射頻電纜<百科>

射頻電纜簡介

射頻電纜是傳輸射頻范圍內(nèi)電磁能量的電纜，射頻電纜是各種無線電通信系統(tǒng)及電子設(shè)備中不可缺少的元件，在無線通信與廣播、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)簡單，安裝便利，比較經(jīng)濟(jì)。

分類

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分類。

按結(jié)構(gòu)分類

（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：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)稱射頻電纜

對(duì)稱射頻電纜回路其電磁場是開放型的，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)稱射頻電纜主要用在低射頻或?qū)ΨQ饋電的情況中。

（3）螺旋射頻電纜

同軸或?qū)ΨQ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，前者稱為高阻電纜，后者稱為延遲電纜。如果螺旋線圈沿長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

（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)體可以不通過介質(zhì)層。空氣絕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)體需要通過固體介質(zhì)層。

按絕緣材料分類

塑料絕緣電纜、橡皮絕緣電纜及無機(jī)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(chǎn)品用途特點(diǎn)分類

低衰減、低噪音、微小型及高穩(wěn)相電纜等。

作用

電纜是用來傳輸射頻( 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)行無線電信號(hào)和連接接收器，發(fā)射機(jī)和天線一起。 短長度的同軸電纜也用于連接設(shè)備與測試設(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x×10-3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)問題，一是tanδ要小（如在400MHz時(shí)的tanδ為2~4×10-4，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)因過熱引發(fā)故障。