射频同轴电缆.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————射频同轴电缆射频与微波手册无源技术- RF 同轴电缆 TCB 资料 RF 同轴电缆 同轴电缆的历史为什么采用 50Ω? 选择 50Ω基于 2 个原因:最小损耗和最大功率容量。对于空气介质同轴电缆, 为使损耗最小, 要求外导体内径与内导体外径的最佳比值为 , 对应于阻抗为 77Ω。最大功率容量时, 外导体内径与那导体外径比应为 ,, 对应阻抗为 30Ω。 77Ω和 30Ω的几何平均值近似为 50Ω,见下式。这样, 50Ω标准即是同轴电缆最小损耗和最大功率容量之间的折中值。 50≈功率的表示: dBm 和W 在 50Ω系统中,功率和电压的对应关系是确定的,如下表: 功率( W) 10W 1W 10mW 1mW 同轴电缆的特性 TEM 传播模同轴电缆的主要特点是特性阻抗的带宽非常宽。同轴电缆的基模为 TEM 模,即电场和磁场的方向均与传播方向垂直。特性阻抗和截止频率------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————对于 TEM 传播模,在截止频率以下,同轴线的特性阻抗与频率无关。Z 由外导体内径 D 与内导体外径 d 的比值以及介质材料的相对介电常数ε决定,其关系如下式所示: 1/9 功率( dBm ) 40 30 100 峰值电压( V) 10V 1V 射频与微波手册无源技术- RF 同轴电缆 TCB 资料 Z= 参考资料>>> 一、概述× ln√第一代电缆采用实芯材料作为填充介质,由于它对高频衰减大, 现在通常主要把它用于传输视频信号。后来人们把聚乙烯采用化学方法发泡作为填充介质。其发泡度可达 30% ,高频传输特性有所提高。我们把这称为第二代电缆。 80 年代,第三代纵孔藕芯电缆出现,它的高频衰减达到目前新型电缆的水平。但化学发泡电缆和纵孔藕芯电缆的防潮特性都不好。 90 年代初,市场推出了物理发泡电缆和竹节电缆。我们称为第四代电缆。竹节电缆虽然防潮和高频损耗低, 但介质具有不均匀性,在高频有反射点。后来无人使用。物理发泡电缆的发泡度可达 80% 。介质主要成分是氮气, 气泡之间是相互隔离的。因此, 它具有防潮和低损耗的特点, 是目前综合特性最好的同轴电缆。二、电缆结构与信号传输特性在信号通过电缆时, 所建立的电磁场是封闭的, 在导体的横切面周围没有电磁场。因此, 内部信号对外界基本没有影响。电缆内部电------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————场建立在中心导体和外导体之间, 方向呈放射状。而磁场则是以中心导体为圆心, 呈多个同心圆。这些场的方向和强弱随信号的方向和大小变化。 1 、同轴电缆的损耗特性同轴电缆在传输信号过程中, 会对信号不断地损耗, 从而造成信号到达终点后幅度减小, 有时可能达不到正常工作要求。影响信号损耗的因素主要有电缆的电阻损耗、介质损耗、失配损耗。同时泄漏损耗在低质电缆工作于高频时, 也是一个不可忽略的问题。我们下面分别对这些损耗进行分析。 2/9 射频与微波手册无源技术- RF 同轴电缆 TCB 资料●电阻损耗电阻损耗是电缆所具有的直流电阻和导体高频感应所产生的涡流对信号能量的消耗。电阻值的大小与电缆使用的材料和生产工艺有关。同时它会随传输频率的改变而改变, 原因是导体在传输交流信号中,具有趋肤效应。随着频率的增加,有效电阻会不断加大。从图中可看到, 当交流电流流通过导体时, 会在导体周围产生交变磁场。该磁场又会使导体内部生成新的感应电流(涡流) ,该电流的方向如图所示。它与导体中心的信号电流方向相反。与导体表面的信号电流方向相同。这样,导体内部的信号电流被反向涡流抵消,电流减小; 导体表面的信号电流与同向涡流相加同, 电流增大。这就是------------------------------------------------------------------------------------------------