射頻電纜簡介
射頻電纜是傳(chuan) 輸射頻範圍內(nei) 電磁能量的電纜,射頻電纜是各種無線電通信係統及電子設備中不可缺少的元件,在無線通信與(yu) 廣播、電視、雷達、導航、計算機及儀(yi) 表等方麵廣泛的應用。
射頻電纜也叫同軸電纜,是由互相同軸的內(nei) 導體(ti) 、外導體(ti) 以及支撐內(nei) 外導體(ti) 的介質組成的。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳(chuan) 輸中,射頻電纜是重要的量備。
特性
電器性能和機械性能,電器性能包括有特性阻抗、傳(chuan) 輸損耗及其頻率特性、溫度特性、屏蔽特性、額定功率、最大耐壓機械性能包括有最小彎曲半徑、單位長度的重量、容許最大的拉力、以及電纜的老化特性和一致性。
特點
1.可以傳(chuan) 輸較寬的頻帶
2.對外界幹擾的防衛度高
3.天線效應小,輻射損耗小
4.結構簡單,安裝便利,比較經濟。
分類
射頻電纜的結構是多種多樣的,可以根據不同的方式和型式來分類。
按結構分類
(1)同軸射頻電纜
同軸射頻電纜是最常用的結構型式。由於(yu) 其內(nei) 外導體(ti) 處於(yu) 同心位置,電磁能量局限在內(nei) 外導體(ti) 之間的介質內(nei) 傳(chuan) 播,因此具有衰減小,屏蔽性能高,使用頻帶寬及性能穩定等顯著優(you) 點。通常用來傳(chuan) 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(liang) 類:50Ω和75Ω的射頻同軸電纜。特性阻抗75Ω射頻同軸電纜常用於(yu) CATV網,故稱為(wei) CATV電纜,傳(chuan) 輸帶寬可達1GHz,常用CATV電纜的傳(chuan) 輸帶寬為(wei) 750MHz。
(2)對稱射頻電纜
對稱射頻電纜回路其電磁場是開放型的,由於(yu) 在高頻下有輻射電磁能,因而使衰減增大,並導致屏蔽性能差,再加上大氣條件的影響,通常較少采用。對稱射頻電纜主要用在低射頻或對稱饋電的情況中。
(3)螺旋射頻電纜
同軸或對稱電纜中的導體(ti) ,有時可做成螺旋線圈狀,借以增大電纜的電感,從(cong) 而增大了電纜的波阻抗及延遲電磁能的傳(chuan) 輸時間,前者稱為(wei) 高阻電纜,後者稱為(wei) 延遲電纜。如果螺旋線圈沿長度方向卷繞的密度不同,則可製成變阻電纜。
按絕緣型式分類
(1)實體(ti) 絕緣電纜
在這種電纜的內(nei) 外導體(ti) 之間全部填滿實體(ti) 高頻電介質,大多數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(nei) 外導體(ti) 的一部分固體(ti) 介質外,其餘(yu) 大部分體(ti) 積均是空氣。其結構特點是從(cong) 一個(ge) 導體(ti) 到另一個(ge) 導體(ti) 可以不通過介質層。空氣絕緣電纜具有很低的衰減,是超高頻下常用的結構型式。
(3) 半空氣絕緣電纜
這種結構型式是介於(yu) 上述兩(liang) 種之間的一種絕緣型式,其絕緣也是由空氣和固體(ti) 介質組合而成,但從(cong) 一個(ge) 導體(ti) 到另一個(ge) 導體(ti) 需要通過固體(ti) 介質層。
按絕緣材料分類
塑料絕緣電纜、橡皮絕緣電纜及無機礦物絕緣電纜。
按柔軟性分類
柔軟電纜、平軟電纜及剛性電纜等。
按傳(chuan) 輸功率大小分類
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(chan) 品用途特點分類
低衰減、低噪音、微小型及高穩相電纜等。
作用
電纜是用來傳(chuan) 輸射頻( RF )信號。 它低排放的損失,並提供保護,電磁幹擾,使信號的低功耗將轉交在更長的距離。 同軸電纜是由一個(ge) 內(nei) 核,絕緣,屏蔽,和外殼。 這就是所謂的同軸電纜,因為(wei) 這些章節都有著同樣的軸。 有許多不同類型的同軸電纜,每一個(ge) 不同的物理和電子特性設計的具體(ti) 任務。 這是常用的執行有線電視信號沿郊區街道和家庭中。 同軸電纜是用來傳(chuan) 送電視信號和視頻設備連接在一起。 它還可用於(yu) 進行無線電信號和連接接收器,發射機和天線一起。 短長度的同軸電纜也用於(yu) 連接設備與(yu) 測試設備,如信號發生器。 同軸電纜曾廣泛用於(yu) 連接計算機局域網( LAN ) ,但已取代雙絞線。 然而,有線寬帶仍然是受歡迎的,並使用相同的同軸電纜有線電視網的用途。 大多數同軸電纜網絡最終將取代優(you) 於(yu) 光纖網絡。
衰減
射頻電纜的衰減與(yu) 導體(ti) ,介質,結構尺寸,工藝水準和工作的頻率都有關(guan) 。
1.在50MHz以下衰減常數偏大或超差,而高頻有餘(yu) 量,常常是鋁塑複合帶中的鋁基太薄所致,在頻率比較低的時候,鋁基的厚度小於(yu) 或與(yu) 該頻率的透射深度相當,造成了αR過大。根據理論計算,f=50MHz時的鋁層透射深度為(wei) 12.2µm。一般采取12~15µm的鋁基可以解決(jue) 這個(ge) 問題。(當然,如果考慮到屏蔽衰減的要求可以再適當加厚)
2.選擇PE在使用頻率內(nei) 的tanδ較大,如達到xx10-3級別,則會(hui) 造成絕緣結構的tanδ增大,從(cong) 而使電纜的衰減增大。所以要注意2個(ge) 問題,一是tanδ要小(如在400MHz時的tanδ為(wei) 2~4x10-4,越小越好),一是工藝性能(如熔融指數為(wei) 0.5~10)應適應與(yu) 絕緣的擠出,不同的熔融指數有不同的溫度。
3.外導體(ti) 編織一般60%-80%為(wei) 宜,偏大對降低衰減效果不是很明顯。
4.絕緣生產(chan) 用的模具設計和加工也是關(guan) 鍵,應該保證產(chan) 品達到較理想的均勻結構,使等效介點常數達到設計要求。
5.物理發泡PE其衰減在低頻是合格,而高頻(如超過800MHz)時超差,大都與(yu) 介質損耗角正切值和等效介點常數偏大有關(guan) 係,或者與(yu) 外導體(ti) 編織密度過小,內(nei) 導體(ti) 外直徑偏小有關(guan) 係。另外,衰減常數還取決(jue) 與(yu) 發泡度的大小。在阻抗和回波允許的範圍內(nei) 適當提高發泡度(可以通過增加發泡度,提高阻抗,降低衰減。)對提高電纜的衰減常數有幫助,同時還可以降低成本。
選用要求
在實際選用射頻電纜的時候,應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。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳(chuan) 輸中,要結合發射機輸出的射頻阻抗,輸出功率、和可能達到的峰值電壓,並且留下一定的餘(yu) 量,結合使用的環境條件,選擇合適的電纜。需要注意的是,在使用射頻電纜時,一定要匹配以相同特性阻抗的電纜插頭、電纜插座、和同軸轉換開關(guan) ,不能混用,以免引起較大的電波反射,在電纜內(nei) 形成駐波。
射頻電纜用於(yu) 中波時,因其工作頻率低,損耗小,因而原來在電視上用於(yu) 的射頻電纜,在中波傳(chuan) 輸係統中,可以用於(yu) 50KW的係統中,但是電纜內(nei) 通過的電流會(hui) 遠大於(yu) 米波段的電視係統,所以要保證電纜頭和電纜插座間接觸良好,否則會(hui) 因過熱引發故障。
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