射頻電纜的參數(shù)理論-展示頁
2025-07-05 17:38本頁面
【正文】 第四節(jié)第五節(jié) 阻抗不均勻和駐波167。電纜在實際工作狀態(tài)下，其負載阻抗不一定匹配，從而在負載處發(fā)生信號功率的反射，引起失配損耗。在大功率射頻電纜中，內(nèi)外導體的溫度會升高，因此電阻也隨著升高，從而使衰減增大，因此在公式中引入衰減的溫度系數(shù)：Kt＝式中，為導體溫度系數(shù)，對于銅，可?。?1/℃ 標準軟鋁，可?。?1/℃二、介質(zhì)衰減絕緣介質(zhì)衰減可以按照下式計算：＝105ftg （dB/km）對于組合絕緣，如果介質(zhì)1是固體材料，介質(zhì)2是空氣，即有：tg＝tg＋2εtg(1P)/｛2ε＋12P（ε－1）｝－εtg(2+P)/{ 2ε＋1+ P（ε－1）}式中，P為發(fā)泡度，ε、tg為固體介質(zhì)相應參數(shù)。cm代入計算得到的。＋G/2167。為了降低電纜的衰減，要在經(jīng)濟上付出相當大的代價。為了提高電纜的傳輸效率，總是希望電纜的衰減盡可能的低，但低損耗的電纜通常要貴許多，這是因為它通常制成大尺寸，并且采用結(jié)構(gòu)復雜的空氣或半空氣絕緣，低損耗電纜還經(jīng)常采用特殊結(jié)構(gòu)的導體，也相應會增加成本。/ C式中，C為電纜電容（pF/m） 第二節(jié) 電容電容是射頻電纜的一個重要參數(shù)，同軸電纜的電容按照下式計算：C＝1000ε/（18lnD/d）＝（lgD/d） （pF/m）第三節(jié) 衰減衰減是射頻電纜的重要參數(shù)之一，它反映了電磁能量沿電纜傳輸時的損耗的大小。測量出L和C后可以計算阻抗：Zc =167。表1常用介質(zhì)材料的特性介質(zhì)種類介電常數(shù)ε（1KHz）介質(zhì)損耗角正切 tgδ空氣0聚乙烯＜物理發(fā)泡聚乙烯~＜聚丙烯聚四氟乙烯＜聚全氟乙丙烯＜167。根據(jù)傳輸理論，特性阻抗公式為：Zc＝式中，R、L、G、C、代表該傳輸線的一次參數(shù)，而ω=2πf代表信號的角頻率。以下是同軸電纜特性阻抗計算的各種公式。3ohm 用于視頻或者脈沖數(shù)據(jù)傳輸，用于大長度例如CATV電纜傳輸系統(tǒng)；100177。對于射頻同軸電纜有以下三中標準阻抗：50177。為了便于使用，射頻電纜的阻抗已經(jīng)標準化了。例如在選擇射頻電纜作為發(fā)射天線饋線時，其特性阻抗應盡可能和天線的阻抗一致，否則會在電纜和天線的連接處造成信號反射，使得天線得到的功率減少，電纜的傳輸效率也會下降，更為嚴重的是，反射的存在會使電纜沿線出現(xiàn)駐波，有些地方會出現(xiàn)電壓和電流的過載，從而造成電纜的熱擊穿或熱損傷而影響電纜的正常運行。射頻電纜的參數(shù)理論第一節(jié) 特性阻抗特性阻抗是選用電纜的首先要考慮的參數(shù)，它是電纜本身的參數(shù)，它取決于導體的直徑以及絕緣結(jié)構(gòu)的等效介電常數(shù)。特性阻抗對于電纜的使用有很大的影響。電纜內(nèi)部反射的存在，還會造成傳輸信號的畸變，使傳輸信號出現(xiàn)重影，嚴重影響信號傳輸質(zhì)量。因此在選用電纜時應盡可能選用標準阻抗值。2ohm 推薦使用于射頻及微波，用于測試儀表以及同軸－波導轉(zhuǎn)換器等；75177。5ohm 用于低電容電纜以及其它特種電纜。167。對于射頻同軸電纜傳輸高頻信號，通常都有R＜＜ωL，G＜＜ωC，此時特性阻抗公式可以簡化為：Zc = ＝60?ln(D/d)/ ＝138?lg(D/d)/ （ohm） 式中，D為外導體內(nèi)直徑 （mm） d為內(nèi)導體外直徑 （mm） ε為絕緣相對介電常數(shù)表1給出了常用絕緣材料的相對介電常數(shù)。皺紋外導體已經(jīng)獲得廣泛應用，阻抗尚無標準的方法計算，可以利用電容電感參考方法進行計算。同軸電纜的特性阻抗與電容有如下簡單的關(guān)系，即Zc＝104/3電纜的衰減表示電纜在行波狀態(tài)下工作時傳輸功率或者電壓的損耗的程度，即αl＝10lgP1/P2＝20lgU1/U2 （dB）式中，α為電纜的衰減常數(shù)（dB/m） l為電纜長度 （m）電纜的衰減越大，表明信號的損耗越嚴重，電纜的傳輸效率越差，如果電纜的衰減為3dB，表明信號傳輸此電纜后電壓或電流的幅度下降30%，信號功率下降50%。因此，電纜的衰減是十分重要的指標，特別在大長度傳輸時更是如此。選用電纜并非是衰減越低越好，必須將衰減指標和其它因素例如尺寸、柔韌性同時考慮，才能選得經(jīng)濟合理的電纜。在射頻下，同軸電纜衰減通?？梢杂孟率奖硎荆害粒溅罵+αG＝R/2式中，αR為導體電阻損耗引起的衰減分量，稱為導體衰減 αG為絕緣損耗引起的衰減分量，稱為介質(zhì)衰減一、導體衰減同軸電纜內(nèi)外導體均為圓柱形導體時，導體衰減如下公式：αR＝103（1/d＋1/D）/lgD/d （dB/km）式中，f為頻率（Hz） ε為絕緣介電常數(shù) D為外導體內(nèi)徑（mm） d為內(nèi)導體外徑（mm）注：106ohm如果導體是雙金屬結(jié)構(gòu)形式，在高頻下，可以將它看成是由表面材料組成的單金屬導體來處理。167。失配損耗＝10lgPm/P＝10lg1/（1）＝10lg(S+1)2/(4S)式中，P為負載失配時吸收的功率 Pm為負載失配時可吸收的功率，此為最大吸收功率 S為電壓駐波比 Г為負載的反射系數(shù)電壓駐波比條件下的失配損耗可以利用表3查得。在推導傳輸理論公式時，假定電纜是均勻的，即沿著傳輸方向電纜的各點的阻抗是相同的，但是在實際上是不可能的。通常，我們稱線上任意一個截面上的特性阻抗為局部特性阻抗Zx，則電纜的Zx是沿線變化的，即使終端匹配，其始端的輸入阻抗也不一定等于其匹配阻抗值，而且這種輸入阻抗值與頻率、電纜長度都有關(guān)系，為了反映這種線路不均勻的情況，引入了“有效特性阻抗”概念。平均特性阻抗是沿線所有的局部特性阻抗Zx的算術(shù)平均值。
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1