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同轴电缆驻波和损耗的分析 - 无图版

crf1982 --- 2010-03-26 15:48:47

1

    射频同轴电缆主要应用于电子通信设备、无线电通信系统的射频发射单元、楼宇布线及CATV的分配和接入网,以其宽频带、高速率的多媒体传输性能而广泛使用。作者长期从事于射频电缆的研究和开发,并有机会与同行,以及网络运管商切磋交流,期望把自己在设计和制造中的一些心得体会以杂谈的形式与大家交流,并望得到大家的指教,共同提高,共同进步。本文主要论述基站用射频同轴电缆设计和制造的若干问题的分析,以及如何解决,供有关人员的参考。

1.损耗和驻波峰值的计算

射频同轴电缆的损耗和驻波分别表征了电缆传输效率及其均匀性,是最重要指标之一。对于这些传输参数的计算是非常重要的,它可以分析电缆产品性能并反馈于电缆的设计或修改设计方案是必不可少的。其计算公式如下

a=aR+aG+△aaR=2.61fε(K1/d+K2/D)/lgD/d

aG=91fεtgδ

△a=10lg[(S+1)2/4S]式中:α为电缆衰减(dB/1000m);αR为导体衰减(dB/1000m);αG为介质衰减(dB/1000m);△a为失配衰减(dB/l000m);f为工作频率(MHz);ε为相对介电常数;K1、K2分别为内、外导体结构材料系数;d、D分别为内、外导体的等效直径(mm);tgδ为绝缘的介质损耗角正切;S为电压驻波比。

当电缆中出现2倍波长的不均匀性时,就会出现驻波峰值,若电磁波波速为3×108m/s,则

f(/△f)=150/(ε×h)(2)

式中:f(/△f)动力为测试频率或频率差(MHz);h为阻抗不均匀点的长度(m)。

驻波峰值在电压驻波比(VSWR)测试时表现  摘要:本文以电缆制造企业的实际生产制造情况出发,对射频同轴电线设计和制造过程中出现的若干问题,给以分析并提出解决的方法,也对射频同轴电线今后的发展方向作了简要探讨。

wxl1985 --- 2010-03-26 15:56:09

2

不错,还有吗?????

crf1982 --- 2010-03-27 09:30:59

3

关键词:射频同轴电缆;设计;创造;若干问题;分析和解决;发展趋势两种形式:一种是在某频点出现,则可能由电缆中相应长度的周期性不均匀所引起的;另一种在周期性频率点上出现,其频率差相对应的长度较长,则通常是由被测电缆的某一点损伤所引起的,或因整根样品的阻抗不匹配导致的。

2.实例分析

我国西部地区地广人稀,无线接入系统是实现该农村地区通信的一种主要手段。某公司在该系统中使用5D-FB国射频同轴电缆作为馈线。该产品标准出自于日本关西电缆产品标准,其导线的直径为l.8mm,物理发泡配乙烯绝缘外径为5.0mm.经过讨论和试验,发现该系统的发射系统在频率为247MHz,损耗<13dB时,即可满足传播的覆盖范围为15-50km的要求。由此,某公司为了节约电约尺寸减小为:导线直径1.4mm,绝缘线芯外径4.5mm,结果出现电缆性能不够稳定,寻求作者帮助解决。

该公司提供了图1、2所示的改型后的产品实测数据(试样长为20.15m)

从图1、2可知,当频率300MHZ时的衰减为11.76dB/100m,与原5D-FB的指标相接近,甚好;但是其电压驻波比(VSWR)在318MHz处达1.7349,超过了原技术指标。本人认为这主要是由于电缆阻抗不匹配所引起的,于是在矢量网络分析仪上取其11个峰值点,将前后频率差值除以10,得到频率差△f=6.2MHz,按式(2)计算可得ε=1.44,再由式(3)和式(4)求得电缆的波阻抗及Zc(Ω)工作电容C(pF/m)

Zc=138lg(D/D)/ε(3)
=138lg(4.5/1.4)/1.44
=58.3
C=24.13ε/lg(D/d)(4)
=24.13×1.44/lg(4.5/1.4)
=68.5

crf1982 --- 2010-05-08 08:59:33

4

顶上去

AAA3A --- 2010-07-13 15:56:05

5

WXL110119 --- 2010-07-29 23:06:05

6

好!

支持!

应还没发表完,支持您!

对绞线如何通过回波网络分析仪图来计算或分析呢

是否可以根据衰减曲线的异常来计算或推出主要引起原因是什么?

zhanghj921 --- 2010-09-07 09:11:58

7

好东西 学习了
keroro --- 2010-09-07 16:33:29

8

不错

zhongm3 --- 2010-10-07 23:09:04

9

还有吗?
chuangyuan --- 2010-10-08 11:02:33

10

顶。。。

wjdhhm --- 2010-11-02 21:20:54

11

好东西

一定要顶上去

crf1982 --- 2010-12-14 20:24:26

12

由 式 ( 3) 可 知 , Zc=58.3Ω 已 超 过标 准 规 定 值 , 这 是 造 成 驻 波 比 过 大 的 根 本 原 因 , 经 计 算 设 计 , 认 为 导 线 直 径 仍 为 1 4 mm, 但 绝 缘 外 径 改 小 为 3 9 mm是 较 合 理 的 , 在 线 测 试 电 容 为 82pF m。 经 结 构 尺 寸 修 正 , 后 投 入 试 生 产, 并 对 产 品 进 行 抽 样 试 验 。 试 验 结 果 见 图 3 4, 试 样 长 度 为 19 5 m

从 图 3 4可 知 , △ f=6.2MHz, 相 应 波 阻 抗 , Zc=49, 在 147 MHz时 损 耗 α =8 78 dB 100 m 265 MHz α =12 11 dB 100 m 460 MHz α =16.87 dB/100 m, 而 其 驻 波 峰 值 在 462 MHz处为 l33。 这 些 指 标 均 完 全 满 足 使 用 的要 求 。 由 此 可 知 , 当 产 品 结 构 改 型 时 , 要 首 先 进 行 设 计 计 算 , 否 则 有 可 能 像 上 述 公 司 那 样 错误 认 为 增 大 绝 缘 外 径 , 减 小 电 容 , 就 可 获 得 较 低 损 耗 , 但 结 果 却 适 得 其 反 。

为 了 更 好 地 说 明 电 缆 衰 减 中 导 体 与 介 质 之 间 所 占 比 例 , 可 以 通 过 式 ( 1) , 以 及 上 述 已 知 测 试 值 ( 图 3、 图 4) 进 行 运 算 来 说 明 问 题 。 为 了 简 略 起 见 , 把 导 体 常 数 K1 K2 1代 入 ( 圆 铜 线 为 1) , 此 时 导 体 衰 减 分 量 可 能 偏 小 , 而 计 算 出 介 质 损 耗 为 最 大 值 , 但 不 影 响 分 析 。 将上 述 147MHz S=1 1) 和 460MHz(S=1.2)的 衰 减 值 代 人 式 ( l) 可 得 以 下 联 列 方 程

69 ε 13377 ε tgδ 0 5=87.8 5
122 ε
41860 ε tgδ 1 8=168.7 6

解 之 可 得 : ε =1.132;tgδ =6.1× 10 4。并 将 它 们 代 人 460 MHz频 点 的 衰 减 公 式 ( 6)可 得

α R=138 1 dB 1000 m) ( 7
α G=28
9 dB 1000 m) ( 8

从 式 ( 7) 、 式 ( 8) 可 知 , 在 460MHz频 点 时 , 导 体 损 耗 占 该 电 缆 总 损 耗 的 80%, 而 其 中 内 导 体 占 总 损 耗 的 60% , 这 说 明 要 降 低 产 品 的 损 耗 , 首先 要 从 内 导 体 上 下 工 夫 。 同 样 也 可 以 看 出 : 介 质 损 耗 与 频 率 f 成正 比 , 而 导 体 损 耗 仅 仅 与 频 率 的 开 方 根 f成 正 比 。 例 如 , 在 较 低 频率 147MHz时 , 其 导 体 损 耗 占 总 损 耗 90%, 但 随 着 传 输 频 率 增 加 , 尤 其 传 输 频 率 达 几 千 兆 赫 后 , 介 质 损 耗 起 着 主 导 地 位 , 这 一 点 在 本文 第 4节 中 将 详 细 介 绍 。

qwqzhw --- 2011-03-05 10:02:31

13

顶啊!

hehao708 --- 2011-03-24 21:06:15

14

请继续提供,谢谢分享。

mmxxjsw --- 2011-03-28 15:27:11

15

-- 结束 --