射頻電纜簡(jiǎn)介
射頻電纜是傳輸射頻范圍內(nèi)電磁能量的電纜,射頻電纜是各種無(wú)線電通信系統(tǒng)及電子設(shè)備中不可缺少的元件,在無(wú)線通信與廣播、電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)及儀表等方面廣泛的應(yīng)用。
射頻電纜也叫同軸電纜,是由互相同軸的內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及支撐內(nèi)外導(dǎo)體的介質(zhì)組成的。在無(wú)線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中,射頻電纜是重要的量備。
特性
電器性能和機(jī)械性能,電器性能包括有特性阻抗、傳輸損耗及其頻率特性、溫度特性、屏蔽特性、額定功率、最大耐壓機(jī)械性能包括有最小彎曲半徑、單位長(zhǎng)度的重量、容許最大的拉力、以及電纜的老化特性和一致性。
特點(diǎn)
1.可以傳輸較寬的頻帶
2.對(duì)外界干擾的防衛(wèi)度高
3.天線效應(yīng)小,輻射損耗小
4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝便利,比較經(jīng)濟(jì)。
分類(lèi)
射頻電纜的結(jié)構(gòu)是多種多樣的,可以根據(jù)不同的方式和型式來(lái)分類(lèi)。
按結(jié)構(gòu)分類(lèi)
(1)同軸射頻電纜
同軸射頻電纜是最常用的結(jié)構(gòu)型式。由于其內(nèi)外導(dǎo)體處于同心位置,電磁能量局限在內(nèi)外導(dǎo)體之間的介質(zhì)內(nèi)傳播,因此具有衰減小,屏蔽性能高,使用頻帶寬及性能穩(wěn)定等顯著優(yōu)點(diǎn)。通常用來(lái)傳輸500千赫到18千兆赫的射頻能量。
常用的射頻同軸電纜有兩類(lèi):50Ω和75Ω的射頻同軸電纜。特性阻抗75Ω射頻同軸電纜常用于CATV網(wǎng),故稱(chēng)為CATV電纜,傳輸帶寬可達(dá)1GHz,常用CATV電纜的傳輸帶寬為750MHz。
(2)對(duì)稱(chēng)射頻電纜
對(duì)稱(chēng)射頻電纜回路其電磁場(chǎng)是開(kāi)放型的,由于在高頻下有輻射電磁能,因而使衰減增大,并導(dǎo)致屏蔽性能差,再加上大氣條件的影響,通常較少采用。對(duì)稱(chēng)射頻電纜主要用在低射頻或?qū)ΨQ(chēng)饋電的情況中。
(3)螺旋射頻電纜
同軸或?qū)ΨQ(chēng)電纜中的導(dǎo)體,有時(shí)可做成螺旋線圈狀,借以增大電纜的電感,從而增大了電纜的波阻抗及延遲電磁能的傳輸時(shí)間,前者稱(chēng)為高阻電纜,后者稱(chēng)為延遲電纜。如果螺旋線圈沿長(zhǎng)度方向卷繞的密度不同,則可制成變阻電纜。
按絕緣型式分類(lèi)
(1)實(shí)體絕緣電纜
在這種電纜的內(nèi)外導(dǎo)體之間全部填滿實(shí)體高頻電介質(zhì),大多數(shù)軟同軸射頻電纜都是采用這種絕緣型式。
(2)空氣絕緣電纜
電纜的絕緣層中,除了支撐內(nèi)外導(dǎo)體的一部分固體介質(zhì)外,其余大部分體積均是空氣。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是從一個(gè)導(dǎo)體到另一個(gè)導(dǎo)體可以不通過(guò)介質(zhì)層??諝饨^緣電纜具有很低的衰減,是超高頻下常用的結(jié)構(gòu)型式。
(3) 半空氣絕緣電纜
這種結(jié)構(gòu)型式是介于上述兩種之間的一種絕緣型式,其絕緣也是由空氣和固體介質(zhì)組合而成,但從一個(gè)導(dǎo)體到另一個(gè)導(dǎo)體需要通過(guò)固體介質(zhì)層。
按絕緣材料分類(lèi)
塑料絕緣電纜、橡皮絕緣電纜及無(wú)機(jī)礦物絕緣電纜。
按柔軟性分類(lèi)
柔軟電纜、平軟電纜及剛性電纜等。
按傳輸功率大小分類(lèi)
0.5千瓦以下的低功率、0.5—5千瓦中功率、5千瓦以上的大功率電纜。
按產(chǎn)品用途特點(diǎn)分類(lèi)
低衰減、低噪音、微小型及高穩(wěn)相電纜等。
作用
電纜是用來(lái)傳輸射頻( RF )信號(hào)。 它低排放的損失,并提供保護(hù),電磁干擾,使信號(hào)的低功耗將轉(zhuǎn)交在更長(zhǎng)的距離。 同軸電纜是由一個(gè)內(nèi)核,絕緣,屏蔽,和外殼。 這就是所謂的同軸電纜,因?yàn)檫@些章節(jié)都有著同樣的軸。 有許多不同類(lèi)型的同軸電纜,每一個(gè)不同的物理和電子特性設(shè)計(jì)的具體任務(wù)。 這是常用的執(zhí)行有線電視信號(hào)沿郊區(qū)街道和家庭中。 同軸電纜是用來(lái)傳送電視信號(hào)和視頻設(shè)備連接在一起。 它還可用于進(jìn)行無(wú)線電信號(hào)和連接接收器,發(fā)射機(jī)和天線一起。 短長(zhǎng)度的同軸電纜也用于連接設(shè)備與測(cè)試設(shè)備,如信號(hào)發(fā)生器。 同軸電纜曾廣泛用于連接計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)( LAN ) ,但已取代雙絞線。 然而,有線寬帶仍然是受歡迎的,并使用相同的同軸電纜有線電視網(wǎng)的用途。 大多數(shù)同軸電纜網(wǎng)絡(luò)最終將取代優(yōu)于光纖網(wǎng)絡(luò)。
衰減
射頻電纜的衰減與導(dǎo)體,介質(zhì),結(jié)構(gòu)尺寸,工藝水準(zhǔn)和工作的頻率都有關(guān)。
1.在50MHz以下衰減常數(shù)偏大或超差,而高頻有余量,常常是鋁塑復(fù)合帶中的鋁基太薄所致,在頻率比較低的時(shí)候,鋁基的厚度小于或與該頻率的透射深度相當(dāng),造成了αR過(guò)大。根據(jù)理論計(jì)算,f=50MHz時(shí)的鋁層透射深度為12.2μm。一般采取12~15μm的鋁基可以解決這個(gè)問(wèn)題。(當(dāng)然,如果考慮到屏蔽衰減的要求可以再適當(dāng)加厚)
2.選擇PE在使用頻率內(nèi)的tanδ較大,如達(dá)到xx10-3級(jí)別,則會(huì)造成絕緣結(jié)構(gòu)的tanδ增大,從而使電纜的衰減增大。所以要注意2個(gè)問(wèn)題,一是tanδ要?。ㄈ缭?00MHz時(shí)的tanδ為2~4x10-4,越小越好),一是工藝性能(如熔融指數(shù)為0.5~10)應(yīng)適應(yīng)與絕緣的擠出,不同的熔融指數(shù)有不同的溫度。
3.外導(dǎo)體編織一般60%-80%為宜,偏大對(duì)降低衰減效果不是很明顯。
4.絕緣生產(chǎn)用的模具設(shè)計(jì)和加工也是關(guān)鍵,應(yīng)該保證產(chǎn)品達(dá)到較理想的均勻結(jié)構(gòu),使等效介點(diǎn)常數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
5.物理發(fā)泡PE其衰減在低頻是合格,而高頻(如超過(guò)800MHz)時(shí)超差,大都與介質(zhì)損耗角正切值和等效介點(diǎn)常數(shù)偏大有關(guān)系,或者與外導(dǎo)體編織密度過(guò)小,內(nèi)導(dǎo)體外直徑偏小有關(guān)系。另外,衰減常數(shù)還取決與發(fā)泡度的大小。在阻抗和回波允許的范圍內(nèi)適當(dāng)提高發(fā)泡度(可以通過(guò)增加發(fā)泡度,提高阻抗,降低衰減。)對(duì)提高電纜的衰減常數(shù)有幫助,同時(shí)還可以降低成本。
選用要求
在實(shí)際選用射頻電纜的時(shí)候,應(yīng)考慮到它的特性阻抗、額定功率、衰減量和能承受的最高工作電壓。在無(wú)線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中,要結(jié)合發(fā)射機(jī)輸出的射頻阻抗,輸出功率、和可能達(dá)到的峰值電壓,并且留下一定的余量,結(jié)合使用的環(huán)境條件,選擇合適的電纜。需要注意的是,在使用射頻電纜時(shí),一定要匹配以相同特性阻抗的電纜插頭、電纜插座、和同軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),不能混用,以免引起較大的電波反射,在電纜內(nèi)形成駐波。
射頻電纜用于中波時(shí),因其工作頻率低,損耗小,因而原來(lái)在電視上用于的射頻電纜,在中波傳輸系統(tǒng)中,可以用于50KW的系統(tǒng)中,但是電纜內(nèi)通過(guò)的電流會(huì)遠(yuǎn)大于米波段的電視系統(tǒng),所以要保證電纜頭和電纜插座間接觸良好,否則會(huì)因過(guò)熱引發(fā)故障。