特性阻抗 射频同轴电缆由内导体,介质,外导体和护套组成,见图4。 “特性阻抗”是射频电缆,接头和射频电缆组件中常提到的指标。大功率传输,小信号反射都取决于电缆的特性阻抗和系统中其它部件的匹配。如果阻抗完全匹配,则电缆的损耗只有传输线的衰减,而不存在反射损耗。电缆的特性阻抗(Zo)与其 内外导体的尺寸之比有关,同时也和填充介质的介电常数有关。由于射频能量传输的“趋肤效应”,与阻抗相关的重要尺寸是电缆内导体的外径(d)和外导体的内径(D):
射频同轴电缆的结构 常见的射频同轴电缆绝大部分是50?特性阻抗的,这是为什么呢? 通常认为导体的截面积越大损耗就越低,但事实并非完全如此。同轴电缆的每单位长度的损耗是log(D/d)的函数,也就是说和电缆的特性阻抗有关。经过计算可以发现,当同轴电缆的特性阻抗为77?时,单位长度的损耗低。 对于同轴电缆的大承受功率,通常认为内外导体的间距越大,则同轴电缆可承受电压越高,即承受功率越大,但实际上也不完全准确。同轴电缆的大承受功率同样与其特性阻抗有关。可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为30?时,其承受的功率大。?
为了兼顾小的损耗和大的功率容量,应该在77?和30?之间找一个适当的数值。二者的算术平均值为53.5?,而几何平均值为48.06?;选取50?的特性阻抗可以做到二者兼顾。此外,50?阻抗的连接器也更加容易设计和加工。?
绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是50?;在广播电视中则用到75?的电缆。?
大部分的测试仪器都是50?的阻抗,如果要测量75?阻抗的器件,可以通过一个50-75?的阻抗变换器来进行阻抗匹配,但是需要注意这种阻抗变换器有约5.7dB的插入损耗。
从电缆类型来看,半刚和半柔电缆有着比较良好的VSWR表现。一条普通的.141”或.086”电缆在dc-18GHz范围内可以做到小于1.2的VSWR,而并不需要花费太高的成本,当然加工和焊接工艺是保证VSWR指标的重要因素。?