    
           反射的大小可以用電壓駐波比(VSWR)來表達,其定義是入射和反射電壓之比。VSWR越小,說明電纜生產的一致性越好。VSWR的等效參數是反射系數或回波損耗。
           典型的微波電纜組件的VSWR在1.1到1.5之間,換算成回波損耗為26.4至14dB,即入射功率的傳輸效率為99.8%至96%。    
           匹配效率的含義是,如果輸入功率為100W,在VSWR為1.33時,輸出功率為98W,即2W被反射回來。


    衰減(插入損耗)    
           電纜的衰減是表示電纜有效的傳送射頻信號的能力,它由介質損耗、導體(銅)損耗和輻射損耗三部分組成。大部分的損耗轉換為熱能。導體的尺寸越大,損耗越??;而頻率越高,則介質損耗越大。因為導體損耗隨頻率的增加呈平方根的關系,而介質損耗隨頻率的增加呈線性關系,所以在總損耗中,介質損耗的比例更大。另外,溫度的增加會使導體電阻和介質功率因素的增加,因此也會導致損耗的增加。對于測試電纜組件,其總的插入損耗是接頭損耗、電纜損耗和失配損耗的總和。
           在測試電纜組件的使用中,不正確的操作也會產生額外的損耗。例如,對于編織電纜,彎曲也會增加其損耗。每種電纜都有最小彎曲半徑的要求。
           在選擇電纜組件時,應先確定系統最高頻率時可接受的損耗值,然后再根據這個損耗值來選擇尺寸最小的電纜。

    平均功率容量
           功率容量是指電纜消耗由電阻和介質損耗所產生的熱能的能力。
    在實際使用中,電纜的有效功率與VSWR、溫度和高度有關:有效功率= 平均功率×駐波系數×溫度系數×高度系數
    在選擇電纜時,應同時考慮以上因素。
    射頻功率經常用dBm來表示,其好處是給計算帶來的很大的方便。

    傳播速度
    電纜的傳播速度是指信號在電纜中傳輸的速度和光速的比值,和介質的介電常數的根號呈反比關系:Vp = (1/√ε)×100
    由上式可見介電常數(ε)越小,則傳播速度越接近光速,所以低密度介質的電纜其插入損耗更低。


    彎曲時的相位穩定性
           彎曲-相位穩定性是衡量電纜在彎曲時的相位變化。在使用過程中的彎曲將會影響到插入相位。減少彎曲半徑或增加彎曲角度都會增加相位的變化。同樣,彎曲次數的增加也會導致相位變化的增加。而增加電纜直徑/彎曲直徑之比則會減少相位的變化。相位變化和頻率基本上呈線性關系。微孔介質電纜的相位穩定性會明顯優于實心介質電纜。
           在用矢量網絡分析儀測量時,可以采用BXT提供的RTK161電纜,這種電纜的相位變化僅為3o(10GHz,彎曲直徑50mm);如果需要更精密的測量,可以外加護套,但是成本較高。在一般的通信頻段(3GHz以下)測量中,可以采用成本很低的RG214HF電纜,這種電纜比常用的RG214/U有著更好的相位穩定性。

    電纜的無源互調失真
           電纜的無源互調失真是由其內部的非線性因素引起的。在一個理想的線性系統中,輸出信號的特性與輸入信號是完全一致的;而在非線性系統中,輸出信號和輸入信號相比產生了幅度失真。
           如果有二個或更多的信號同時輸入一個非線性系統,由于互調失真的存在,將會在其輸出端產生新的頻率分量。在現代通信系統中,工程師們最關心的是三階互調產物(2f1-f2或2f2-f1),因為這些無用的頻率分量往往會落入接收頻段從而對接收機產生干擾。同軸電纜組件通常被視為線性器件。但是,純線性器件是不存在的。在接頭和電纜之間總有些非線性因素存在,這些非線性因素通常是由于表面氧化層或者接觸不良所造成的。以下的通用原則可以盡量減少無源互調失真:
    在設備中,盡量用半鋼電纜或者半柔電纜代替柔性電纜
    用單股內導體的電纜
    用表面平滑的高質量接頭
    采用足夠厚度和均勻鍍層的接頭
    采用尺寸盡可能大的接頭(如DIN7/16的互調特性優于N,而N則優于SMA)
    保證接頭之間良好的接觸
    使用非磁性材料的接頭(如鋼和鎳)

    以上技術內容由同軸線廠家-優線思整理發布。對選擇一個最佳的射頻同軸線纜可以作一定的參考。根據每個人的需求,選擇一個最合適的射頻同軸線纜。蘇州優線思科技有限公司專業從事電氣電子設備內部布線的研發與生產。歡迎新老客戶前來咨詢。


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