关于半刚性电缆组件的五点认识

2016-11-02 来源:微波射频网 我要评论(0) 字号:

半刚性电缆组件的最基本形式为由金属管构成的同轴传输线。其中,所述金属管一般为形成外导体的铜管,沿该铜管的中心线设有金属丝导体。所述中心金属丝导体由介电材料支撑,从而保持于上述外导体的同一中心轴线上。

Pasternack公司半刚性、可塑形及半柔性电缆组件示例

Pasternack公司半刚性、可塑形及半柔性电缆组件示例

以下是关于半刚性电缆的五点最重要的认识:

1、独立的微波组件

半刚性电缆组件本身就是一种关键的微波组件,意识到这一点极其重要。这意味着半刚性电缆的规格与任何耦合器、电桥、甚至放大器的规格具有同样的重要性。如果制作恰当,则电缆可在连接系统其他组件方面成功发挥可预期的稳定效果。只要对任何好的链路预算分析有所研究后即可发现,在给定频率下,包括衰减度及电压驻波比在内的电气参数对于射频信号的传输和接收起着至关重要的作用。比较半刚性电缆和标准RG型电缆可发现:在空间适合且须仔细检查并实施热循环及其他所需试验的情况下,使用钎焊连接器安装半刚性电缆组件时,每安装一个连接器所需的时间可能长达一个小时或一个小时以上;相比之下,用于柔性(非半刚性)同轴电缆的压接型射频连接器可在一分钟或更短时间内完成安装。

2、宽频带应用范围

半刚性电缆组件通常可支持65GHz以内的射频信号传输。此外,虽然并不常用,但是使用1.0mm连接器端接的电缆组件可实现高达110GHz的高频应用。半刚性同轴电缆尺寸各异,其直径范围从0.020英寸至0.250英寸不等。在Pasternack的产品中,0.141英寸和0.086英寸电缆较为流行。此外,使用更小型连接器的0.047英寸直径电缆由于可支持更高的频率,因此正愈来愈受到用户的青睐。0.141英寸直径半刚性同轴电缆使用高频SMA或2.92mm连接器端接,应用条件通常可高达27GHz。0.086英寸直径半刚性同轴电缆虽然也常与SMA连接器联用,但是当其由1.85mm连接器端接时,工作频率最高可达65GHz。

3、塑形和保持形状

对于此类电缆组件而言,为了能恰好嵌入所设计的系统中,其经常需要被精确塑造成各种形状。顾名思义,半刚性同轴电缆为一种既具有足以保持其形状的刚性,又具有足以可手工弯曲的电缆。将半刚性电缆塑造成所需的形状是一项颇具风险的工作。为了防止对外管壁造成损伤,应使用专用工具对电缆进行弯曲或塑形。此外,此类电缆一旦被塑造成特定形状后,要想再次改变其形状极为困难。这是因为,形状变更常导致外导体损坏,从而使外壁中生成细纹,最终影响电缆组件的电气性能。因此,虽然由铝和软铜制成的此类同轴电缆易于塑形和手工弯曲,但是为了将电缆损害风险降至最小,仍然推荐使用专用工具进行此类操作。

虽然可塑形或半柔性同轴电缆常与半刚性同轴电缆归为一类,但是其实际上为不同于半刚性同轴电缆的另一类常用同轴电缆。可塑形半刚性同轴电缆使用外覆填锡外编织层的螺旋缠绕导电箔,因此其外导体与固体金属外导体相比而言一定程度上更加柔软。虽然可塑形半刚性同轴电缆可作为半刚性同轴电缆的替代物,但是其形状塑造通常由手工完成,而且只能保持大致形状,与标准半刚性同轴电缆的保形性不可相提并论。由于一般安装情况下并不需要复杂的路由和装配图,因此此类更具柔性的电缆替代物变得极其受欢迎。此类手工可塑电缆在购买时允许以微增量增加其长度,而且其允许在产品组装时才塑造成所需的形状。此外,此类电缆还具有电气性能接近于固体外壁的半刚性同轴电缆、生产成本更低、护套材料可选的优点。

4、相位稳定性

由于半刚性同轴电缆使用高质量材料制成,因此与采用线编织外导体的柔性同轴电缆相比,其具有极高的电气稳定性。金属及介电材料特性会随温度变化而变化,因此对于许多关键系统而言,稳相电缆的使用极具重要性。此外,在需要控制相位长度的系统中,常使用相位匹配的半刚性电缆。对于配置相控阵天线的天线系统而言,尤其如此。这是因为,在此类天线系统中,输入信号的相位具有对天线阵列的主波束进行电气控制的重要作用。现代移动通信系统利用这一技术在变化的条件下对覆盖范围进行优化,以实现减少系统性能优化所需天线数目的目的。

5、低无源互调(PIM

半刚性电缆组件通常由有色金属材料(主要为铜)制成。当选配合适的连接器时,此类铜管半刚性同轴电缆具有极为优良的无源互调性能,从而使得其成为包括分布式天线系统(DAS)相关设备在内的现代多频无线通信系统的理想选择。随着人们对于完全覆盖率的需求越来越高,分布式天线系统市场要求使用包括功分器、合路器、放大器乃至高端测试设备在内的更多种类低无源互调产品。由于半刚性电缆组件能够同时满足现代无线通信系统所需的射频功率及无源互调要求,因此其成为上述应用的天然契合物。

总而言之,半刚性电缆组件为至关重要的微波器件,活跃于当今全球各地的无数射频应用中。虽然半刚性技术并非新技术,但是由于其宽带特性、可靠的电气性能以及相位稳定性,半刚性组件仍然是工程师们的热门选择。

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