射频同轴电缆结构及主要技术性能

射频同轴电缆结构性能及射频电缆组件的生产一、射频同轴电缆简介射频同轴电缆是一种常用的微波信号传输线，它具有频带宽、电性能优越、可弯折、使用方便等优点，被广泛用于仪器仪表、微波通信及武器系统中。其典型结构如下图所示：一、射频同轴电缆简介１、电缆结构射频同轴电缆从里到外可分为四层：

芯线：射频同轴电缆的内导体。单根或多根无氧铜线单根钢包铜线单根铝包铜线铝管或波纹铜管

屏蔽层：射频同轴电缆的外导体。单层或又层多股铜线纺织层单层多股铜线纺织层加铝薄单层铝薄加镀银铜带包绕层一层铜管或波纹铜管

绝缘层：射频同轴电缆的内外导体间的支撑介质，决定着射频同轴电缆的许多电特性和机械特性。实心聚四氟乙烯或聚乙烯高发泡聚四氟乙烯填充高发泡聚乙烯填充高发泡聚四氟乙烯带包绕藕状或骨架式空气混合绝缘支撑空气介质加1／4波长金属支撑子

外皮：射频同轴电缆的外保护层，可无。聚四氟乙烯或聚乙烯外皮硅橡胶或有机材料编织外皮

塑料或金属铠管护套2、电缆主要电性能指标射频同轴电缆电性能主要有以下几条：

特性阻抗：由射频同轴电缆的内导体外径、屏蔽层内径和绝缘层的介电常数决定。

传输损耗：射频同轴电缆在传输微波信号时每百米电缆使信号产生衰减的dB值。

频率范围：电缆厂家推荐的使用频率范围。同种结构的电缆，寸越小使用频率范围越宽。

屏蔽效率：在特定频率下电缆射频泄漏的dB值，由电缆的外导体结构决定。

绝缘电阻：考核绝缘介质材料特性的一项电性能指标。

功率容量：与电缆机械尺寸有关的一项电性能指标。

相位温度系数：特定频率下单位长度电缆在单位温度变化时产生的相位漂移的PPm值。3、电缆主要机械性能指标

最小弯曲半径：射频同轴电缆在使用时允许弯折的最小半径值。过份弯折将造成电缆损伤，导至电缆性能下降。

单位质量：单位长度电缆的质量值。4、射频同轴电缆简单分类

柔性电缆：也称软电缆，最常用的射频同轴电缆品种，具有多种尺寸规格，易于布线，使用方便。其中包括：聚乙烯同轴电缆（单、双屏蔽层）聚四氟乙烯同轴电缆（单、双屏蔽层）物理发泡低损耗电缆高发泡包绕介质稳相电缆……

半柔性电缆：外导体编织层中浸润锡合金材料而形成的电缆品种，电性能优越，介于软电缆和半刚性电缆之间。

半刚性电缆：外导体为铜管或铝管，弯曲性能差但弯曲后易于定型，电性能优越。

刚性电缆：也称硬电缆，最用于微波测试系统中，做为测试标准元件，一般以空气为绝缘介质，没有多少工程使用价值。

波纹铜管电缆：外导体为螺旋状或环状波纹铜管，较易弯曲，一般尺寸较大，损耗低、功率容量大、电性能优越，常用于天馈系统中。5、关于稳相电缆稳相电缆应具备以下特性：1）机械相位稳定性：射频同轴电缆以不小于最

小弯曲半径的弧度盘曲和伸展时相位应稳定。2）温度相位稳定性：射频同轴电缆在温度发生变化时的相位稳定性。随着通信产业的发展，射频连接器的用量猛增，射频电缆组件的生产批量越来越大，已逐步从整机生产厂家自行生产转向直接采购组件，社会分工不断细化。电缆组件的生产看似简单，但实际上却有非常严格的工艺要求，在加工的每一个环节都能够实施严格的控制，才生产出可靠性高、电气性能优越的电缆组件。我们常用的电缆有如下几种：半刚性电缆、半柔性电缆、柔软电缆、大功率波纹馈线等，大功率波纹馈线组件的装接大部分是在现场操作，且批量很小，这里就不讲了，下面谈一谈半刚、半柔性电缆组件和柔软电缆组件的装接。二、射频同轴电缆组件的生产(一)半刚、半柔性电缆组件的装接1、半刚性电缆表面处理（半柔性电缆不适用）半刚性电缆在与连接器装接前必须进行表面处理，一般有两种方式：用机械方式去除氧化层（仅对焊接部分），或表面镀半光亮镍或锡铈合金。机械方法去除氧化层一般采用刀片刮或细沙纸抛，一定要将氧化层去除干净，否则易出现虚焊或干脆无法焊接等现象。电镀则要求镀层结合力好、可焊性能好，镀后半刚性电缆弯曲120°，电缆表面镀层无起皮及脱落现象，焊接过程中吸附力强，焊点表面光滑不产生虚焊。电缆表面电镀后外观质量与抗腐蚀能力大大提高，是一种很好的方法。2、装配前前准备工作作装配开始前前一定要做做好准备工工作，详细细消化电缆缆组件图上上的各项要要求，并核核对装配计计划单与相相配的射频频连接器、、半刚或半半柔性电缆缆是否符合合电缆组件件图要求，，同时按图图纸上的要要求确定相相应剥线夹夹具、电缆缆弯曲夹具具、电缆装装配夹具以以及准备好好电铬铁、、焊丝、焊焊剂、洒精精棉球等工工量夹具。。3、半刚、、半柔性电电缆长度的的确定及剥剥线首先，电缆缆组件的长长度的确定定供需双方方在合同中中要有明确确的规定，，最好双方方采用统一一的组件尺尺寸标注方方法，以免免造成浪费费。明确了了需求后，，确定出该该电缆组件件的展开长长度及长度度公差，然然后用剪线线钳等工具具按长度要要求将电缆缆剪断，并并用卡尺或或直尺检验验其长度及及公差是否否符合要求求。半刚、半性性电缆的剥剥线有很多多种方法，，对于电缆缆较短、电电性能指标标要求高的的组件，可可利用车床床进行剥线线（保证剥剥线端面的的平整与尺尺寸精度））；对于电电缆较长、、电性能指指标要求高高的组件，，可利用端端面旋切式式剥线工具具进行剥线线（上车床床易将电缆缆扭折或使使之变形））；对于其其它要求不不很高的电电缆组件则则可利用其其它更加快快捷的剥线线方法。4、半刚、、半柔性电电缆的弯曲曲半刚、半柔柔性电缆本本身具有一一定的机械械强度，容容易弯折成成一定的形形状，以达达到特定整整机结构的的要求，这这是此类电电缆的一大大特色。对对不同直径径的电缆，，有不同的的最小弯曲曲半径，我我们加工打打弯时不应应使弯曲半半径小于规规定值，以以免对电缆缆造成损伤伤。打弯时不能能用手去直直接弯折，，而应该采采用专门的的弯曲工具具，以免使使弯曲部分分严重变形形。弯曲工工具及使用用方法可参参考富士达达公司产品品手册最后后一部分。。5、半刚、、半柔性电电缆组件的的焊接⑴电缆缆预热处理理（半柔性性电缆不适适用）半刚性电缆缆不同于其其它电缆，，其外皮是是一层封闭闭的铜管。。电缆在受受热时，由由于铜材与与内部的聚聚四氟乙烯烯绝缘材料料热膨胀系系数不同，，绝缘材料料增大的体体积无处容容纳，将从从电缆外皮皮端面挤出出，如不做做预热处理理，组件焊焊接时膨胀胀的绝缘材材料将很可可能挤坏连连接器，造造成损失。。用电铬铁铁对电缆进进行预热后后，将焊接接端面冒出出电缆外导导体的绝缘缘层用单面面刀片切除除，方能保保证电缆组组件的电气气性能。⑵内导导体的装接接半刚、半柔柔性电缆组组件内导体体一般采用用焊接的方方法。在焊焊接过程中中有一点常常被忽视，，即连接器器内导体与与电缆外皮皮间有一个个电气性能能及温度补补偿尺寸，，是一定要要在内导体体焊接时进进行定位确确定的。按图所示方方法进行内内导体焊接接，加入电缆隔隔片确保连连接器内导导体与电缆外导体位位置，以产产生良好的的电气性能及温度补补偿。焊接接时应采用用25W的的电铬铁，焊焊点高出内内导体表面面的多余焊锡要用单单面刀片轻轻轻修平，，不允许损伤内导体体表面镀层层。焊好后后清洗内导导体表面的的焊剂及修修理多出来来的焊锡，，以消除对对电气性能能影响。焊好了内导导体的电缆缆组件百分分之百按GJB681的要求进行行绝缘性能能测试，合合格后才能能转入下道道工序。当然，内导导体的装接接也可以采采用压接的的方式，同样需要进进行补偿定定位。⑶外导导体的装接接半刚、半柔柔性电缆组组件外导体体的装接根根据连接器器结构的不不同，有两两种方式，，一种是压压接式，该该类连接器器专门配有有一个弹性性压套，将将其压入电电缆外皮与与连接器之之间，便可可将电缆与与连接器牢牢固连接。。这种方法可可靠性较低低、电缆外外皮变形损损伤较大，，对组件电电气性能有有较大影响响，很少采采用。另一一种便是焊焊接。将焊好的的内导体体电缆组组件装入入连接器的外壳壳内，并并插头定定位夹具具与连接接器连接好(见右图图,也也可接接一个能能与之配配接的连接器器)，以以确保内内外导体体在连接接器中的位置。。用75W以上的的电铬铁铁选择相应应的铬铁铁头(头部部形状见见下图)装装入电铬铬铁内内插上上电源进进行加热热；在焊焊接部位位涂涂上少许许焊剂，，用铬铁铁加热焊焊接部位，，并迅速速加上焊焊锡丝；；焊接时时间不应应超过5秒钟，，如5秒秒钟内没没焊好，，则停下下待冷却却后再进进行焊接接，以免免损伤电电缆。焊焊接部分分要求光光滑平整整、无虚虚焊。再再次百分分之百检检验其绝绝缘电阻阻及介质质耐压是是否符合合要求。。(二)柔柔软电缆缆组件的的装接柔软电缆缆具有价价格便易易、使用用方便等等优点，，其应用用最为广广泛。柔柔软电缆缆与连接接器的装装接机构构是射频频同轴连连接器的的一个关关键部位位，是影影响连接接器可靠靠性的主主要因素素。本着着简化装装接工艺艺、提高高装接可可靠性的的原则，，国际上上先后推推出十多多种电缆缆装接方方法，最最为常用用的是夹夹持式、、焊接式式和压接接式。夹持式是是推出最最早的电电缆装接接方法，，其内导导体焊接接，外导导体由连连接器夹夹紧机构构将电缆缆屏蔽层层夹紧。。这种方方式优点点是可折折卸，缺缺点是结结构复杂杂，且夹夹持部位位机械强强度受制制于很多多方面因因素，易易发生电电缆的挤挤压变形形和夹持持机构超超力矩失失效，尤尤其是对对较细的的电缆，装装接后组组件电性性能一致致性差。。目前，，该方法法仅用于于较粗的的大功率率传输电电缆组件件中。柔软电缆缆的焊接接式连接接技术要要求高，，且操作作麻烦，，人为因因素影响响较大，，一般只只有耐高高温电缆缆才能进进行焊接接式连接接。压接式是是为了避避免夹持持式和焊焊接式的的缺点而而研制出出来的，，它具有有结构简简单、装装接速度度快、一一致性好好、可靠靠性高等等优点，，一经出出现便得得到广泛泛的应用用。压接接电缆编编织层的的方法一一般有两两种：圆圆形压接接和六方方压接。。外径较大大的电缆缆（超过过Φ7））多采用用夹持式式柔软电缆缆的焊接接式连接接技术要要求高，，且操作作麻烦，，人为因因素影响响较大，，一般只只有耐高高温电缆缆才能进进行焊接接式连接接。焊接式连连接在连连接器设设计合理理、操作作得当时时可以生生产出高高性能射射频同轴轴电缆组组件。外径较小小的电缆缆一般都都采用压压接方式式从原理上上讲圆压压接可以靠整个个圆周的的收缩产产行最佳的压压紧效果果与机械械强度，且连连接器变变形最小小，但其对压压接精度度要求太太高，很难实现现。六方方压接俗俗称压六方，，它对压压接钳口口及操作作要求不不高，易易于实现现，是最最常用的的压接方方式。下面，我我们以压压接式接接电缆连连接器为为例，简简单讲一一下柔软软电缆组组件的装装接。六方形压压接圆圆形形压接1、装配前准准备工作作与装接半半刚性电电缆组件件相同，，装配开开始前一一定要做做好准备备工作，，详细消消化电缆缆组件图图上的各各项要求求，并核核对射频频连接器器、电缆缆是否符符合电缆缆组件图图要求，，同时按按图纸上上的要求求确定相相应剥线线夹具、、电缆装装配夹具具以及准准备好电电铬铁、、焊丝、、焊剂、、洒精棉棉球以及及直尺、、压接钳钳等工具具。2、柔软电缆缆长度的的确定及及剥线根据技术术图纸确确定了电电缆长度度及剥尺尺寸后，，用剪线线钳等工工具按长长度要求求将电缆缆剪断，，并用卡卡尺或直直尺检验验其长度度及公差差是否符符合工艺艺要求。。柔软电缆缆剥线要要半刚性性电缆容容易得多多，剥线线方法和和可利用用的工具具多种多多样，只只要能够够保证精精度、不不损伤电电缆，都都可以使使用。国国外近几几年推出出多种自自动剥线线机，其其控制精精度高、、速度快快，是软软电缆剥剥线较为为理想的的设备。。3、内导体的的装接内导体与与电缆芯芯线的装装接最常常用的方方法有焊焊接和压压接。前前面讲过过，内导导体压接接的方式式有很多多优点，，但由于于电缆芯芯线外径径尺寸较较小，压压接要求求的配合合尺寸精精度很高高，这给给机械加加工带来来一些难难题。内内导体的的压接与与外导体体一样，，采用压压六方或或压四方方的方式式，操作作方便。。焊接对零零件精度度要求不不高，但但对操作作人员有有较高要要求，焊焊接不仅仅要牢固固可靠，，而且焊焊点要平平滑，不不应有焊焊料堆积积。如果果一次焊焊不好或或焊点过过大，则则有可能能造成产产品的报报废。4、外导体的的装接焊好内导导体的电电缆在装装接外导导体前应应将热缩缩管、线线夹等需需要装入入的零件件套在电电缆上（（一头装装好的电电缆组件件在装另另一头时时尤其要要注意）），然后后将电缆缆推入连连接器壳壳体，直直至内导导体到位位。将线夹推推到位后后，要进进行一次次测试，，检验其其导通、、耐压、、绝缘性性能，以以免压接接后发现现问题而而造成报报废。压线夹之之前一定定要检查查一下压压接钳口口尺寸是是否符合合要求，，使用气气动或手手动冲床床的应检检查上下下模合模是否准准确到位位，使用用压接钳钳的应检检查压接接钳脱开开点压接接力是否否达到要要求，以以免出现现压不紧紧或压偏偏现象的发生生。压接接过程最最好一次次成功，，多次压压接反而而容易造造成电缆缆保持力力不足或或松脱。。5、测试电缆组件件装接完完成后至至少应做做以下测测试：a、内导导体阻值值：整根根组件的的内导体体电阻值值应保持持在一个个适当的的范围内内，过大大的偏差差说明电电缆组件件内导体体装接有有问题或或是电缆缆芯线本本身有问问题。b、绝缘缘电阻；；c、介质质耐压。。除此之外要要对组件的的损耗及电电压驻波比比进行抽样样测量。三、稳相射射频同轴电电缆组件的的生产(一)哪哪些因素对对相位一致致性及幅值值有响：1、对组件件相位一致致性有影响响的因素有有:电缆机械长长度的一致致性.电缆的均一一性焊接对电缆缆产生的影影响打弯或弯曲曲形状电缆组件相相位一致性性的因素是是组件的有有效电长度，但我我们在加工工过程中所所能控制的的是组件的的机械长度，，尤其是长长度较短的的电缆组件件，由于电电缆均一性对对组件的影影响变的比比较小，所所以可直接接使用控制组组件机械长长度的方法法控制相位位比如30cm以内内的半刚，，半柔组件件。我们知知道信号在在同轴线中中的波长与与在空中不不同，它和和同轴线的的内外导体体尺寸，介介质的介电电常数有直直接关系。。电缆均一一性较差时时，就会出出现等长电电缆相位差差别较大的的情况，有有时还会出出现机械长长度的反而而相位超前前。这种情情况在国产产的低损，，稳相电缆缆中经常出出现。焊接对电缆缆易造成损损伤，在半半刚性电缆缆焊接过程程中外体体焊接时间间过长会使使绝缘子伸伸出，去除除掉一定体体积的绝缘缘材料，相相当于改变变了电缆介介质在局部部的介电常常数，在段段信号波长长就会产生生变化。所所以在焊接接接过程中中应严格控控制焊接时时间和绝缘缘去除量。。我们在生产产的很多电电缆组件均均未采用稳稳相电缆，，而是采用用普通的半半刚，半柔柔成是柔性性电缆，在在电缆过弯弯或弯折部部位电场产产生变化，，信号在波波段的波长长会随之变变化，相位位一致性将将发生变化化。２．影响组组件信号幅幅值的因素素：Ａ、电缆一一致性。Ｂ、组件电电压驻波比比。Ｃ、组件机机械长度。。以上几条，，原因明显显，这里不不再多说了了。(二)、加加工过程中中相位的调调整当组件的使使用频率较较高，或相相位一致性性要求较高高时，将相相位变化的的度数转化化为机械长长度，有时时仅为0.1mm左左右,直接接用机械尺尺寸一致致性去保护护相位一致致性几乎不不可能。我我们一般采采用如下步步骤：1、通过理理论公式计计算出在最最要求频点点上电信号号在电缆中中的波长返返值，并换换算成每度度对应长度度。２、利用电电缆一标标准长度的的方法保证证实际上每每度相位对对应的机械械长度，并并以此为配配相调整的的依据。３３、做一一个便于安安装，不