射频同轴电缆衰减影响因素分析

作者: 魏竹岩

摘要: 移动通信的飞速发展增加了对射频同轴电缆的需求，因此分析同轴电缆的衰减因子对我们的科学决策具有重要意义. 电缆的衰减表示电缆在行波状态下工作时的功率或电压损失程度. 本文重点分析影响射频同轴电缆衰减的因素，主要包括原材料1 2英寸射频同轴电缆，驻波电缆结构和温度.

关键字: 射频同轴电缆；衰减;影响因素

中国图片分类编号: TM248文档识别码: A

1概述

衰减是RF电缆最重要的参数之一，它反映了电磁能量沿电缆传输时的损耗. 电缆的衰减表示电缆在行波状态下工作时的功率或电压损失程度. 电缆的衰减越大，信号的损失就越严重，电缆的传输效率就越差. 如果电缆的总衰减等于3dB，则表明沿该电缆传输信号后的电流或电压幅度降低了约30％，信号功率降低了50％. 因此，电缆的衰减是非常重要的指标. 对于大长度的传输尤其如此. 为了减少电缆的衰减，必须在经济上付出可观的代价. 选择电缆时，不能认为衰减越小越好，但是必须考虑此指标和其他因素才能选择经济实用的电缆.

2影响射频同轴电缆衰减的因素概述

射频电缆主要由导体，绝缘材料，护套和铠装组成. 其中，导体起到引导电信号的作用. 绝缘是传输电信号的媒介. 护套和铠装是绝缘的，可提供必要的保护，使制成的电缆能够承受各种使用环境的影响. 因此，影响射频同轴电缆的主要因素可分为三类: 原材料，电缆结构和温度.

2.1原料

2.1.1绝缘层

绝缘是射频信号传输的媒介. 要求选择其材料和结构以确保电缆的损失尽可能小，并且必须具有足够的机械强度以将内部和外部导体保持在同轴位置. 射频电缆的绝缘可分为固体，空气和半空气绝缘. 绝缘对衰减的影响较小，但其影响随着频率的增加而继续增加. 达到2 GHz频段时，介电衰减不可忽略. 因为绝缘层基本上使用泡沫结构，所以从实际情况来看，泡沫程度是影响电缆介电衰减，特性阻抗和其他参数的最重要因素. 低于50MHz时，衰减常数太大或太差，高频裕度通常是由铝塑复合带中的铝基太薄引起的. 当频率相对较低时，铝基的厚度小于或等于该频率的透射率. 深度可比，导致过大的αR. 根据理论计算，F = 50MHz铝层的传输深度为12.2μm（当然，如果考虑到屏蔽衰减的要求，则可以适当增厚）.

2.1.2内部导体

内部导体是主要的导电元件. 由于内部导体位于导体内部，并且其尺寸比外部导体小得多，因此电缆的总损耗主要由内部导体的电阻引起. 为了减少电缆的损耗，要求内部导体的电阻尽可能低. 通常，内部导体由具有高导电性的金属制成. 为了提高电缆的耐高温性和机械强度，各种镀层处理和双重金属材料组合结构​​.

2.1.3外导体

外部导体与内部导体一样，也是导电的结构元素. 但是，外导体的尺寸比内导体大得多，因此外导体材料的电导率不如内导体高. 例如，可以使用铝代替铜作为外部导体，并且电缆的总体衰减影响很小. 同轴电缆的外导体同时起屏蔽作用和屏蔽作用. 其机械，物理性能和密封性对成品电缆的质量有很大影响. 因此，外导体的结构和制造过程的控制非常重要.

2.2电缆结构

2.2.1尺寸公差引起的电性能变化

如果内导体的外径，外导体的外径，介电常数和同轴电缆的介电损耗正切值偏离额定值等，则主要电气参数会发生相应变化是:

以上公式表明，当电缆具有一定的偏心率时，其特征阻抗将减小，其电容和衰减将增加. 但偏心距E <10％，上述参数变化不明显.

2.3温度效应

上面讨论的衰减公式都是常温下的所有公式. 在大功率RF电缆中，内部和外部导体的温度将升高，并且环境温度将发生变化. 因此，导体的电阻将相应地变化，从而衰减随温度变化. 并改变. 因此，像干线通信电缆一样，引入衰减温度系数以反映电缆衰减随温度的变化. 同时，由上式计算出的衰减是电缆本身是均匀的，但是在电缆的实际工作状态下，电缆本身不会不均匀，负载也不会错配. 因此，必须有驻波，这会使电缆线的总衰减增加.

衰减常数与温度之间的关系可以用衰减温度系数K来表征. 衰减温度系数K等于衰减常数随温度的变化率与参考温度的衰减常数之比. 在确定的温度和频率下，由下式表示:

衰减常数与电缆回路的主要传输参数有关: 有效电阻R，电感L，电容C和绝缘电导G. 当温度变化时，材料的特性参数（电阻率，介电常数等）. ），并且必须更改电缆的机械长度，这会导致主要传输参数（R，L，C，G）和次要传输参数（,,）发生变化. 电缆电路传输参数随温度的变化用相应的有效电阻温度系数，电感温度系数，电容温度系数和绝缘电导率温度系数表示.

研究表明，电感器温度系数和电容器温度系数的值比有效电阻温度系数小1至2个数量级. 因此1 2英寸射频同轴电缆，电感和电容随温度的变化对衰减常数的影响很小，可以忽略不计. 绝缘电导温度系数与有效电阻温度系数具有相同的数量级，但是可以忽略由干线同轴电缆使用的​​频带中的介电损耗引起的衰减，因此可以忽略该影响. 认为衰减温度系数K等于环路的有效电阻的温度系数. 即

结论

有许多因素会影响同轴电缆的衰减. 它们可以分为三类. 一种是原材料，主要包括内部导体，绝缘体和外部导体. 另一个是温度. 根据理论公式，温度会影响驻波电压. 第三是导体的结构，主要包括材料和材料的形状.

参考

[1]王春江. “卷和电缆手册”第1卷[M]. 北京. 机械工业出版社.

[2]王建华. 一种新型物理发泡同轴电缆的制造[J]. 电线电缆，2000（4）.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-152081-1.html