В современной области электронных коммуникаций радиочастотные коаксиальные кабели являются ключевыми компонентами, широко используемыми в таких сценариях, как беспроводная связь, радио и телевидение, а также радиолокационная навигация. Они состоят из внутреннего проводника, изолирующего слоя, внешнего проводника и внешней оболочки. Внутренний проводник передает сигналы и может представлять собой одинарный одножильный провод или многожильный скрученный провод; изолирующий слой изготовлен из таких материалов, как полиэтилен, для обеспечения электрической изоляции и структурной поддержки; внешний проводник в основном изготовлен из плетеной медной сетки или алюминиевой фольги для защиты от электромагнитных помех; внешняя оболочка защищает кабель от эрозии окружающей среды. Его основное преимущество заключается в удержании электромагнитной энергии внутри среды для передачи через концентрическую структуру, обеспечивая передачу сигнала с низким затуханием, высокими характеристиками экранирования и широкой полосой частот, что делает его особенно подходящим для сценариев микроволнового диапазона.
I. Основные характеристики
(1) Характеристический импеданс
Это ключевой показатель, определяющий эффективность передачи сигнала, напрямую связанный с соотношением размеров внутреннего и внешнего проводников и существенно подверженный влиянию скин-эффекта. Обычное сопротивление 50 Ом позволяет сбалансировать передачу и потери мощности, адаптироваться к большинству оборудования и широко используется в таких областях, как беспроводная связь; Сопротивление 75 Ом в основном используется в сетях кабельного телевидения (CATV) с полосой пропускания передачи до 1 ГГц, а полоса пропускания широко используемых моделей составляет 750 МГц.
(2) КСВ и обратные потери
КСВ отражает степень отражения сигнала, а меньшее значение указывает на лучшую согласованность кабеля. КСВ типичных СВЧ-кабелей находится в пределах 1,1–1,5, что соответствует обратным потерям 26,4–14 дБ, а эффективность передачи в это время достигает 96–99,8%. В практических приложениях КСВ менее 1,5 может удовлетворить большинство потребностей.
(3) Характеристики затухания
Затухание (вносимые потери) состоит из диэлектрических, проводниковых и радиационных потерь. Чем выше частота и меньше размер проводника, тем более очевидно затухание, а повышение температуры также усугубит потери. При выборе необходимо учитывать расстояние передачи и частоту, чтобы обеспечить эффективную передачу сигнала.
(4) Мощность мощности
Ее делят на пиковую и среднюю мощность. Первое зависит от способности сопротивления напряжению, а второе связано с способностью рассеивания тепла, на которую влияют такие факторы, как термостойкость среды, температура окружающей среды и высота над уровнем моря. Его необходимо всесторонне рассматривать в сочетании с фактической мощностью и частотой.
(5) Другие характеристики
Скорость распространения обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды. Чем меньше диэлектрическая проницаемость, тем она ближе к скорости света, что помогает определить место повреждения; пассивные интермодуляционные искажения вызваны нелинейными факторами и могут быть уменьшены с помощью высококачественных материалов; Стабильность фазы при изгибе имеет решающее значение для таких систем, как фазированные решетки, а кабели с диэлектриком низкой плотности работают лучше.
II. Критерии выбора
(1) Согласование импеданса
Оно должно соответствовать импедансу системного оборудования. Для большинства сценариев выбирается сопротивление 50 Ом, а в радио- и телевидении предпочтительнее использовать сопротивление 75 Ом, чтобы избежать отражения сигнала и потери эффективности.
(2) КСВ и обратные потери
Приоритет отдается изделиям с малым КСВ и большими обратными потерями. Для сценариев с высокой точностью требуются более высокие стандарты, а также следует уделять внимание стабильности производительности во всем диапазоне частот.
(3) Затухание и мощность
Для тестирования на коротких расстояниях кабели можно выбирать в соответствии с допуском оборудования, а для больших расстояний необходимы модели с низкими потерями; для сценариев с высокой мощностью мощность должна быть строго согласована и оценена в сочетании с такими факторами, как частота и окружающая среда.
(4) Экранирование и долговечность
В средах с сильными электромагнитными помехами требуются кабели с высокой эффективностью экранирования. Однослойное, двухслойное и трехслойное экранирование подходят соответственно для разных частот и сценариев; для сценариев с частыми изгибами следует уделять внимание сроку службы при изгибе и стабильности фазы, а для условий тестирования следует учитывать срок службы разъемов при подключении.
III. Типичные применения
(1) Беспроводная связь
Он используется для подключения базовых станций и антенн внутри мобильных терминалов и точек беспроводного доступа. Требуются кабели с низкими потерями, высоким экранированием и согласованием импеданса, а гибкие кабели подходят для нужд миниатюрного оборудования.
(2) Радио и телевидение
Кабели сопротивлением 75 Ом являются основой сетей кабельного телевидения, а для передачи на большие расстояния необходимо использовать усилители; передатчики используют их для подключения передатчиков и антенн, чтобы обеспечить широту покрытия сигнала.
(3) Радар и навигация
В радиолокационных системах для передачи импульсных сигналов используются кабели с высокой мощностью, низкими потерями и сильным экранированием; в навигационном оборудовании необходима стабильная передача слабых спутниковых сигналов для обеспечения точного позиционирования.
Благодаря своей уникальной структуре и характеристикам коаксиальные ВЧ-кабели стали «нервными каналами» современных коммуникаций. Понимание их характеристик и логики выбора может лучше удовлетворить потребности различных сценариев.
