[经验]

同轴电缆的特性阻抗

2017-10-27 10:22:56

3222 海洋仪器手持万用表

   射频和微波传输线有很多种形式，如微带线、带状线、同轴电缆和波导等。它们的共同特点都是用来传输射频和微波信号能量的。从短波频段一直到50GHz，射频同轴电缆无疑是应用最为广泛的信号传输载体。射频同轴电缆是一种分布参数电路，其电长度是物理长度和传输速度的函数，这一点和低频电路有着本质的区别。
   射频同轴电缆既可用于测试和测量，也可用于设备之间的互联。同样是射频同轴电缆，在不同的应用中，考虑问题的角度却大不相同。
   在射频同轴电缆中，电磁波的传播模式是TEM模，即电场和磁场方向均与传播方向垂直。同轴电缆由内导体、介质、外导体和护套组成，如下图所示。

“特性阻抗”是射频同轴电缆最常被提到的指标之一。最大功率传输、最小信号反射都取决于电缆的特性阻抗和系统中其他部件的匹配。如果阻抗完全匹配，则电缆的损耗只有传输线的衰减，而不存在反射损耗。电缆的特性阻抗（Z0）与其内外导体的尺寸之比有关，同时也和填充介质的介电常数有关。由于射频能量在导体的传输过程中存在“趋肤效应”，所以与阻抗相关的重要尺寸是电缆内导体的外径和外导体的内径：

式中，Z0为同轴电缆的特性阻抗（Ω）；εr为内部填充介质的相对介电常数；D为外导体内径（mm）；d为内导体外径（mm)；ks为内导体系数，和内导体的结构有关：单股内导体ks=1，7芯内导体ks=0.939， 19芯内导体ks= 0.97。
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