射频同轴电缆结构及主要技术性能

射频同轴电缆构造性能及射频电缆组件的消费一、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、运用方便等优点，被广泛用于仪器仪表、微波通讯及武器系统中。其典型构造如以下图所示：一、射频同轴电缆简介１、电缆构造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，决议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：射频同轴电缆的外维护层，可无。聚四氟乙烯或聚乙烯外皮硅橡胶或有机资料编织外皮塑料或金属铠管护套2、电缆主要电性能目的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议。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：电缆厂家引荐的运用频率范围。同种构造的电缆，寸越小运用频率范围越宽。屏蔽效率：在特定频率下电缆射频走漏的dB值，由电缆的外导体构造决议。绝缘电阻：考核绝缘介质资料特性的一项电性能目的。功率容量：与电缆机械尺寸有关的一项电性能目的。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、电缆主要机械性能目的最小弯曲半径：射频同轴电缆在运用时允许弯折的最小半径值。过份弯折将呵斥电缆损伤，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种类，具有多种尺寸规格，易于布线，运用方便。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资料而构成的电缆种类，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，做为测试规范元件，普通以空气为绝缘介质，没有多少工程运用价值。波纹铜管电缆：外导体为螺旋状或环状波纹铜管，较易弯曲，普通尺寸较大，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。随着通讯产业的开展，射频衔接器的用量猛增，射频电缆组件的消费批量越来越大，已逐渐从整机消费厂家自行消费转向直接采购组件，社会分工不断细化。电缆组件的消费看似简单，但实践上却有非常严厉的工艺要求，在加工的每一个环节都可以实施严厉的控制，才消费出可靠性高、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消费(一)半刚、半柔性电缆组件的装接1、半刚性电缆外表处置〔半柔性电缆不适用〕半刚性电缆在与衔接器装接前必需进展外表处置，普通有两种方式：用机械方式去除氧化层〔仅对焊接部分〕，或外表镀半光亮镍或锡铈合金。机械方法去除氧化层普通采用刀片刮或细沙纸抛，一定要将氧化层去除干净，否那么易出现虚焊或干脆无法焊接等景象。电镀那么要求镀层结合力好、可焊性能好，镀后半刚性电缆弯曲120°，电缆外表镀层无起皮及零落景象，焊接过程中吸附力强，焊点外表光滑不产生虚焊。电缆外表电镀后外观质量与抗腐蚀才干大大提高，是一种很好的方法。2、装配前预备任务装配开场前一定要做好预备任务，详细消化电缆组件图上的各项要求，并核对装配方案单与相配的射频衔接器、半刚或半柔性电缆能否符合电缆组件图要求，同时按图纸上的要求确定相应剥线夹具、电缆弯曲夹具、电缆装配夹具以及预备好电铬铁、焊丝、焊剂、洒精棉球等工量夹具。3、半刚、半柔性电缆长度确实定及剥线首先，电缆组件的长度确实定供需双方在合同中要有明确的规定，最好双方采用一致的组件尺寸标注方法，以免呵斥浪费。明确了需求后，确定出该电缆组件的展开长度及长度公差，然后用剪线钳等工具按长度要求将电缆剪断，并用卡尺或直尺检验其长度及公差能否符合要求。半刚、半性电缆的剥线有很多种方法，对于电缆较短、电性能目的要求高的组件，可利用车床进展剥线〔保证剥线端面的平整与尺寸精度〕；对于电缆较长、电性能目的要求高的组件，可利用端面旋切式剥线工具进展剥线〔上车床易将电缆扭折或使之变形〕；对于其它要求不很高的电缆组件那么可利用其它更加快捷的剥线方法。4、半刚、半柔性电缆的弯曲半刚、半柔性电缆本身具有一定的机械强度，容易弯折成一定的外形，以到达特定整机构造的要求，这是此类电缆的一大特征。对不同直径的电缆，有不同的最小弯曲半径，我们加工打弯时不应使弯曲半径小于规定值，以免对电缆呵斥损伤。打弯时不能用手去直接弯折，而应该采用专门的弯曲工具，以免使弯曲部分严重变形。弯曲工具及运用方法可参考富士达公司产品手册最后一部分。5、半刚、半柔性电缆组件的焊接⑴电缆预热处置〔半柔性电缆不适用〕半刚性电缆不同于其它电缆，其外皮是一层封锁的铜管。电缆在受热时，由于铜材与内部的聚四氟乙烯绝缘资料热膨胀系数不同，绝缘资料增大的体积无处包容，将从电缆外皮端面挤出，如不做预热处置，组件焊接时膨胀的绝缘资料将很能够挤坏衔接器，呵斥损失。用电铬铁对电缆进展预热后，将焊接端面冒出电缆外导体的绝缘层用单面刀片切除，方能保证电缆组件的电气性能。⑵内导体的装接半刚、半柔性电缆组件内导体普通采用焊接的方法。在焊接过程中有一点常被忽视，即衔接器内导体与电缆外皮间有一个电气性能及温度补偿尺寸，是一定要在内导体焊接时进展定位确定的。按图所示方法进展内导体焊接，参与电缆隔片确保衔接器内导体与电缆外导体位置，以产生良好的电气性能及温度补偿。焊接时应采用25W的电铬铁，焊点高出内导体外表的多余焊锡要用单面刀片悄然修平，不允许损伤内导体外表镀层。焊好后清洗内导体外表的焊剂及修缮多出来的焊锡，以消除对电气性能影响。焊好了内导体的电缆组件百分之百按GJB681的要求进展绝缘性能测试，合格后才干转入下道工序。当然，内导体的装接也可以采用压接的方式，同样需求进展补偿定位。⑶外导体的装接半刚、半柔性电缆组件外导体的装接根据衔接器构造的不同，有两种方式，一种是压接式，该类衔接器专门配有一个弹性压套，将其压入电缆外皮与衔接器之间，便可将电缆与衔接器结实衔接。这种方法可靠性较低、电缆外皮变形损伤较大，对组件电气性能有较大影响，很少采用。另一种便是焊接。将焊好的内导体电缆组件装入衔接器的外壳内，并插头定位夹具与衔接器衔接好(见右图,也可接一个能与之配接的衔接器)，以确保内外导体在衔接器中的位置。用75W以上的电铬铁选择相应的铬铁头(头部外形见以下图)装入电铬铁内插上电源进展加热；在焊接部位涂上少许焊剂，用铬铁加热焊接部位，并迅速加上焊锡丝；焊接时间不应超越5秒钟，如5秒钟内没焊好，那么停下待冷却后再进展焊接，以免损伤电缆。焊接部分要求光滑平整、无虚焊。再次百分之百检验其绝缘电阻及介质耐压能否符合要求。(二)柔软电缆组件的装接柔软电缆具有价钱便易、运用方便等优点，其运用最为广泛。柔软电缆与衔接器的装接机构是射频同轴衔接器的一个关键部位，是影响衔接器可靠性的主要要素。本着简化装接工艺、提高装接可靠性的原那么，国际上先后推出十多种电缆装接方法，最为常用的是夹持式、焊接式和压接式。夹持式是推出最早的电缆装接方法，其内导体焊接，外导体由衔接器夹紧机构将电缆屏蔽层夹紧。这种方式优点是可折卸，缺陷是构造复杂，且夹持部位机械强度受制于很多方面要素，易发生电缆的挤压变形和夹持机构超力矩失效，尤其是对较细的电缆，装接后组件电性能一致性差。目前，该方法仅用于较粗的大功率传输电缆组件中。柔软电缆的焊接式衔接技术要求高，且操作费事，人为要素影响较大，普通只需耐高温电缆才干进展焊接式衔接。压接式是为了防止夹持式和焊接式的缺陷而研制出来的，它具有构造简单、装接速度快、一致性好、可靠性高等优点，一经出现便得到广泛的运用。压接电缆编织层的方法普通有两种：圆形压接和六方压接。外径较大的电缆〔超越Φ7〕多采用夹持式柔软电缆的焊接式衔接技术要求高，且操作费事，人为要素影响较大，普通只需耐高温电缆才干进展焊接式衔接。焊接式衔接在衔接器设计合理、操作得当时可以消费出高性能射频同轴电缆组件。外径较小的电缆普通都采用压接方式从原理上讲圆压接可以靠整个圆周的收缩产行最正确的压紧效果与机械强度，且衔接器变形最小，但其对压接精度要求太高，很难实现。六方压接俗称压六方，它对压接钳口及操作要求不高，易于实现，是最常用的压接方式。下面，我们以压接式接电缆衔接器为例，简单讲一下柔软电缆组件的装接。六方形压接圆形压接1、装配前预备任务与装接半刚性电缆组件一样，装配开场前一定要做好预备任务，详细消化电缆组件图上的各项要求，并核对射频衔接器、电缆能否符合电缆组件图要求，同时按图纸上的要求确定相应剥线夹具、电缆装配夹具以及预备好电铬铁、焊丝、焊剂、洒精棉球以及直尺、压接钳等工具。2、柔软电缆长度确实定及剥线根据技术图纸确定了电缆长度及剥尺寸后，用剪线钳等工具按长度要求将电缆剪断，并用卡尺或直尺检验其长度及公差能否符合工艺要求。柔软电缆剥线要半刚性电缆容易得多，剥线方法和可利用的工具多种多样，只需可以保证精度、不损伤电缆，都可以运用。国外近几年推出多种自动剥线机，其控制精度高、速度快，是软电缆剥线较为理想的设备。3、内导体的装接内导体与电缆芯线的装接最常用的方法有焊接和压接。前面讲过，内导体压接的方式有很多优点，但由于电缆芯线外径尺寸较小，压接要求的配合尺寸精度很高，这给机械加工带来一些难题。内导体的压接与外导体一样，采用压六方或压四方的方式，操作方便。焊接对零件精度要求不高，但对操作人员有较高要求，焊接不仅要结实可靠，而且焊点要平滑，不应有焊料堆积。假设一次焊不好或焊点过大，那么有能够呵斥产品的报废。4、外导体的装接焊好内导体的电缆在装接外导体前应将热缩管、线夹等需求装入的零件套在电缆上〔一头装好的电缆组件在装另一头时尤其要留意〕，然后将电缆推入衔接器壳体，直至内导体到位。将线夹推到位后，要进展一次测试，检验其导通、耐压、绝缘性能，以免压接后发现问题而呵斥报废。压线夹之前一定要检查一下压接钳口尺寸能否符合要求，运用气动或手动冲床的应检查上下模合模能否准确到位，运用压接钳的应检查压接钳脱开点压接力能否到达要求，以免出现压不紧或压偏现象的发生。压接过程最好一次胜利，多次压接反而容易呵斥电缆坚持力缺乏或松脱。5、测试电缆组件装接完成后至少应做以下测试：a、内导体阻值：整根组件的内导体电阻值应坚持在一个适当的范围内，过大的偏向阐明电缆组件内导体装接有问题或是电缆芯线本身有问题。b、绝缘电阻；c、介质耐压。除此之外要对组件的损耗及电压驻波比进展抽样丈量。三、稳相射频同轴电缆组件的消费(一)哪些要素对相位一致性及幅值有响：

1、对组件相位一致性有影响的要素有:电缆机械长度的一致性.电缆的均一性焊接对电缆产生的影响打弯或弯曲外形电缆组件相位一致性的要素是组件的有效电长度，但我们在加工过程中所能控制的是组件的机械长度，尤其是长度较短的电缆组件，由于电缆均一性对组件的影响变的比较小，所以可直接运用控制组件机械长度的方法控制相位比如30cm以内的半刚，半柔组件。我们知道信号在同轴线中的波长与在空中不同，它和同轴线的内外导体尺寸，介质的介电常数有直接关系。电缆均一性较差时，就会出现等长电缆相位差别较大的情况，有时还会出现机械长度的反而相位超前。这种情况在国产的低损，稳相电缆中经常出现。焊接对电缆易呵斥损伤，在半刚性电缆焊接过程中外体焊接时间过长会使绝缘子伸出，去除掉一定体积的绝缘资料，相当于改动了电缆介质在部分的介电常数，在段信号波长就会产生变化。所以在焊接接过程中应严厉控制焊接时间和绝缘去除量。我们在消费的很多电缆组件均未采用稳相电缆，而是采用普通的半刚，半柔成是柔性电缆，在电缆过弯或弯折部位电场产生变化，信号在波段的波长会随之变化，相位一致性将发生变化。２．影响组件信号幅值的要素：Ａ、电缆一致性。Ｂ、组件电压驻波比。Ｃ、组件机械长度。以上几条，缘由明显，这里不再多说了。(二)、加工过程中相位的调整当组件的运用频率较高，或相位一致性要求较高时，将相位变化的度数转化为机械长度，有