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射頻電纜<百科>

發(fā)布時間:2024-08-16 11:51:01 人氣:1153

射頻電纜簡介

射頻電纜是傳輸射頻范圍內電磁能量的電纜,射頻電纜是各種無線電通信系統(tǒng)及電子設備中不可缺少的元件,在無線通信與廣播、電視、雷達、導航、計算機及儀表等方面廣泛的應用。

射頻電纜也叫同軸電纜,是由互相同軸的內導體、外導體以及支撐內外導體的介質組成的。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.可以傳輸較寬的頻帶

2.對外界干擾的防衛(wèi)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(jù)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。由于其內外導體處于同心位置,電磁能量局限在內外導體之間的介質內傳播,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。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,故稱為CATV電纜,傳輸帶寬可達1GHz,常用CATV電纜的傳輸帶寬為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,由于在高頻下有輻射電磁能,因而使衰減增大,并導致屏蔽性能差,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,有時可做成螺旋線圈狀,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)實體絕緣電纜

在這種電纜的內外導體之間全部填滿實體高頻電介質,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,除了支撐內外導體的一部分固體介質外,其余大部分體積均是空氣。其結構特點是從一個導體到另一個導體可以不通過介質層??諝饨^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組合而成,但從一個導體到另一個導體需要通過固體介質層。

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。

按產品用途特點分類

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。 它低排放的損失,并提供保護,電磁干擾,使信號的低功耗將轉交在更長的距離。 同軸電纜是由一個內核,絕緣,屏蔽,和外殼。 這就是所謂的同軸電纜,因為這些章節(jié)都有著同樣的軸。 有許多不同類型的同軸電纜,每一個不同的物理和電子特性設計的具體任務。 這是常用的執(zhí)行有線電視信號沿郊區(qū)街道和家庭中。 同軸電纜是用來傳送電視信號和視頻設備連接在一起。 它還可用于進行無線電信號和連接接收器,發(fā)射機和天線一起。 短長度的同軸電纜也用于連接設備與測試設備,如信號發(fā)生器。 同軸電纜曾廣泛用于連接計算機局域網( LAN ) ,但已取代雙絞線。 然而,有線寬帶仍然是受歡迎的,并使用相同的同軸電纜有線電視網的用途。 大多數(shù)同軸電纜網絡最終將取代優(yōu)于光纖網絡。

衰減

射頻電纜的衰減與導體,介質,結構尺寸,工藝水準和工作的頻率都有關。

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,鋁基的厚度小于或與該頻率的透射深度相當,造成了αR過大。根據(jù)理論計算,f=50MHz時的鋁層透射深度為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在使用頻率內的tanδ較大,如達到x×10-3級別,則會造成絕緣結構的tanδ增大,從而使電纜的衰減增大。所以要注意2個問題,一是tanδ要?。ㄈ缭?00MHz時的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)應適應與絕緣的擠出,不同的熔融指數(shù)有不同的溫度。

3.外導體編織一般60%-80%為宜,偏大對降低衰減效果不是很明顯。

4.絕緣生產用的模具設計和加工也是關鍵,應該保證產品達到較理想的均勻結構,使等效介點常數(shù)達到設計要求。

5.物理發(fā)泡PE其衰減在低頻是合格,而高頻(如超過800MHz)時超差,大都與介質損耗角正切值和等效介點常數(shù)偏大有關系,或者與外導體編織密度過小,內導體外直徑偏小有關系。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適當提高發(fā)泡度(可以通過增加發(fā)泡度,提高阻抗,降低衰減。)對提高電纜的衰減常數(shù)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、廣播電視的射頻傳輸中,要結合發(fā)射機輸出的射頻阻抗,輸出功率、和可能達到的峰值電壓,并且留下一定的余量,結合使用的環(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,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,不能混用,以免引起較大的電波反射,在電纜內形成駐波。

射頻電纜用于中波時,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,但是電纜內通過的電流會遠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,否則會因過熱引發(fā)故障。

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