為了確保測量射頻電纜數(shù)據(jù)的真實可靠性,需要設(shè)計、加工適配的射頻電纜,通過保持傳輸系統(tǒng)特性阻抗的均勻性來減少反射,使脈沖輻射測試傳輸系統(tǒng)各反射點反射系數(shù)盡可能小,以提高測量數(shù)據(jù)的可靠性來滿足脈沖輻射測試的精密要求。我們對粗細(xì)電纜連接器物理設(shè)計的基本思路是:a.為保證電纜的可靠連接,連接器與電纜內(nèi)導(dǎo)體連接采用焊接方式,連接器與電纜外導(dǎo)體連接采用相互壓接的方式。b.為減少連接器對高頻能量的損耗,同時實現(xiàn)外導(dǎo)體的位置相對固定,連接器絕緣介質(zhì)采用聚四氟乙烯,同時絕緣介質(zhì)還起支撐架作用。c.為了滿足低反射系數(shù)要求,采用內(nèi)外錐頂?shù)募庵睾戏C(jī)械設(shè)計漸變過渡粗細(xì)電纜連接器,通過對特性阻抗等對反射系數(shù)有主要影響的因素進(jìn)行控制,優(yōu)化粗細(xì)電纜連接器物理設(shè)計參數(shù)。對稱射頻電纜主要用在低射頻或?qū)ΨQ饋電的情況中。西安半剛性電纜
為了使電介質(zhì)保持與空氣相似的機(jī)械及熱性能,很多研究著眼于塑料化學(xué)材料的開發(fā)。一開始,由于特氟隆材料的高電性穩(wěn)定性、高耐化性、高耐熱性和低成本優(yōu)點,固體特氟隆管被用作上述同軸電介質(zhì)。然而,由于特氟隆在室溫下可發(fā)生液化流動現(xiàn)象,在大部分的低成本應(yīng)用中,其已被聚四氟乙烯(PTFE)泡沫或尼龍材料所代替。擠出氟聚合物樹脂等其他材料在相穩(wěn)定性和傳播速度(VOP)方面的性能優(yōu)于PTFE。特氟隆和尼龍介質(zhì)所提供的相速一般為70%~79%。與此相比,PTFE發(fā)泡空氣介質(zhì)的相速可達(dá)到80%~85%,而含氟聚合物樹脂的相速可達(dá)85%~89%。根據(jù)不同應(yīng)用需求,射頻電纜可使用由多種不同導(dǎo)電材料以不同方式制成的中心導(dǎo)體。傳統(tǒng)中心導(dǎo)體只不過為一條貫穿射頻電纜的簡單實心銅線。為了提高電纜柔性,可在不要高頻性能的前提下,使用編織或絞合中心導(dǎo)體。此外,為了降低中心導(dǎo)體的重量和成本,還可使用鍍鋁、鍍鋼、鍍銀或鍍錫銅線。測試級射頻電纜質(zhì)量保證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)和工作的頻率都有著很大的關(guān)系。
射頻電纜阻損耗:電阻損耗是電纜所具備的直流電阻和導(dǎo)體高頻感應(yīng)所造成的渦流對信號能量的消耗。電阻值的大小與電纜采用的原材料和生產(chǎn)工藝相關(guān)。同時它會隨傳輸頻率的改變而發(fā)生變化,緣故是導(dǎo)體在傳輸交流信號中,具備趨膚效應(yīng)。隨之頻率的增加,有效電阻會不斷加大。當(dāng)交流電流通過導(dǎo)體時,會在導(dǎo)體周邊產(chǎn)生交變磁場。該磁場又會使導(dǎo)體內(nèi)部生成新的感應(yīng)電流(渦流),該電流的方向。它與導(dǎo)體中心的信號電流方向相反。與導(dǎo)體表面的信號電流方向相同。那樣,導(dǎo)體內(nèi)部的信號電流被反向渦流抵消,電流減??;導(dǎo)體表面的信號電流與同向渦流一樣,電流增大。這就是交流通過導(dǎo)體的趨膚現(xiàn)象。隨之信號頻率的增高,感應(yīng)電流擴(kuò)大,這類狀況就越加明顯。它使電流只集中在表層很小的截面流動,導(dǎo)致導(dǎo)體的有效電阻明顯增加。信號的趨膚深度與頻率和材料相關(guān),頻率越低,趨膚深度越深;頻率越高,趨膚深度越淺。鐵比銅的趨膚深度小很多。
在選擇測試系統(tǒng)中射頻電纜的規(guī)格時,除了要考慮插入損耗和VSWR以外,電纜的穩(wěn)定性一定要好。在射頻和微波頻段,常用的電纜分為半剛性電纜,半柔性電纜和柔性編織電纜等三種。柔性電纜作為一種“測試級”的電纜。相對于半剛性和半柔性的電纜,柔性電纜的成本相對昂貴,這是因為柔性電纜在設(shè)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基本要求。柔軟和良好的電指標(biāo)是一對矛盾,也是導(dǎo)致成本升高的主要原因。柔性電纜必須保持在彎曲條件下幅度和相位的穩(wěn)定。通常來說,單股內(nèi)導(dǎo)體的電纜有利于幅度的穩(wěn)定;多股內(nèi)導(dǎo)體的電纜有利于相位的穩(wěn)定,可見只這二項指標(biāo)就難以二全了。射頻電纜的規(guī)格是根據(jù)作業(yè)需求去決定的。
彎曲-相位穩(wěn)定性是衡量射頻電纜在彎曲時的相位變化的指標(biāo)。在使用過程中電纜的彎曲將會影響到插入相位的變化。減少彎曲半徑或增加彎曲角度都會增加相位的變化。同樣,彎曲次數(shù)的增加也會導(dǎo)致相位變化的增加。而增加彎曲直徑/電纜直徑之比則會減少相位的變化。相位變化和頻率基本上呈線性關(guān)系。微孔介質(zhì)電纜的相位穩(wěn)定性會明顯優(yōu)于實心介質(zhì)電纜,多股內(nèi)導(dǎo)體的電纜的相位穩(wěn)定性優(yōu)于單股內(nèi)導(dǎo)體的電纜。柔性微波電纜組件具有良好的相位穩(wěn)定性,當(dāng)電纜以26mm的半徑彎曲360°時,其相位的變化量只為±0.1°/GHz。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(zhuǎn)換開關(guān)。聚四氟乙烯電纜性價比高
射頻電纜的設(shè)計在不斷的改進(jìn)電纜的參數(shù),以期達(dá)到更低的損耗。西安半剛性電纜
射頻同軸電纜衰減都是受到哪些因素的影響?1、內(nèi)導(dǎo)體:內(nèi)導(dǎo)體是主要的導(dǎo)電元件,由于內(nèi)導(dǎo)體是位于導(dǎo)體內(nèi)部,其尺寸要比外導(dǎo)體小的多,因此電纜的總損耗主要由內(nèi)導(dǎo)體的電阻所引起。為了減少電纜的損耗,要求其內(nèi)導(dǎo)體的電阻盡可能低些,通常都采用高導(dǎo)電率的金展來制造內(nèi)導(dǎo)體,而為了提高電纜的耐高溫能力以及機(jī)械強(qiáng)度,還采用各種鍍層處理以及雙金屬材料組合結(jié)構(gòu)。2、駐波比。由于電纜本身的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)過程中的不均勻,電壓駐波比必然存在,部分能量通過多次傳輸一一反射,又返回到發(fā)射端。這種能量的損失,也是影響電纜衰減的因素。西安半剛性電纜
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