[科普中国]-射频电缆

概述

射频电缆也叫同轴电缆，是由互相同轴的内导体、外导体以及支撑内外导体的介质组成的。在无线电通讯、广播电视的射频传输中，射频电缆是重要的量备。如果选用不当，不仅会造成浪费，增加投资成本，也会使系统工作时不稳定，引发故障，造成设备损坏。为了正确地选用射频电缆，就需要学习了解一些有关电缆的特性参数和类型。射频电缆的特性包括有电器性能和机械性能，电器性能包括有特性阻抗、传输损耗及其频率特性、温度特性、屏蔽特性、额定功率、最大耐压机械性能包括有最小弯曲半径、单位长度的重量、容许最大的拉力、以及电缆的老化特性和一致性。1

特点1．可以传输较宽的频带

2．对外界干扰的防卫度高

3．天线效应小，辐射损耗小

4．结构简单，安装便利，比较经济。1

分类射频电缆的结构是多种多样的，可以根据不同的方式和型式来分类。

按结构分类（1）同轴射频电缆

同轴射频电缆是最常用的结构型式。由于其内外导体处于同心位置，电磁能量局限在内外导体之间的介质内传播，因此具有衰减小，屏蔽性能高，使用频带宽及性能稳定等显著优点。通常用来传输500千赫到18千兆赫的射频能量。

目前，常用的射频同轴电缆有两类：50Ω和75Ω的射频同轴电缆。特性阻抗75Ω射频同轴电缆常用于CATV网，故称为CATV电缆，传输带宽可达1GHz，目前常用CATV电缆的传输带宽为750MHz。

（2）对称射频电缆

对称射频电缆回路其电磁场是开放型的，由于在高频下有辐射电磁能，因而使衰减增大，并导致屏蔽性能差，再加上大气条件的影响，通常较少采用。对称射频电缆主要用在低射频或对称馈电的情况中。

（3）螺旋射频电缆

同轴或对称电缆中的导体，有时可做成螺旋线圈状，借以增大电缆的电感，从而增大了电缆的波阻抗及延迟电磁能的传输时间，前者称为高阻电缆，后者称为延迟电缆。如果螺旋线圈沿长度方向卷绕的密度不同，则可制成变阻电缆。1

按绝缘型式分类（1）实体绝缘电缆

在这种电缆的内外导体之间全部填满实体高频电介质，大多数软同轴射频电缆都是采用这种绝缘型式。

（2）空气绝缘电缆

电缆的绝缘层中，除了支撑内外导体的一部分固体介质外，其余大部分体积均是空气。其结构特点是从一个导体到另一个导体可以不通过介质层。空气绝缘电缆具有很低的衰减，是超高频下常用的结构型式。

（3） 半空气绝缘电缆

这种结构型式是介于上述两种之间的一种绝缘型式，其绝缘也是由空气和固体介质组合而成，但从一个导体到另一个导体需要通过固体介质层。1

按绝缘材料分类塑料绝缘电缆、橡皮绝缘电缆及无机矿物绝缘电缆。

按柔软性分类柔软电缆、平软电缆及刚性电缆等。

按传输功率大小分类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电缆。

按产品用途特点分类低衰减、低噪音、微小型及搞稳相电缆等。1

射频电缆的衰减射频电缆的衰减与导体，介质，结构尺寸，工艺水准和工作的频率都有关。

1、在50MHz以下衰减常数偏大或超差，而高频有余量，常常是铝塑复合带中的铝基太薄所致，在频率比较低的时候，铝基的厚度小于或与该频率的透射深度相当，造成了αR过大。根据理论计算，f=50MHz时的铝层透射深度为12.2µm。一般采取12~15µm的铝基可以解决这个问题。（当然，如果考虑到屏蔽衰减的要求可以再适当加厚）

2、选择PE在使用频率内的tanδ较大，如达到x×10-3级别，则会造成绝缘结构的tanδ增大，从而使电缆的衰减增大。所以要注意2个问题，一是tanδ要小（如在400MHz时的tanδ为2~4×10-4，越小越好），一是工艺性能（如熔融指数为0.5~10）应适应与绝缘的挤出，不同的熔融指数有不同的温度。

3、外导体编织一般60%-80%为宜，偏大对降低衰减效果不是很明显。

4、绝缘生产用的模具设计和加工也是关键，应该保证产品达到较理想的均匀结构，使等效介点常数达到设计要求。

5、物理发泡PE其衰减在低频是合格，而高频（如超过800MHz）时超差，大都与介质损耗角正切值和等效介点常数偏大有关系，或者与外导体编织密度过小，内导体外直径偏小有关系。另外，衰减常数还取决与发泡度的大小。在阻抗和回波允许的范围内适当提高发泡度（可以通过增加发泡度，提高阻抗，降低衰减。）对提高电缆的衰减常数有帮助，同时还可以降低成本。2

选用要求在实际选用射频电缆的时候，应考虑到它的特性阻抗、额定功率、衰减量和能承受的最高工作电压。在无线电通讯、广播电视的射频传输中，要结合发射机输出的射频阻抗，输出功率、和可能达到的峰值电压，并且留下一定的余量，结合使用的环境条件，选择合适的电缆。需要注意的是，在使用射频电缆时，一定要匹配以相同特性阻抗的电缆插头、电缆插座、和同轴转换开关，不能混用，以免引起较大的电波反射，在电缆内形成驻波。

射频电缆用于中波时，因其工作频率低，损耗小，因而原来在电视上用于的射频电缆，在中波传输系统中，可以用于50KW的系统中，但是电缆内通过的电流会远大于米波段的电视系统，所以要保证电缆头和电缆插座间接触良好，否则会因过热引发故障。1

行业发展概况电线电缆行业是中国仅次于汽车行业的第二大行业，产品品种满足率和国内市场占有率均超过90%。在世界范围内，中国电线电缆总产值已超过美国，成为世界上第一大电线电缆生产国。伴随着中国电线电缆行业高速发展，新增企业数量不断上升，行业整体技术水平得到大幅提高。

中国经济持续快速的增长，为线缆产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦于中国市场，在改革开放短短的几十年，中国线缆制造业所形成的庞大生产能力让世界刮目相看。随着中国电力工业、数据通信业、城市轨道交通业、汽车业以及造船等行业规模的不断扩大，对电线电缆的需求也将迅速增长，未来电线电缆业还有巨大的发展潜力。

2008年11月，我国为应对世界金融危机，政府决定投入4万亿元拉动内需，其中有大约40%以上用于城乡电网建设与改造。全国电线电缆行业又有了良好的市场机遇，各地电线电缆企业抓住机遇，迎接新一轮城乡电网建设与改造。3