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场在绝缘介质中也可传播,因此绝缘介质的选择将会直接影响到电缆衰减、功率容量、减小波阻抗不均匀性及机械性能等。介质衰减与频率的增加呈线性关系。频率越高,介质衰减越大,且介质衰减占总衰减的比重上升。
绝缘形式主要有实体绝缘、空气绝缘、半空气绝缘。高端的射频同轴电缆几乎都采用发泡氟塑料介质(半空气绝缘),对射频同轴电缆绝缘材料的一般选用原则是介电常数ξ和介质损耗角正切ta
δ应尽量小。以下介绍的介质损耗的计算公式并从分析了不同的介质结构的优缺点。
介质衰减计算:
Ld(dB100ft)278×ρ××f(2)
式中:Ld介质衰减;f工作频率(MHz);ρ介质损耗角(εr21,ρ000016;εr16,ρ000005)。
23外导体结构
射频同轴电缆的外导体既起回路作用又起屏蔽作用,外导体的结构形式有编织、管状、绞合、镀层等形式。以下介绍的外导体衰减的计算公式并从分析了不同的外导体结构的优缺点。
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外导体衰减:
Lo(dB100ft)(3)
式中:Lo外导体衰减;D外导体内径(i
);f工作频率(MHz);Z0特性阻抗(Ω)。
三、同轴电缆材料及其对衰减的影响
31内导体材料
趋肤效应使导体的有效电阻增加。导体衰减与频率的平方根成正比关系。频率越高,趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时,可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过,这等效于导线的截面减小,电阻增大。既然导线的中心部分几乎没有电流通过,就可以把这中心部分除去以节约材料。
当导体内部电磁场(电流)减小到表面值的1e(e2718)倍时的深度称为趋肤深度。
32介质材料
射频同轴电缆要求高频下介电常数ξ和介质损耗角正切ta
δ应尽量小,除了结构的改进可以降低这两个指标外,选用合适的材料也很重要。尤其是需要在高温下使用的射频同轴电缆,氟塑料的性能将特别优越,以下就各种氟塑料的性能做简要介绍。
33外导体材料
射频同轴电缆外导体的衰减占导体衰减的13左右,对外导体材料电导率的要求没有那么高,因此可采用铝做外导体,对总的衰减影响不大,约增加6左右,但在成本及重量上有很大的优势。
34护套
护套主要用于保护电缆,材料主要有聚氯乙烯、聚乙烯。如有特殊要求(耐高温、防潮等),则会使用聚氨酯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、硅橡胶、氯丁橡胶、尼龙等材料。
35铠装
铠装可以提高电缆的耐磨性、抗拉强度和屏蔽性能。一般采用镀锌钢丝或高强度铝合金线编织铠装。
四、射频同轴电缆波阻抗不均匀性造成的衰减
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