射頻電纜的參數(shù)、種類和選用常識

武剛剛

摘 要：本文簡要介紹了射頻電纜的特性、實際中常用的類型和與之配套的插頭、插座的型號、并講述了一些選用射頻電纜的常識。

關(guān)鍵詞：射頻電纜；特性阻抗；額定功率

射頻電纜也叫同軸電纜，是由互相同軸的內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及支撐內(nèi)外導(dǎo)體的介質(zhì)組成的。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中，射頻電纜是重要的設(shè)備。如果選用不當(dāng)，不僅會造成浪費，增加投資成本，也會使系統(tǒng)工作時不穩(wěn)定，引發(fā)故障，造成設(shè)備損壞、。為了正確地選用射頻電纜，就需要學(xué)習(xí)了解一些有關(guān)電纜的特性參數(shù)和類型。射頻電纜的特性包括有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。下面重點介紹射頻電纜的電器性能參數(shù)。

1 特性阻抗

對于內(nèi)、外導(dǎo)體表面為光滑平面、絕緣層為填滿介質(zhì)的電纜，其特性阻抗W為：

式中：r2為外導(dǎo)體的內(nèi)徑；r1為內(nèi)導(dǎo)體的外徑；εr為絕緣層的相對介電常數(shù)。理論分析表明，射頻電纜使用的目的不同，內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體的最佳尺寸比例也不同，因而電纜的特性阻抗也不同。如果希望同軸電纜的功率容量相對大一些，那么其特性阻抗最好為60歐姆；如果希望內(nèi)、外導(dǎo)體之間能承受的電壓相對高一些，那么特性阻抗最好為30歐姆；如果希望信號在射頻電纜內(nèi)傳輸時損耗相對小一些，那么特性阻抗最好為77歐姆。如果兼顧功率容量和耐壓兩方面的性能，那么特性阻抗最好為50歐姆。目前工廠生產(chǎn)的射頻電纜主要有特性阻抗為50歐姆和75歐姆的兩種。在選用射頻電纜時，一定要注意加以區(qū)別，不可混用。在射頻電纜制造的過程中由于內(nèi)、外導(dǎo)體尺寸的誤差，材料性能的不一致性，電纜的特性阻抗會存在一定的誤差。大多數(shù)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的射頻電纜，其特性阻抗的誤差在±3歐姆以內(nèi)。

2 傳輸損耗及其頻率特性

信號在射頻電纜內(nèi)傳輸時會產(chǎn)生一定的損耗，這種損耗包括兩個方面，一是內(nèi)、外導(dǎo)體表面的高頻電流在表面電阻上的損耗，二是內(nèi)、外導(dǎo)體之間的絕緣材料的介質(zhì)損耗。射頻電纜對信號的損耗會隨著信號頻率的增加而增大。射頻電纜損耗的頻率特性是電纜的重要參數(shù)之一，許多產(chǎn)品說明書都給出了電纜的損耗-頻率特性曲線，或者列出若干頻率下的損耗值。

3 射頻電纜的溫度特性

當(dāng)外界溫度改變時，射頻電纜的內(nèi)、外導(dǎo)體的尺寸和電阻率都會發(fā)生變化，因而射頻電纜的電器參數(shù)也隨之改變。例如，以銅作導(dǎo)體的射頻電纜，其衰減系數(shù)隨溫度變化的規(guī)律是，溫度每升高1度，其損耗系數(shù)會增加0.2%左右。

4 額定功率

額定功率是衡量射頻電纜功率容量的重要參數(shù)，也是在傳輸給定功率時，選用射頻電纜的重要依據(jù)，通常采用額定平均功率和額定峰值功率來表示，其中額定平均功率是指射頻電纜在阻抗匹配的狀態(tài)下，不致發(fā)生熱擊穿，所能承受長期傳輸?shù)淖畲蠊β?，它將受到電纜線內(nèi)部發(fā)熱所引起溫升的限制，其最高溫度不能超過介質(zhì)所能允許的長期工作溫度。額定峰值功率是指射頻電纜在匹配的狀態(tài)下，不致發(fā)生電擊穿所能傳輸送的最大功率。它取決于電纜線所能承受的最大工作電壓。顯然，根據(jù)這兩種額定功率，在選用同軸電纜時，如傳送的功率為脈沖信號，主要應(yīng)從額定峰值功率的角度考慮；如果傳送的射頻功率會引起溫升并導(dǎo)致介質(zhì)軟化的，主要應(yīng)從額定平均功率的角度考慮。

5 最大耐壓

為使射頻電纜在傳送功率能量時，不致被最大峰值電壓所擊穿，應(yīng)該使最大峰值電壓不要超過射頻電纜所規(guī)定的最大耐壓值，即射頻電纜手冊中給出的最大實驗電壓，它是同軸線介質(zhì)所能允許的最高電壓。在實際中要通過計算發(fā)射機輸出的最高電壓，來選用合適規(guī)格的同軸電纜。需要注意的是電纜受潮時，耐壓會大大地降低，一般會在絕緣片處發(fā)生擊穿現(xiàn)象。因此在實際使用電纜時，要注意防潮防漏。

表1列出了常用射頻電纜的種類、使用條件、和主要用途。

在實際選用射頻電纜的時候，應(yīng)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(jié)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(jié)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(zhuǎn)換開關(guān)，不能混用，以免引起較大的電波反射，在電纜內(nèi)形成駐波。與射頻電纜配套使用的電纜插頭、電纜插座的型號如表2所示。

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10KW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(nèi)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。

[參考文獻]

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