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    射頻電纜的通用設計準則

    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,利息也是一個永遠不變的因素。

    本文中,詳細討論了射頻電纜的各種指標和性能,解電纜的性能對于選擇最佳的射頻電纜組件是十分有益的

    射頻同軸電纜是用于傳輸射頻和微波信號能量的一種分布參數電路,其電長度是物理長度和傳輸速度的函數,這一點和低頻電路有著實質的區別。射頻同軸電纜分為半剛,半柔和柔性電纜三種,不同的應用場所應選擇不同類型的電纜。半剛和半柔電纜一般用于設備內部的互聯;而在測試和測量領域,應采用柔性電纜。

    半剛性電纜

    顧名思義,這種電纜不容易被輕易彎曲成型,其外導體是采用鋁管或者銅管制成的其射頻泄露非常小(<-120dB系統中造成的信號串擾可以忽略不計。這種電纜的無源互調特性也是非常理想的如果要彎曲到某種形狀,需要專用的成型機或者手工的磨具來完成。如此麻煩的加工工藝換來的非常穩定的性能,半剛性電纜采用固態聚四氟乙烯資料作為填充介質,這種資料具有非常穩定的溫度特性,尤其在高溫條件下,具有非常良好的相位穩定性。半剛性電纜的利息高于半柔性電纜,大量應用于各種射頻和微波系統中。

    半柔性電纜

    半柔性電纜是半剛性電纜的替代品,這種電纜的性能指標接近于半剛性電纜,而且可以手工成型。但是其穩定性比半剛性電纜略差些,由于其可以很容易的成型,同樣的也容易變形,尤其在臨時使用的情況下。

    柔性(編織)電纜

    柔性電纜是一種“測試級”電纜。相對于半剛性和半柔性的電纜,柔性電纜的利息十分高貴,這是因為柔性電纜在設計時要顧及的因素更多。柔性電纜要易于多次彎曲而且還能保持性能,這是作為測試電纜的最基本要求。柔軟和良好的電指標是一對矛盾,也是導致造價高貴的主要原因。柔性射頻電纜組件的選擇要同時考慮各種因素,而這些因素之間有些的相互矛盾的如單股內導體的同軸電纜要比多股的具有更低的插入損耗和彎曲時的幅度穩定性,但是相位穩定性能就不如后者。所以一條電纜組件的選擇,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,利息也是一個永遠不變的因素。

    特性阻抗

    射頻同軸電纜由導體,介質,外導體和護套組成。

    特性阻抗”射頻電纜,接頭和射頻電纜組件中最常提到指標。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(Zo與其內外導體的尺寸之比有關。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(DZoΩ)=138/√ε)xlogD/d絕大部分應用于通信領域的射頻電纜的特性阻抗是50Ω;廣播電視中則用到75Ω的電纜。

    駐波比(VSWR/回波損耗

    射頻和微波系統中,最大功率傳輸和最小信號反射取決于射頻電纜的特性阻抗和系統中其它部件的匹配。射頻電纜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。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計算公式如下:VSWR=1+√Pr/Pi/1-√Pr/Pi其中Pr為反射功率,Pi為入射功率。VSWR越小,說明電纜生產的一致性越好。VSWR等效參數是反射系數或回波損耗。典型的微波電纜組件的VSWR1.1"1.5之間,換算成回波損耗為26.4"14dB即入射功率的傳輸效率為99.8%"96%匹配效率的含義是如果輸入功率為100WVSWR為1.33時,輸出功率為98W即2W被反射回來。

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