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同軸電纜的結(jié)構(gòu)詳解

更新時(shí)間:2020-08-17  |  點(diǎn)擊率:1864

同軸電纜的結(jié)構(gòu)詳解

一,內(nèi)導(dǎo)體   
    銅是內(nèi)導(dǎo)體的主要材料,可以是以下形式:退火銅線、退火銅管、銅包鋁線。通常,小電纜內(nèi)導(dǎo)體是銅線或銅包鋁線,而大電纜用銅管,以減少電纜重量和成本。對(duì)大電纜外導(dǎo)體進(jìn)行軋紋,這樣可獲得足夠好的彎曲性能。
    內(nèi)導(dǎo)體對(duì)信號(hào)傳輸影響很大,因?yàn)樗p主要是內(nèi)導(dǎo)體電阻損耗引起的。其電導(dǎo)率,尤其是表面電導(dǎo)率,應(yīng)盡可能高,一般要求是58MS/m(+20℃),因?yàn)樵诟哳l下,電流僅在導(dǎo)體表面的一個(gè)薄層內(nèi)傳輸,這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng),電流層的有效厚度稱為趨膚深度。表1表示銅管和銅包鋁線作為內(nèi)導(dǎo)體時(shí)在特定頻率下的趨膚深度值。
    內(nèi)導(dǎo)體用的銅材質(zhì)量要求很高,要求銅材應(yīng)無(wú)雜質(zhì),表面干凈、平整、光滑。內(nèi)導(dǎo)體直徑應(yīng)穩(wěn)定且公差很小。直徑的任一變化都會(huì)降低阻抗均勻性和回波損耗,因此應(yīng)精確控制制造工藝。
二,外導(dǎo)體
    外導(dǎo)體有兩個(gè)基本的作用:*是回路導(dǎo)體的作用,第二起屏蔽作用。漏泄電纜的外導(dǎo)體還決定了其漏泄性能。同軸饋線電纜和超柔電纜的外導(dǎo)體是由軋紋銅管焊接而成的,這些電纜的外導(dǎo)體*封閉,不允許電纜有任何輻射。
    外導(dǎo)體通常由銅帶縱向包覆而成。在外導(dǎo)體層上,開(kāi)有縱向或橫向的槽口或小孔。
    外導(dǎo)體開(kāi)槽在軋紋型電纜中比較常見(jiàn)。通過(guò)沿軸向方向?qū)埣y波峰進(jìn)行等距離切削開(kāi)槽形成。削去的部分所占比例很小,且槽孔間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳輸?shù)碾姶挪ㄩL(zhǎng)。
    顯然,將非漏泄型電纜按以下方法加工可制成漏泄電纜:以120度夾角對(duì)非漏泄型電纜中常見(jiàn)的普通皺紋型電纜的外導(dǎo)體波峰進(jìn)行切削,獲得一組合適的槽孔結(jié)構(gòu)。漏泄電纜的外形、寬度及槽孔結(jié)構(gòu)決定了其性能指標(biāo)。
    外導(dǎo)體用的銅材也應(yīng)質(zhì)量很好,導(dǎo)電率高,無(wú)雜質(zhì)。外導(dǎo)體尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制在公差范圍內(nèi),以保證均勻的特征阻抗和高的回波損耗。
三,絕緣介質(zhì)
    射頻同軸電纜介質(zhì)遠(yuǎn)不只是起絕緣作用,終的傳輸性能主要是在絕緣之后才確定的,因此介質(zhì)材料的選擇和其結(jié)構(gòu)非常重要。所有重要的性能,如衰減、阻抗和回波損耗,都與絕緣關(guān)系很大。對(duì)絕緣重要的要求有:
    相對(duì)介電常數(shù)低,介質(zhì)損耗角因子小,以保證衰減小
    結(jié)構(gòu)一致,以保證阻抗均勻,回波損耗大
    機(jī)械性能穩(wěn)定以保證壽命長(zhǎng)
    防水防潮
    物理高發(fā)泡絕緣可以達(dá)到以上所有要求。用*的擠塑和注氣工藝及特殊的材料,發(fā)泡度可以達(dá)到80%以上,這樣的電氣性能與空氣絕緣電纜比較接近。注氣方法中,氮?dú)庵苯幼⑷霐D塑機(jī)內(nèi)的介質(zhì)材料中,該工藝也稱為物理發(fā)泡方法。與此相對(duì)的化學(xué)發(fā)泡方法,其發(fā)泡度只能達(dá)到50%左右,介質(zhì)損耗較大。注氣法得到的發(fā)泡結(jié)構(gòu)一致,意味著其阻抗均勻,回波損耗大。
    我們的RF電纜因絕緣材料的介質(zhì)損耗角小、發(fā)泡度大而具有非常好的電氣性能。發(fā)泡介質(zhì)特性在高頻下更加重要,正是這種特殊的發(fā)泡結(jié)構(gòu)決定了電纜高頻下非常低的衰減性能。
    *的多層絕緣(內(nèi)薄層-發(fā)泡層-外薄層)共擠工藝可以得到均勻、密閉的發(fā)泡結(jié)構(gòu),具有機(jī)械性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高以及很好的防潮性能等特點(diǎn)。為使電纜在潮濕的環(huán)境中仍保持很好的電氣性能,我們特意設(shè)計(jì)了一種電纜:在發(fā)泡絕緣層外表面加一層薄的實(shí)芯PE。這種外薄層可以有效防止潮氣入侵,從一開(kāi)始生產(chǎn)就保護(hù)電纜電氣性能,這種設(shè)計(jì)對(duì)于外導(dǎo)體開(kāi)孔的漏泄電纜尤其重要。另外,絕緣層通過(guò)內(nèi)薄層緊緊地包在內(nèi)導(dǎo)體上,進(jìn)一步提高了電纜的機(jī)械穩(wěn)定性。而且,薄層中含有特殊的穩(wěn)定劑,即能保證和銅的相容性,又能保證我們電纜的長(zhǎng)期使用壽命。選用合適的內(nèi)薄層材料,*可以獲得滿意的性能,如:防潮、粘接和穩(wěn)定性。
    這種多層絕緣設(shè)計(jì)(內(nèi)薄層-發(fā)泡層-外薄層)可以同時(shí)獲得*的電氣性能和穩(wěn)定的機(jī)械性能,從而提高了我們的RF電纜的長(zhǎng)期使用壽命和可*性。
四,護(hù)套
    戶外電纜常用的護(hù)套材料是黑色線性低密度聚乙烯,它密度與LDPE相近,但強(qiáng)度與HDPE相當(dāng)。相反,在某些情形下,我們傾向用HDPE,它可為護(hù)套提供更好的機(jī)械性能和耐摩擦、化學(xué)、潮氣及不同環(huán)境條件的性能。
    防紫外線的黑色HDPE能承受如*溫度和*紫外線引起的氣候應(yīng)力。當(dāng)強(qiáng)調(diào)電纜的防火安全性時(shí),應(yīng)使用低煙無(wú)鹵阻燃材料。在漏泄電纜中,為減小火的蔓延,可在外導(dǎo)體和護(hù)套之間使用防火阻燃帶,使容易熔融的絕緣層保留在電纜內(nèi)。

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