如何選擇射頻電纜

射頻電纜組件的正確選擇除了頻率范圍，駐波比、插入損耗等因素外，還應(yīng)考慮電纜的機(jī)械特性、使用環(huán)境和應(yīng)用要求，另外，成本也是一個(gè)永遠(yuǎn)不變的因素。那么我們究竟該怎么選擇射頻電纜？需要注意哪些事項(xiàng)呢？

特性阻抗

“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(hào)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（Z0）與其內(nèi)外導(dǎo)體的尺寸之比有關(guān)，同時(shí)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）：

Z0(Ω) = (138 /√ε) ×(log D/d)

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

駐波比（VSWR）/回波損耗

電纜組件中的阻抗變化將會(huì)引起信號(hào)的反射，這種反射會(huì)導(dǎo)致入射波能量的損失。測(cè)試電纜組件之間的連接和電纜/接頭之間的連接是產(chǎn)生反射損耗的主要原因。由于制造的原因，電纜在某些特定的頻點(diǎn)上也會(huì)產(chǎn)生一些VSWR突變。

反射的大小可以用電壓駐波比（VSWR）來(lái)表達(dá)，其定義是入射和反射電壓之比。VSWR越小，說(shuō)明電纜生產(chǎn)的一致性越好。VSWR的等效參數(shù)是反射系數(shù)或回波損耗。

典型的微波電纜組件的VSWR在1.1到1.5之間，換算成回波損耗為26.4至14dB，即入射功率的傳輸效率為99.8%至96%。

匹配效率的含義是，如果輸入功率為100W，在VSWR為1.33時(shí)，輸出功率為98W，即2W被反射回來(lái)。

衰減（插入損耗）

電纜的衰減是表示電纜有效的傳送射頻信號(hào)的能力，它由介質(zhì)損耗、導(dǎo)體（銅）損耗和輻射損耗三部分組成。大部分的損耗轉(zhuǎn)換為熱能。導(dǎo)體的尺寸越大，損耗越??；而頻率越高，則介質(zhì)損耗越大。因?yàn)閷?dǎo)體損耗隨頻率的增加呈平方根的關(guān)系，而介質(zhì)損耗隨頻率的增加呈線性關(guān)系，所以在總損耗中，介質(zhì)損耗的比例更大。另外，溫度的增加會(huì)使導(dǎo)體電阻和介質(zhì)功率因素的增加，因此也會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗的增加。對(duì)于測(cè)試電纜組件，其總的插入損耗是接頭損耗、電纜損耗和失配損耗的總和。

在測(cè)試電纜組件的使用中，不正確的操作也會(huì)產(chǎn)生額外的損耗。例如，對(duì)于編織電纜，彎曲也會(huì)增加其損耗。每種電纜都有最小彎曲半徑的要求。

在選擇電纜組件時(shí)，應(yīng)先確定系統(tǒng)最高頻率時(shí)可接受的損耗值，然后再根據(jù)這個(gè)損耗值來(lái)選擇尺寸最小的電纜。

平均功率容量

功率容量是指電纜消耗由電阻和介質(zhì)損耗所產(chǎn)生的熱能的能力。

在實(shí)際使用中，電纜的有效功率與VSWR、溫度和高度有關(guān)：有效功率= 平均功率×駐波系數(shù)×溫度系數(shù)×高度系數(shù)

在選擇電纜時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮以上因素。

射頻功率經(jīng)常用dBm來(lái)表示，其好處是給計(jì)算帶來(lái)的很大的方便。

傳播速度

電纜的傳播速度是指信號(hào)在電纜中傳輸?shù)乃俣群凸馑俚谋戎?，和介質(zhì)的介電常數(shù)的根號(hào)呈反比關(guān)系：

Vp = (1/√ε)×100

由上式可見(jiàn)介電常數(shù)（ε）越小，則傳播速度越接近光速，所以低密度介質(zhì)的電纜其插入損耗更低。

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