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关于高频电缆特性阻抗、输入阻抗、工作衰减的有关介绍 - 无图版

AAAA --- 2008-05-03 21:08:48

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高频电缆是用来连接高频收发信机和结合滤波器用的,它是高频电流出入的必经之路,一般有几百公尺长。

对高频电缆的要求是:

1、对于被传输的信号应呈现尽可能小的衰耗;

2、尽可能使其输入阻抗与两端的有关负载阻抗匹配。

高频保护用的高频电缆,通常采用单芯式同轴电缆。这类电缆按型号的不同它们的结构也不完全相同,但是基本构造大致一样,电缆中心是铜芯,铜芯是内导体,其外包有一层绝缘物,绝缘物外面是一层铜丝网或铝包的外导体。因内外导体铜轴,故称之为同轴电缆。内外导体之间的绝缘物用聚苯乙烯。或纸绝缘作成,良好的塑料绝缘具有小的介质损耗和小的介电常数,所有内外导体之间的电容是很小的,因此对高频电流的衰耗也小。在外导体的外面再覆以绝缘层。

高频电缆在传输高频电流时,由于集肤效应的作用,内导体的电流都集中在其表面。而由于外两导体之间邻近效应的作用,外导体中的电流都集中在其内侧,所有外导体的外侧是没有电流流通的,这样外导体外侧就形成了对高频磁场的一个金属屏蔽层。另外,在相-地制通道中,,由于收发信机和结合滤波器均有一端接地,故高频电缆的外导体通常是接地的,因此,外导体的外侧就形成了一个由良导体构成的接地屏蔽罩,它同时有着对电场屏蔽和高频磁场屏蔽的作用。这样,即可减少外来信号的干扰,又可减小电缆中高频电流对外界的干扰。

   高频电缆虽然不长,但由于在传播的是高频电流,其波长较短,电缆长度足以与波长相比拟,故对高频电缆的分析仍然要用解决分布参数电路的方法来解决。

   对于高频电缆的分析,着重需要解决其特性阻抗和输入阻抗的有关问题,高频电缆的特性阻抗与频率之间的关系,它与电缆长度无关。

   高频电缆的输入阻抗与频率之间成波形变化的关系,高频电缆的输入阻抗与线路长度之间也成波动形成变化的关系,当电缆与两端的负载达到阻抗匹配时,电缆的输入阻抗等于其特性阻抗。当高频电缆长度为工作频率λ∕4偶数倍时,电缆的输入阻抗将出现极大值;当高频电缆的长度为工作频率的λ∕4奇数倍时,电缆的输入阻抗将出现极小值。从高频电缆的实际安装情况来看,它的长度一般为几百公尺,这个长度正好容易落在高频保护工作频率的λ∕4处,如果这样,则高频电缆的输入阻抗不是很小就是很大,给通道的匹配造成很大困难。所有在实际运行中,应绝对避免电缆长度等于λ∕4的情况。当出现这种情况时,可采用如下两种方法给予补救。

( 1)适当地增加电缆长度,以使其长度避开λ∕4。这个方法实施简单,但它通常对于工作频率较高的情况效果显著,因频率高,波长短,所以稍增加电缆长度,救可有效地避开λ∕4。而对于工作频率较低的情况,效果就差,因频率低,波长较长,所以要有效地避开λ∕4,就必须在较大程度上加长电缆长度,这在具体实施时是困难的。

(2)人为加感法  人为加感法是在电缆中串入适当的一小电感,以使电缆回路的电感量增加,从而导致高频电流在电缆中传输的速度发生变化。因电磁波传播速度在电缆中传播的为υ=1/ LC,所以加大电缆回路中的电感后,高频电流的传播速度就要降低,于是在原工作频率不变的条件下,其波长λ就要减小(因λ=υ∕ƒ)。这就同样可以达到避开λ∕4的目的。

人为加感法的方法有两种:一种是集中加感法:另一种是均匀加感法。集中加感法可在铁涂氧小磁环上绕圈制成;均匀加感法是在电缆的芯线上均匀地包上一层强磁性材料,以增加电缆地电感量。通常以集中加感法为简单而获得较广的应用。

电缆的衰耗常数由两部分组成,一部分是在金属中所引起的衰耗βɑ,另一部分是在介质中引起的衰耗βь。而βɑ与频率的平方根 f成正比,βь与频率成线性关系,例如内外导体的直径,内外导体间绝缘介质的特性等。综合上述这些因素,电缆的衰耗常数可表示为

β=βɑ+βь={[6.05 (fεr)(dь/dɑ+1)*10ˉ³] dьlndь/ dɑ}+29лf εr tgδ*10ˉб(dB/km)

中式         f ─ 工作频率,kHz

           εr  ─ 内外导体间绝缘介质的介电系数;

         dɑ、dь─ 内、外导体的直径(mm)

           tgδ  ─ 内外导体之绝缘介质的介质损失角正切值。

国产高频电缆常用的是SYV型,有关技术参数如下:

 

高频电缆            SYV-100-7                  SYV-75-9

特性阻抗(Ω)        95105                     7278

工作衰耗(dB/km)     50 kHz 2.17                   1.56

                   100 kHz 2.43                   1.82

                   150 kHz 2.78                   2.34

200 KHz 3.30                     2.60

300 KHz 3.74                   2.95

400 KHz 4.43                   3.48

                       500 KHz 5.21                   4.34

高频电磁波在电缆

中传播速度(Km/s (195-200)X103                     (195-198)X103

     

 

wzy --- 2008-12-21 14:16:09

2

花了点心思

一方 --- 2008-12-28 11:07:40

3

学习了,

谢谢!

zero0000 --- 2009-06-10 19:58:47

4

学习了,

谢谢!

学无止境 --- 2009-06-11 08:42:04

5

请教下楼主,这篇文章里所指的高频电缆是指频率高过多少的呢?有没有个范围
wsndld --- 2009-06-24 19:59:36

6

特性阻抗为什么不是测每个频率点的阻抗?

bttiankong --- 2009-08-07 14:35:19

7

原来这些方面就不是很清楚,楼主弄得很好,非常感谢!

lingyuking --- 2009-11-27 09:55:44

8

有没有对输入阻抗的深入研究阿?

dxdlw513 --- 2009-11-27 19:35:50

9

TKS
jizhuan501 --- 2009-12-09 20:00:09

10

学习中!谢谢LZ!

wise99 --- 2009-12-10 14:09:16

11

如果是用于低频的呢?
huye666 --- 2012-08-27 20:25:56

12

不是很懂!
88480746 --- 2012-08-27 23:04:29

13

谢谢分享
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