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淺談射頻同軸電纜

射頻同軸電纜是用于傳輸射頻和微波信號能量的。它是一種分布參數(shù)電路，其電長度是物理長度和傳輸速度的函數(shù)，這一點和低頻電路有著本質(zhì)的區(qū)別。

射頻同軸電纜分為半剛，半柔和柔性電纜三種，不同的應(yīng)用場合應(yīng)選擇不同類型的電纜。半剛和半柔電纜一般用于設(shè)備內(nèi)部的互聯(lián)；而在測試和測量領(lǐng)域，應(yīng)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(dǎo)體是采用鋁管或者銅管制成，其射頻泄漏非常小（小于－１２０ｄＢ），在系統(tǒng)中造成的信號串?dāng)_可以忽略不計。這種電纜的無源互調(diào)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模具來完成。如此麻煩的加工工藝換來的是非常穩(wěn)定的性能，半剛性電纜采用固態(tài)的聚四氟乙烯材料作為填充介質(zhì)，這種材料具有非常穩(wěn)定的溫度特性，尤其在高溫條件下，具有非常良好的相位穩(wěn)定性。

半剛性電纜的成本高于半柔性電纜，大量應(yīng)用于各種射頻和微波系統(tǒng)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(biāo)接近于半剛性電纜，而且可以手工成型。但是其穩(wěn)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，尤其在長期使用的情況下。

柔性（編織）電纜

柔性電纜是一種“測試級”的電纜。相對于半剛性和半柔性的電纜，柔性電纜的成本十分昂貴，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最基本要求。柔軟和良好的電指標(biāo)是一對矛盾，也是導(dǎo)致造價昂貴的主要原因。

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(nèi)導(dǎo)體的同軸電纜比多股的具有更低的插入損耗和彎曲時的幅度穩(wěn)定性，但是相位穩(wěn)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(yīng)考慮電纜的機械特性，使用環(huán)境和應(yīng)用要求，另外，成本也是一個永遠不變的因素。

在本節(jié)中，詳細討論了射頻同軸電纜的各種指標(biāo)和性能，了解電纜的性能對于選擇一條最佳的射頻電纜組件是十分有益的。

特性阻抗

射頻同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體，介質(zhì)，外導(dǎo)體和護套組成。

“特性阻抗”是射頻電纜，接頭和射頻電纜組件中最常提到的指標(biāo)。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(tǒng)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(nèi)外導(dǎo)體的尺寸之比有關(guān)，同時也和填充介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。由于射頻能量傳輸?shù)摹摆吥w效應(yīng)”，與阻抗相關(guān)的重要尺寸是電纜內(nèi)導(dǎo)體的外徑（ｄ）和外導(dǎo)體的內(nèi)徑

（Ｄ）：Ｚｏ（?）＝１３８√ε×ｌｏｇ Ｄｄ

常見的射頻同軸電纜絕大部分是５０? 特性阻抗的，這是為什么呢？

通常認為導(dǎo)體的截面積越大損耗就越低，但事實并非完全如此。同軸電纜的每單位長度的損耗是ｌｏｇＤｄ的函數(shù)，也就是說和電纜的特性阻抗有關(guān)。經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同軸電纜的特性阻抗為７７? 時，

單位長度的損耗最低。

對于同軸電纜的最大承受功率，通常認為內(nèi)外導(dǎo)體的間距越大，則同軸電纜可承受電壓越高，即承受功率越大，但實際上也不完全準(zhǔn)確。同軸電纜的最大承受功率同樣與其特性阻抗有關(guān)�？梢杂嬎愠霎�(dāng)同軸電纜的特性阻抗為３０? 時，其承受的功率最大。

為了兼顧最小的損耗和最大的功率容量，應(yīng)該在７７? 和３０? 之間找一個適當(dāng)?shù)臄?shù)值。二者的算術(shù)平均值為５３．５?，而幾何平均值為４８．０６?；選�。担�? 的特性阻抗可以做到二者兼顧。此外，５０? 阻抗的連接器也更加容易設(shè)計和加工。

絕大部分應(yīng)用于通信領(lǐng)域的射頻電纜的特性阻抗是５０?；在廣播電視中則用到７５? 的電纜。

大部分的測試儀器都是５０? 的阻抗，如果要測量７５? 阻抗的器件，可以通過一個５０～７５? 的阻抗變換器來進行阻抗匹配，但是需要注意這種阻抗變換器有約５．７ｄＢ的插入損耗。