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如何选择最佳的微波射频测试电缆

作者:时间:2012-09-23来源:网络收藏

  提高包括衰减在内整体性能的一种通常策略,是将50%遮盖螺旋面作为内屏蔽层来补充单一绕包带。在提供更有助于传播界面的同时,螺旋面对增加屏蔽性也有额外的帮助。但是,这种结构也有其弊端。能力会随弯曲而更快减弱。通常第三种扁平编织带会被置于螺旋带下端,以帮助解决此问题。与介质应用相反,扁平编织层具有螺旋带一样的平滑表面,且更具弯曲性。此外,扁平及螺旋编织带结构可根据频率变化使衰减提高到10%。

  总而言之,虽然三层编织层的比较坚硬,但是可提供更强的衰减能力,屏蔽效力,以及更长的弯曲寿命。然而,近看编织层强度和角度,以及严格的控制程序,会发现此种同样传输更高频率。在符合工作频率与最小弯曲半径的条件下,在弯曲度大于RG电缆时,依然能保持其性能。

  最有效的减少衰减的方式不仅包括改进编织带及中心导体,还包括改变其中心结构。延展聚四

  氟乙烯,发泡聚四氟乙烯,花健聚四氟乙烯,以及发泡聚乙烯,均是生产商用来增加介质内空气百分比的方式,从而减少其介电常数。更多的空气通常意味着更易弯曲的中心导体,以更具柔性。为了保持合适的阻抗,需要更大的中心导体,以减小阻抗,使损耗更低。要找到90%或更高Vp的低损电缆,不是一件难事。这类电缆往往衰减更低,有时甚至比损耗更高的固体聚四氟乙烯直径更小,柔性更强。

  看起来,低损电缆是满足以上要求的合适之选,然而,也有不足之处。低损产品使用成品连接器通常不太合适,只能专为此类电缆设计的连接器,这样的话生产周期会延长,同样成本会提高。低损中心导体可能更容易潮湿,沾染助焊剂和清洁剂,也不会像固体中心针容易剥离。这些问题可能使安装复杂化,并且增加成本。

  这种更柔的中心结构使得在更高频率达到高性能变得困难。例如,编制带上的波纹中心导体使用太紧密,会导致更高的回损。如果中心导体很软,编织层部件会互相移动靠近,导致射频性能不稳定,尤其表现在相位或电长度等参数上。而且中心导体会偏离中心位置,改变阻抗。最后,低损电缆更易受外部物理压力或其它弯曲动力的影响而遭到损坏。Vp值越高,这些问题越容易恶化。

  看来低损电缆有太多问题需要考虑,但实际上有些问题经常被忽视。时代系统的LMR,T-FLEX,SF,SFT系列为低损或编织层结构改进后的高性能电缆的案例,不仅最大化减少损耗值,而且提供柔性与高频率性能。

  显而易见,低损电缆可能需要满足或至少达到目标损耗值,同时又必须满足最小弯曲半径/柔性需求。为达到客户的价格与交期目标,我们先从时代系统LMR UltraFlex产品开始来研究目录产品,该产品使用了聚乙烯介质技术。由于在电信及无线领域的广泛应用,发泡聚乙烯电缆和许多连接器到处可见,且价格十分低廉。Vp在80-87%的发泡聚乙烯同样非常低廉。UltraFlex系列相对于标准LMR或普通发泡聚乙烯电缆,具备更优的弯矩。一款0.200’’直径电缆计算得出频率损耗值为0.12db,非常接近客户需求。这使得我们拥有完美的解决方案。

  另外一款我们关注的产品为用多股中心导体的Times SFT316产品。这是一种0.120’’直径,76%速率的绕包聚四氟乙烯电缆。更柔软的聚四氟乙烯介质更能满足柔性及弯曲寿命要求,且更接近弯曲半径要求,但损耗值可达0.18db。LMR是双层屏蔽电缆产品,而SFT则是高屏蔽的三层电缆。每种都使用不同中心结构。可见,要在一种产品中达到所有要求,并不像客户期望的那么简单。

  从一种电缆中得到性能及最大价值

  电缆的其他性能也使其成为极佳电缆产品。让我们试着为此款电缆合适尺寸的连接器。一种方式是将电缆中心导体直径与连接器中心针直径相对比。相似尺寸的部件使得在连接器处匹配较好,从而使回损最佳化。

  通常,电缆组件的接头连接处是最容易折损的,所以拉力减缓系统需要提供从坚硬的接头连接位置到电缆的平稳过渡。拉力减缓系统如果不能固定接头连接部分或无法起到一个杠杆受力点的作用,那就起不到相应的作用并且接头会过早脱落。如果可能,为编织层以及中心导体焊接接头方法,能达到最长的使用寿命及最佳电气稳定性。

  除非系统或组件需要考虑交调性,一般来说连接器必须使用高质量的不锈钢材料来代替铜材,以达到长久的寿命。使用钢制的连接器可增加插拔次数,减少金属颗粒渗入连接器而导致改变连接器阻抗。如果可能, SMA系列接头应该具有坚硬厚实的外导体设计,以减少在没有使用合适扳手的情况下产生的挤压。

  为电缆安装护套有助于避免挤压,过渡弯曲或绞缠时带来的损害,但是通常情况下柔性护套不能避免拧扭时带来的损害…这也是连接器/电缆组件失效的一个常见原因。最后,唯一最有效的方式,是培训正确使用及维护,以达到高效和长久的使用寿命。

  选择合适的测试电缆的策略

  客户对规格和性能的要求总在不断的变化,这并不稀奇,希望在所有方面都能达到最佳要求是很正常的。因此,预先定制策略可帮助我们较快筛选。我们将在表格一中分类一些较普遍使用的参数。

  该列表并非以面盖全,并不是每一个参数都是为测试电缆而设。例如,功率处理随海拔高度增加而减少。如果功率是首选考虑,并且所选电缆的最大功率接近最低需求,我们可能需要考虑该产品是否用于高海拔。一款用于室外的电缆需要考虑到受到潮湿的可能性,同时也需要能够抵抗紫外线。抗潮湿性会影响到连接器结构选择(推荐使用内部和外部都有封闭气垫)以及电缆选择(推荐Times LMR-db 防水编织结构)。抗紫外线特性需要在护套材料内含有特殊化学物质。最终应用将会决定使用哪种材料。

  首先,从参数列表上看,选择那些必须满足的。其次,设置最小或最大规格限制,但不要过度。否则将会浪费

  成本或错过一些可能完全适合的选择。一旦按优先次序从最重要的到最不重要的顺序排列参数,那些较不重要的将被忽略。

  首先我们需要选择最合适的电缆结构或技术来缩小供应商查找范围,此结构或技术需要最大可能的满足必需的参数和指标。举例来说,如果250000次弯曲寿命为最高优先级别,那么半刚同轴电缆不是一个合适的选择,相关的技术或供应商可被忽略。然而,大公司比如时代系统,能制造使用不止一项技术或材料的电缆,比如固体发泡聚乙烯,绕包聚四氟乙烯,以及现有的二氧化硅,我们能够提供更多选择。

  总之,我们应该记住,需要考虑的参数越多,对该参数的要求越高,需要越详尽的研究及花费更高的成本/或更长的周期。

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