射频同轴电缆选择指南
们的稳幅电缆组件Orange 系列在18GHz 时的幅度稳定度是0.05dB。
C.平均额定功率
同轴电缆中的电损耗由内外导体,以及电介质中产生的热量所引起。而电缆的功率容量 是和其散热的能力相关的。最终限制功率容限的因素是电缆中材料所允许的最大工作温度, 尤其是电介质。这是因为大部分的热量是由内导体产生的。一般而言,对于给定的电缆,功 率容量和衰减是成反比关系,衰减直接和其尺寸大小有关。其它因素是电缆的热转换特性, 尤其是电介质。
在特殊应用时,电缆额定功率一定要通过校准因子降额,考虑到周围温度、高度、VSWR 等因素。高温和高海拔是因为通过妨碍热量从电缆中传导出去而降低了额定功率;VSWR 是 使电缆中的发热点积聚来降低额定功率。
为特定的需求选择电缆结构时,先确定系统在最高频率时的平均输入功率,然后再确定 有效平均功率。
P0= P1*Cor1/Cor2*Cor3
其中P0是有效功率,P1是平均功率,Cor1是VSWR校正因子,Cor2是温度校正因子,Cor3是 高度校正因子。
温度和高度校准如图6 和图7 中所示。
VSWR校正因子Cor1=1/2(VSWR+1/VSWR)+1/2 k l(VSWR-1/VSWR) K 如图8 中所示。在此有效功率电平上,再从衰减与功率的图中选出所需电缆。
D.屏蔽和串音干扰
1.屏蔽效率取决于外导体的结构。最常见的结构有:
单编织层: 由裸铜或镀锡铜或镀银铜(70%-90%覆盖)
双编织层:由两个单编织层组成,中间没有绝缘层
三编织层: 由两个单编织层组成,中间有绝缘层
带状编织:由拉长的剥皮的铜线而不是圆状的导线组成(90%覆盖)。
剥皮的外导体/螺旋平伸剥皮:表现为100%覆盖
固态外套:由铝或铜管组成(100%覆盖)
2. 在图9 中,示出了这些结构频率范围从10MHz 到8GHz 时的相关屏蔽效率。这张图表 显示了从每种结构的一个一英尺样品的外部屏蔽层泄漏出去的信号。基于测量数据,曲线描 述了柔性电缆的性能,如三层编织,双层编织,单层编织的结构。
为了估计电缆中总的泄漏在1100 英尺长度,再加上20logL 到从表中读到的数字上。(L 是电缆长度,单位英尺).曲线显示了基于理论之上的半柔电缆的典型特性。而在实际中, 由于连接器处的泄漏,半柔电缆的特性就被连接器的屏蔽效率限制了。
3. 两电缆间的隔离是两电缆隔离因子的和,以及两电缆之间的耦合因子引起的隔离的 总和。耦合因子取决于电缆的相对间隔、位置、环境和地面的实际状况。耦合因子会本质上 影响电缆间的隔离。
4. 测量表明在两个单编织长20 英尺电缆间的射频(1-30MHz)隔离大约在80db 以下。 电缆被并排放着,间距也是20 英尺。
5. 我们可以提供高屏蔽性能的特殊结构电缆,如SS 系列电缆,屏蔽性达到110dB;半 硬和半柔同轴电缆的屏蔽性也较好,达到约100dB;一般测试电缆的屏蔽性也较好,可以达 到90dB 以上。尤其对一些高灵敏度的应用和测试场合,屏蔽性的好坏会影响使用结果。
E.电长度稳定性
像天线馈送系统的应用可能需要许多电缆组件,这些组件被调整到特定的电长度。这 些应用中,电缆长度随着温度、弯曲度、张力和其它环境因素的变化是很重要的,尤其是在 相控阵系统中。随温度发生改变的电长度对于标准柔性电缆来说,在图10 中显示出来。
对于聚乙烯绝缘电缆:-100 — -250 parts/ million/℃
对于TFE 绝缘电缆:-50— -100parts/million/℃
对于标准发泡介质的半柔电缆,电长度随温度变化是-20——-30 part/million/℃
通过特殊柔性和半柔电缆的设计,通过改进电长度,可以对抗温度特性。半柔电缆有随 着温度变化的电长度小到5parts/million/℃的。
在测试系统中,电长度的改变会引入测试误差,使用中需要选择稳相电缆。我们Orange 系列和S-flex 系列电缆,有良好的稳幅稳相特性,适合于中高端的测试场合。
S-flex 系列电缆由于低插损、轻质和柔软性,也非常适合系统互联,如相控阵系统中。
F.截止频率
同轴电缆的截止频率是在能量传输的模而不是TEM 模中产生的。这并不是说TEM 模衰 减很大。这个频率是导体平均直径和电缆传播速度的函数。较高的模只在阻抗不连续时产生, 并且在很多情况中电缆可以工作在截止频率之上,而没有本质上的VSWR 或插入损耗增加。但 是,这里还是建议不要使用大于截止频率的电缆。
G. 工作温度范围
柔性电缆工作范围主要由电介质和外套材料的温度工作范围决定。注意只有镀银的导体 才适合长期工作在80℃以上的环境中。
H.柔韧性
采用绞合线中心导体和编织外导体的同轴电缆用于要重复弯曲的场合。绞合线中心导体 的电缆相对于单根内导体表现出更高衰减。一般而言,绞合线
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