射頻電纜

射頻電纜

射頻電纜是傳輸射頻範圍內電磁能量的電纜,射頻電纜是各種無線電通信系統及電子設備中不可缺少的元件,在無線通信與廣播、電視、雷達、導航、計算機及儀表等方面廣泛的套用。

基本介紹

  • 中文名:射頻電纜
  • 外文名:radio-frequency line
  • 定義:傳輸射頻範圍內電磁能量的電纜
  • 相關參數:特性阻抗、傳輸損耗
  • 套用:無線通信與廣播、電視等
  • 學科:電力學
概述,特點,分類,按結構分類,按絕緣型式分類,按絕緣材料分類,按柔軟性分類,按傳輸功率大小分類,按產品用途特點分類,射頻電纜的衰減,選用要求,行業發展概況,

概述

射頻電纜也叫同軸電纜,是由互相同軸的內導體、外導體以及支撐內外導體的介質組成的。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中,射頻電纜是重要的量備。如果選用不當,不僅會造成浪費,增加投資成本,也會使系統工作時不穩定,引發故障,造成設備損壞。為了正確地選用射頻電纜,就需要學習了解一些有關電纜的特性參數和類型。射頻電纜的特性包括有電器性能和機械性能,電器性能包括有特性阻抗、傳輸損耗及其頻率特性、溫度特性、禁止特性、額定功率、最大耐壓機械性能包括有最小彎曲半徑、單位長度的重量、容許最大的拉力、以及電纜的老化特性和一致性。 
射頻電纜RG6射頻電纜RG6

特點

1.可以傳輸較寬的頻帶
2.對外界干擾的防衛度高
3.天線效應小,輻射損耗小
4.結構簡單,安裝便利,比較經濟。

分類

射頻電纜的結構是多種多樣的,可以根據不同的方式和型式來分類。

按結構分類

(1)同軸射頻電纜
同軸射頻電纜是最常用的結構型式。由於其內外導體處於同心位置,電磁能量局限在內外導體之間的介質內傳播,因此具有衰減小,禁止性能高,使用頻頻寬及性能穩定等顯著優點。通常用來傳輸500千赫到18千兆赫射頻能量。
目前,常用的射頻同軸電纜有兩類:50Ω和75Ω的射頻同軸電纜。特性阻抗75Ω射頻同軸電纜常用於CATV網,故稱為CATV電纜,傳輸頻寬可達1GHz,目前常用CATV電纜的傳輸頻寬為750MHz。
(2)對稱射頻電纜
對稱射頻電纜迴路其電磁場是開放型的,由於在高頻下有輻射電磁能,因而使衰減增大,並導致禁止性能差,再加上大氣條件的影響,通常較少採用。對稱射頻電纜主要用在低射頻或對稱饋電的情況中。
(3)螺旋射頻電纜
同軸或對稱電纜中的導體,有時可做成螺旋線圈狀,藉以增大電纜的電感,從而增大了電纜的波阻抗及延遲電磁能的傳輸時間,前者稱為高阻電纜,後者稱為延遲電纜。如果螺旋線圈沿長度方向卷繞的密度不同,則可製成變阻電纜。

按絕緣型式分類

(1)實體絕緣電纜
在這種電纜的內外導體之間全部填滿實體高頻電介質,大多數軟同軸射頻電纜都是採用這種絕緣型式。
(2)空氣絕緣電纜
電纜的絕緣層中,除了支撐內外導體的一部分固體介質外,其餘大部分體積均是空氣。其結構特點是從一個導體到另一個導體可以不通過介質層。空氣絕緣電纜具有很低的衰減,是超高頻下常用的結構型式。
(3) 半空氣絕緣電纜
這種結構型式是介於上述兩種之間的一種絕緣型式,其絕緣也是由空氣和固體介質組合而成,但從一個導體到另一個導體需要通過固體介質層。

按絕緣材料分類

塑膠絕緣電纜、橡皮絕緣電纜及無機礦物絕緣電纜。

按柔軟性分類

柔軟電纜、平軟電纜及剛性電纜等。

按傳輸功率大小分類

0.5千瓦以下的低功率、0.5—5千瓦中功率、5千瓦以上的大功率電纜。

按產品用途特點分類

低衰減、低噪音、微小型及搞穩相電纜等。

射頻電纜的衰減

射頻電纜的衰減與導體,介質,結構尺寸,工藝水準和工作的頻率都有關。
1、在50MHz以下衰減常數偏大或超差,而高頻有餘量,常常是鋁塑複合帶中的鋁基太薄所致,在頻率比較低的時候,鋁基的厚度小於或與該頻率的透射深度相當,造成了αR過大。根據理論計算,f=50MHz時的鋁層透射深度為12.2µm。一般採取12~15µm的鋁基可以解決這個問題。(當然,如果考慮到禁止衰減的要求可以再適當加厚)
2、選擇PE在使用頻率內的tanδ較大,如達到x×10-3級別,則會造成絕緣結構的tanδ增大,從而使電纜的衰減增大。所以要注意2個問題,一是tanδ要小(如在400MHz時的tanδ為2~4×10-4,越小越好),一是工藝性能(如熔融指數為0.5~10)應適應與絕緣的擠出,不同的熔融指數有不同的溫度。
3、外導體編織一般60%-80%為宜,偏大對降低衰減效果不是很明顯。
4、絕緣生產用的模具設計和加工也是關鍵,應該保證產品達到較理想的均勻結構,使等效介點常數達到設計要求。
5、物理髮泡PE其衰減在低頻是合格,而高頻(如超過800MHz)時超差,大都與介質損耗角正切值和等效介點常數偏大有關係,或者與外導體編織密度過小,內導體外直徑偏小有關係。另外,衰減常數還取決與發泡度的大小。在阻抗和回波允許的範圍內適當提高發泡度(可以通過增加發泡度,提高阻抗,降低衰減。)對提高電纜的衰減常數有幫助,同時還可以降低成本。

選用要求

在實際選用射頻電纜的時候,應考慮到它的特性阻抗、額定功率、衰減量和能承受的最高工作電壓。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中,要結合發射機輸出的射頻阻抗,輸出功率、和可能達到的峰值電壓,並且留下一定的餘量,結合使用的環境條件,選擇合適的電纜。需要注意的是,在使用射頻電纜時,一定要匹配以相同特性阻抗的電纜插頭、電纜插座、和同軸轉換開關,不能混用,以免引起較大的電波反射,在電纜內形成駐波
射頻電纜用於中波時,因其工作頻率低,損耗小,因而原來在電視上用於的射頻電纜,在中波傳輸系統中,可以用於50KW的系統中,但是電纜內通過的電流會遠大於米波段的電視系統,所以要保證電纜頭和電纜插座間接觸良好,否則會因過熱引發故障。

行業發展概況

電線電纜行業是中國僅次於汽車行業的第二大行業,產品品種滿足率和國內市場占有率均超過90%。在世界範圍內,中國電線電纜總產值已超過美國,成為世界上第一大電線電纜生產國。伴隨著中國電線電纜行業高速發展,新增企業數量不斷上升,行業整體技術水平得到大幅提高。
中國經濟持續快速的增長,為線纜產品提供了巨大的市場空間,中國市場強烈的誘惑力,使得世界都把目光聚焦於中國市場,在改革開放短短的幾十年,中國線纜製造業所形成的龐大生產能力讓世界刮目相看。隨著中國電力工業、數據通信業、城市軌道交通業、汽車業以及造船等行業規模的不斷擴大,對電線電纜的需求也將迅速增長,未來電線電纜業還有巨大的發展潛力。
2008年11月,我國為應對世界金融危機,政府決定投入4萬億元拉動內需,其中有大約40%以上用於城鄉電網建設與改造。全國電線電纜行業又有了良好的市場機遇,各地電線電纜企業抓住機遇,迎接新一輪城鄉電網建設與改造。

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