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 。 2 损 耗 和 驻 波 2． 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 * 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＋ △ a aR=2.61 fε (K1/d＋ K2/D)/lgD/d aG=91f ε tgδ △ a=10lg[(S＋ 1)2/4S] 式 中 ： α 为 电 缆 衰 减 （ dB／ 1000 m） ;α R为 导 体 衰减 （ dB／ 1000 m） ； α G为 介 质 衰 减 （ dB／ 1000 m） ； △ 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× 108 m／ 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 。 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 。 2.2 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.8 mm， 物 理 发 泡 配 乙 烯 绝 缘 外径 为 5.0 mm． 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／ 100 m， 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 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． 9mm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． 5Ω ， 在 147 MHz时 损 耗α =8． 78 dB／ 100 m， 265 MHz时 α =12． 11 dB／ 100 m、 460 MHz时 α =16.87dB/100 m， 而 其 驻 波 峰 值 在 462 MHz处 为 l． 33。 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以 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 * 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 十 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 。 3 导 体 的 结 构 和 选 择 3.1复 合 铜 线 和 铜 层 厚 度 射 频 同 轴 电 缆 是 传 输 射 频 信 号 ， 因 此 信 号 在 导 体 传 输 中 产 生 集 肤 效 应 ， 即信 号 仅 仅 在 电 缆 的 内 导 体 外 表 面 和 外 导 体 内 表 面 进 行 有 效 传 输 。 内 导 体 除 采 用实 心 铜 线 外 ， 还 经 常 使 用 钢 包 覆 线 或 空 心 铜 管 ， 以 增 加 强 度 或 节 约 材 料 ， 其 中也 包 含 着 集 肤 效 应 原 因 ， 提 高 有 效 的 传 输 。 对 于 铜 包 覆 线 ， 如 铜 包 钢 线 来 说 ， 铜 层 的 厚 度 δ >0． 07 f mm（ f单 位 为MHz） ， 即 可 实 现 同 规 格 纯 铜 线 的 传 输 效 果 。 国 家 标 准 规 定 铜 包 钢 线 电 阻 率 ≤0． 059Ω · mm2／ m（ R电 导 率 为 29． 7％ IACS） ， 以 直 径 为 1． 6 mm铜 包 钢 线 为例 ， 铜 电 阻 率 为 0． 0175 Ω · mm2/m， 钢 电 阻 率 为 0． 147 Ω · mm2/m， 将 钢 丝及 其 表 面 铜 层 看 作 两 个 导 体 并 联 ， 可 算 出 表 面 铜 层 的 厚 度 为 0． 025 mm， 代 人δ >0． 071f可 知 ， 当 传 输 频 率 大 于 1． 67 MHz时 ， 其 完 全 等 效 于 同 规 格 的 实心 圆 铜 线 。 了 解 了 这 计 算 方 法 ， 对 于 企 业 采 购 原 材 料 是 非 常 有 用 的 。 3． 2实 例 分 析 Amphenol公 司 中 国 分 公 司 需 要 RG－ 213同 轴 电 缆 ， 作 为 移 动 通 信 基 站 跳 线 ，但 该 产 品 采 用 3／ 8 in皱 纹 钢 管 外 导 体 ， 弯 曲 性 能 太 差 ， 故 提 出 电 缆 改 型 的 要求 。 开 始 由 英 国 和 瑞 士 等 两 家 电 缆 制 造 厂 提 供 编 织 银 丝 外 导 体 的 电 缆 样 品 供 其试 用 ， 但 经 采 购 认 证 试 验 后 达 不 到 使 用 要 求 ， 然 后 转 向 本 厂 并 提 出 试 制 的 要 求。 用 户 提 出 的 产 品 技 术 要 求 ： 试 样 的 长 度 ， 即 电 缆 和 组 件 长 度 为 2． 25 m （ 即包 括 两 端 接 插 连 接 器 ） ， 在 2000 MHz以 下 传 输 损 耗 < 0． 9dB， 因 波 损 耗 〉15dB。 经 考 虑 ， 作 者 承 诺 两 周 内 送 样 ， 参 与 国 外 产 品 的 竞 争 。 （ l） 设 计 前 分 析 及 试 制 据 查 ， MIL17／ 74 RG－ Z13／ U产 品 结 构 为 ： 内 导 体为 7× 0． 75mm钢 绞 线 ， 绝 缘 为 实 心 的 聚 乙 烯 ， 外 径 为 7.25mm； 外 导 体 为 Φ0.18mm探 铜 丝 单 层 编 织 ； 外 护 套 为 聚 氯 乙 烯 ， 外 径 10.3mm。 英 国 公 司 提 供 的 产品 ： 内 导 体 与 绝 缘 的 材 料 和 结 构 尺 寸 与 RG－ 2I3／ U相 同 ， 不 同 的 是 外 导 体 采 用双 层 编 织 铜 丝 ， 护 套 PVC外 径 为 10.8mm， 实 际 上 是 MIL17／ 75 RG－ 214／ U的 标准 产 品 。 电 缆 及 组 件 的 总 损 耗 （ 包 括 射 频 同 轴 电 缆 本 体 损 耗 与 两 端 连 接 器 接 入 损 耗） <0.9 dB。 每 只 连 接 器 接 入 损 耗 为 0． 07 ／ f （ f单 位 为 GHz） ， 按 * 高 频率 2 GHz计 算 ， 每 只 连 接 器 接 人 损 耗 约 为 0． 099 dB， 因 此 要 求 电 缆 损 耗 小 于 外力 0.31dB／ m。 若 采 用 普 通 型 聚 乙 烯 绝 缘 料 （ tgδ = 5 X 10时 ， 按 式 （ 1） 计 算求 得 的 衰 减 理 论 值 约 为 0． 344 dB／ m， 不 能 采 用 ； 若 采 用 高 纯 净 聚 乙 烯 绝 缘 料（ tgδ =1× 10－ 4） ， 衰 减 理 论 值 约 为 0． 233 dB／ m， 可 以 满 足 指 标 要 求 。 因此 必 须 采 用 高 纯 净 聚 乙 烯 绝 缘 料 。 按 指 标 规 定 回 波 损 耗 （ SRL） >15dB， 可 通 过 以 下 公 式 计 算 ， 判 别 是 否 可以 达 到 要 求 。 SRL=－ 20lgΓ >15
Γ < 10－ （ 15／ 20） = 0． 177828
S<（ 1＋ Γ ） ／ （ 1— Γ ） =1． 433 式 中 ， Γ 为 反 射 系 数 ； S为 电 压 驻 波 比 。 通 常 电 压 驻 波 比 S<1． 433， 这容 易 达 到 的 。 对 于 编 织 外 导 体 而 言 ， 由 于 耦 合 （ 漏 泄 ） 损 耗 也 是 信 号 另 一 不 可 低 估 传 输损 耗 ， 为 了 达 到 减 低 耦 合 损 耗 的 目 的 ， 要 求 编 织 密 度 达 95％ 。 本 产 品 试 制 中 采用 ： （ 1） 24× 9× 0． 18 mm裸 铜 丝 单 层 编 织 ； （ 2） 24 × 9× 0． 18 mm＋ 24×7× 0． 18 mm双 层 编 织 。 为 避 开 回 波 损 耗 峰 值 （ 由 式 （ 2） 周 期 性 回 波 公 式 可 知， 2000 MHz时 对 应 周 期 长 度 约 为 48.9 mm） ， 编 织 节 距 选 取 40 mm。 按 上 述 设 计 要 求 ， 试 制 了 产 品 并 进 行 试 验 ， 试 验 结 果 ： (1)单 编 织 外 导 体 产品 在 2000 MHz时 电 缆 衰 减 为 0． 412 dB／ m； （ 2） 双 编 织 外 导 体 产 品 衰 减 为 0．367 dB／ m， 均 不 能 满 足 < 0.31 dB／ m的 指 标 要 求 。 （ 2） 采 用 钢 箔 ＋ 绸 织 的 外 导 体 结 构 上 述 试 验 结 果 表 明 减 小 编 织 外 导 体 的 耦合 损 耗 是 多 么 重 要 。 经 思 考 决 定 采 用 钢 箔 个 编 织 的 外 导 体 结 构 ， 测 试 结 果 如 图5、 图 6所 示 。 从 图 5可 知 ， 当 频 率 为 2000MHz时 ， 电 缆 衰 减 为 0． 287 dB／ m， 完全 满 足 使 用 的 要 求 ， 然 后 送 样 给 用 户 即 通 过 采 购 认 证 试 验 。 铝 箔 的 拉 伸 成 型 性 能 优 秀 ， 但 抗 腐 蚀 性 能 差 ， 一 般 只 有 3～ 5年 的 使 用 寿 命， 并 且 错 的 电 阻 率 比 铜 大 62％ ， 从 而 导 致 相 同 尺 寸 的 同 轴 电 缆 ， 铝 外 导 体 的 比锡 外 导 体 的 损 耗 大 10％ 左 右 ， 这 也 是 不 使 用 铝 箔 的 原 因 。 铜 很 稳 定 ， 电 性 能 好， 但 加 工 性 能 不 够 好 ， 至 今 不 能 在 同 轴 电 缆 上 得 到 很 好 的 应 用 。 作 者 同 航 天 部四 院 （ 西 安 ） 的 向 阳 铜 箔 厂 及 材 料 所 合 作 开 发 的 厚 度 为 0.33－ 0.055mm铜 箔 ＋厚 度 为 0.018mmPE复 合 薄 膜 ， 伸 长 率 >（ 德 国 标 准 是 4％ ） ， 剥 离 力>5N/cm， 折 挠 性 能 好 ， 铜 箔 不 易 起 皱 开 裂 ， 柔 软 ， 便 于 纵 包 成 型 ， 利 用 它设 计 的 一 种 漏 泄 同 轴 电 缆 已 申 报 了 发 明 专 利 。
代汽车由于电控器件的不断增多，其连接导线的数量也不可避免地呈增大趋势，为保证导线连接的正确性和可靠性，导线连接器起到了非常重要的作用。
导线连接器是一个连有线束的插座，所有传感的接线端子都使用专用接口，控制电脑ECU和外部所有部件的连接都是通过ECU上的连接器，而线束中信号的转接使用的也是线连接器。可以这样认为，在电控汽车中，控制电脑ECU是控制**，线束是控制系统的神经网络，那么，导线连接器则是电路线束的中继站。然而，连接器除具有安装方便，接线准确之外，在使用中也时常出现故障，而*为常见的故障则为接触**从而导致“网络”信号传输的中断，直接影响着电控汽车良好性能的正常发挥。
导线及连接器断路
导线及连接器断路故障，可能是由于导线使用中折断，连接器接触**，连接器端子松脱造成的。
由于导线在中间断开的故障是很罕见的，大都是在连接器处断开，因此，检查时应着重仔细检查传感器和连接顺处的导线，是否有松脱和接触**。
由接触**而引起的连接器断路故障，常是由于连接器端于锈蚀，外界脏污进入端子或连接插座，从而造成接触压力降低。此时，只要把连接器拆下，再重新装插上，以改变它的连接状况，使其恢复正常接触即可。
导线及连接器短路故障
导线及连接器的故障也可能是由于线束与车身(地线)之间或在有关开关内部短路所造成的。检查前应首先看在车身的导线连接器固定是否牢靠，然后便可按下列步骤进行测试。
(1)检查电线通断
首先拆下控制电脑ECU和传感器两侧的导线连接器，再测量连接器相应端子间的电阻。如电阻值不大于1欧姆，则说明电线正常，以便进行下一步检查。在测量导线电阻时，*好在垂直和水平两个方向轻轻摇动导线以提高测量的准确性，同时注意，对大多数导线连接器、万用表表棒应从连接器的后端插入，但是对于装有防水套的防水型连接器表棒就不能从后端插入，因为在插入时稍不小心便会使端子变形。
(2)短路的电阻值检查
首先拆下控制电脑ECU和传感器两侧的导线连接器，再测量两侧连接器各端子与车身间的电阻值。测量时，表棒一端搭铁接车身，另一端要分别在两侧导线连接器上进行测量，如果电阻值大于1欧姆则说明该电线与车身无短路故障。
连接器外观及接触压力检查
首先应逐一拆下各导线连接器，检查连接器端子上有无锈触和脏污，对锈蚀和脏污应清理。然后检查端子片是否松动或损坏，端子固定是否牢靠，在轻轻拉动时端子应无松动现象。反之，如果在哪一个座孔中的插头端子拔出时比其它座孔容易，则该座孔可能在使用中会引起接触**的故障。
检查时的注意事项
(1)连接器的检查必须在点火锁关闭的状态下进行，否则会因自感而烧坏有关机件。
(2)拆下导线连接器时，要注意松开锁紧弹簧或按下锁扣，不可硬拉硬拽，装复时，应将连接器插到底并锁止。
(3)对于防水型连接器在拆下检测时，应注意小心取下皮套，安装时防水套应到位，否则，可能因水进入连接器而导致电路故障。
(4)在用万用表检查连接器时，表棒插入时不可对端子用力过大，以防因端片变形而引起插接的接触**。
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