射頻同軸電纜結構及主要技術性能

射頻同軸電纜結構性能及射頻電纜組件的生產一、射頻同軸電纜簡介射頻同軸電纜是一種常用的微波信號傳輸線，它具有頻帶寬、電性能優(yōu)越、可彎折、使用方便等優(yōu)點，被廣泛用于儀器儀表、微波通信及武器系統(tǒng)中。其典型結構如下圖所示：一、射頻同軸電纜簡介１、電纜結構射頻同軸電纜從里到外可分為四層：

芯線：射頻同軸電纜的內導體。單根或多根無氧銅線單根鋼包銅線單根鋁包銅線鋁管或波紋銅管

屏蔽層：射頻同軸電纜的外導體。單層或又層多股銅線紡織層單層多股銅線紡織層加鋁薄單層鋁薄加鍍銀銅帶包繞層一層銅管或波紋銅管

絕緣層：射頻同軸電纜的內外導體間的支撐介質，決定著射頻同軸電纜的許多電特性和機械特性。實心聚四氟乙烯或聚乙烯高發(fā)泡聚四氟乙烯填充高發(fā)泡聚乙烯填充高發(fā)泡聚四氟乙烯帶包繞藕狀或骨架式空氣混合絕緣支撐空氣介質加1／4波長金屬支撐子

外皮：射頻同軸電纜的外保護層，可無。聚四氟乙烯或聚乙烯外皮硅橡膠或有機材料編織外皮

塑料或金屬鎧管護套2、電纜主要電性能指標射頻同軸電纜電性能主要有以下幾條：

特性阻抗：由射頻同軸電纜的內導體外徑、屏蔽層內徑和絕緣層的介電常數決定。

傳輸損耗：射頻同軸電纜在傳輸微波信號時每百米電纜使信號產生衰減的dB值。

頻率范圍：電纜廠家推薦的使用頻率范圍。同種結構的電纜，寸越小使用頻率范圍越寬。

屏蔽效率：在特定頻率下電纜射頻泄漏的dB值，由電纜的外導體結構決定。

絕緣電阻：考核絕緣介質材料特性的一項電性能指標。

功率容量：與電纜機械尺寸有關的一項電性能指標。

相位溫度系數：特定頻率下單位長度電纜在單位溫度變化時產生的相位漂移的PPm值。3、電纜主要機械性能指標

最小彎曲半徑：射頻同軸電纜在使用時允許彎折的最小半徑值。過份彎折將造成電纜損傷，導至電纜性能下降。

單位質量：單位長度電纜的質量值。4、射頻同軸電纜簡單分類

柔性電纜：也稱軟電纜，最常用的射頻同軸電纜品種，具有多種尺寸規(guī)格，易于布線，使用方便。其中包括：聚乙烯同軸電纜（單、雙屏蔽層）聚四氟乙烯同軸電纜（單、雙屏蔽層）物理發(fā)泡低損耗電纜高發(fā)泡包繞介質穩(wěn)相電纜……

半柔性電纜：外導體編織層中浸潤錫合金材料而形成的電纜品種，電性能優(yōu)越，介于軟電纜和半剛性電纜之間。

半剛性電纜：外導體為銅管或鋁管，彎曲性能差但彎曲后易于定型，電性能優(yōu)越。

剛性電纜：也稱硬電纜，最用于微波測試系統(tǒng)中，做為測試標準元件，一般以空氣為絕緣介質，沒有多少工程使用價值。

波紋銅管電纜：外導體為螺旋狀或環(huán)狀波紋銅管，較易彎曲，一般尺寸較大，損耗低、功率容量大、電性能優(yōu)越，常用于天饋系統(tǒng)中。5、關于穩(wěn)相電纜穩(wěn)相電纜應具備以下特性：1）機械相位穩(wěn)定性：射頻同軸電纜以不小于最

小彎曲半徑的弧度盤曲和伸展時相位應穩(wěn)定。2）溫度相位穩(wěn)定性：射頻同軸電纜在溫度發(fā)生變化時的相位穩(wěn)定性。隨著通信產業(yè)的發(fā)展，射頻連接器的用量猛增，射頻電纜組件的生產批量越來越大，已逐步從整機生產廠家自行生產轉向直接采購組件，社會分工不斷細化。電纜組件的生產看似簡單，但實際上卻有非常嚴格的工藝要求，在加工的每一個環(huán)節(jié)都能夠實施嚴格的控制，才生產出可靠性高、電氣性能優(yōu)越的電纜組件。我們常用的電纜有如下幾種：半剛性電纜、半柔性電纜、柔軟電纜、大功率波紋饋線等，大功率波紋饋線組件的裝接大部分是在現場操作，且批量很小，這里就不講了，下面談一談半剛、半柔性電纜組件和柔軟電纜組件的裝接。二、射頻同軸電纜組件的生產(一)半剛、半柔性電纜組件的裝接1、半剛性電纜表面處理（半柔性電纜不適用）半剛性電纜在與連接器裝接前必須進行表面處理，一般有兩種方式：用機械方式去除氧化層（僅對焊接部分），或表面鍍半光亮鎳或錫鈰合金。機械方法去除氧化層一般采用刀片刮或細沙紙拋，一定要將氧化層去除干凈，否則易出現虛焊或干脆無法焊接等現象。電鍍則要求鍍層結合力好、可焊性能好，鍍后半剛性電纜彎曲120°，電纜表面鍍層無起皮及脫落現象，焊接過程中吸附力強，焊點表面光滑不產生虛焊。電纜表面電鍍后外觀質量與抗腐蝕能力大大提高，是一種很好的方法。2、裝配前前準備工作作裝配開始前前一定要做做好準備工工作，詳細細消化電纜纜組件圖上上的各項要要求，并核核對裝配計計劃單與相相配的射頻頻連接器、、半剛或半半柔性電纜纜是否符合合電纜組件件圖要求，，同時按圖圖紙上的要要求確定相相應剝線夾夾具、電纜纜彎曲夾具具、電纜裝裝配夾具以以及準備好好電鉻鐵、、焊絲、焊焊劑、灑精精棉球等工工量夾具。。3、半剛、、半柔性電電纜長度的的確定及剝剝線首先，電纜纜組件的長長度的確定定供需雙方方在合同中中要有明確確的規(guī)定，，最好雙方方采用統(tǒng)一一的組件尺尺寸標注方方法，以免免造成浪費費。明確了了需求后，，確定出該該電纜組件件的展開長長度及長度度公差，然然后用剪線線鉗等工具具按長度要要求將電纜纜剪斷，并并用卡尺或或直尺檢驗驗其長度及及公差是否否符合要求求。半剛、半性性電纜的剝剝線有很多多種方法，，對于電纜纜較短、電電性能指標標要求高的的組件，可可利用車床床進行剝線線（保證剝剝線端面的的平整與尺尺寸精度））；對于電電纜較長、、電性能指指標要求高高的組件，，可利用端端面旋切式式剝線工具具進行剝線線（上車床床易將電纜纜扭折或使使之變形））；對于其其它要求不不很高的電電纜組件則則可利用其其它更加快快捷的剝線線方法。4、半剛、、半柔性電電纜的彎曲曲半剛、半柔柔性電纜本本身具有一一定的機械械強度，容容易彎折成成一定的形形狀，以達達到特定整整機結構的的要求，這這是此類電電纜的一大大特色。對對不同直徑徑的電纜，，有不同的的最小彎曲曲半徑，我我們加工打打彎時不應應使彎曲半半徑小于規(guī)規(guī)定值，以以免對電纜纜造成損傷傷。打彎時不能能用手去直直接彎折，，而應該采采用專門的的彎曲工具具，以免使使彎曲部分分嚴重變形形。彎曲工工具及使用用方法可參參考富士達達公司產品品手冊最后后一部分。。5、半剛、、半柔性電電纜組件的的焊接⑴電纜纜預熱處理理（半柔性性電纜不適適用）半剛性電纜纜不同于其其它電纜，，其外皮是是一層封閉閉的銅管。。電纜在受受熱時，由由于銅材與與內部的聚聚四氟乙烯烯絕緣材料料熱膨脹系系數不同，，絕緣材料料增大的體體積無處容容納，將從從電纜外皮皮端面擠出出，如不做做預熱處理理，組件焊焊接時膨脹脹的絕緣材材料將很可可能擠壞連連接器，造造成損失。。用電鉻鐵鐵對電纜進進行預熱后后，將焊接接端面冒出出電纜外導導體的絕緣緣層用單面面刀片切除除，方能保保證電纜組組件的電氣氣性能。⑵內導導體的裝接接半剛、半柔柔性電纜組組件內導體體一般采用用焊接的方方法。在焊焊接過程中中有一點常常被忽視，，即連接器器內導體與與電纜外皮皮間有一個個電氣性能能及溫度補補償尺寸，，是一定要要在內導體體焊接時進進行定位確確定的。按圖所示方方法進行內內導體焊接接，加入電纜隔隔片確保連連接器內導導體與電纜外導體位位置，以產產生良好的的電氣性能及溫度補補償。焊接接時應采用用25W的的電鉻鐵，焊焊點高出內內導體表面面的多余焊錫要用單單面刀片輕輕輕修平，，不允許損傷內導體體表面鍍層層。焊好后后清洗內導導體表面的的焊劑及修修理多出來來的焊錫，，以消除對對電氣性能能影響。焊好了內導導體的電纜纜組件百分分之百按GJB681的要求進行行絕緣性能能測試，合合格后才能能轉入下道道工序。當然，內導導體的裝接接也可以采采用壓接的的方式，同樣需要進進行補償定定位。⑶外導導體的裝接接半剛、半柔柔性電纜組組件外導體體的裝接根根據連接器器結構的不不同，有兩兩種方式，，一種是壓壓接式，該該類連接器器專門配有有一個彈性性壓套，將將其壓入電電纜外皮與與連接器之之間，便可可將電纜與與連接器牢牢固連接。。這種方法可可靠性較低低、電纜外外皮變形損損傷較大，，對組件電電氣性能有有較大影響響，很少采采用。另一一種便是焊焊接。將焊好的的內導體體電纜組組件裝入入連接器的外殼殼內，并并插頭定定位夾具具與連接接器連接好(見右圖圖,也也可接接一個能能與之配配接的連接器器)，以以確保內內外導體體在連接接器中的位置。。用75W以上的的電鉻鐵鐵選擇相應應的鉻鐵鐵頭(頭部部形狀見見下圖)裝裝入電鉻鉻鐵內內插上上電源進進行加熱熱；在焊焊接部位位涂涂上少許許焊劑，，用鉻鐵鐵加熱焊焊接部位，，并迅速速加上焊焊錫絲；；焊接時時間不應應超過5秒鐘，，如5秒秒鐘內沒沒焊好，，則停下下待冷卻卻后再進進行焊接接，以免免損傷電電纜。焊焊接部分分要求光光滑平整整、無虛虛焊。再再次百分分之百檢檢驗其絕絕緣電阻阻及介質質耐壓是是否符合合要求。。(二)柔柔軟電纜纜組件的的裝接柔軟電纜纜具有價價格便易易、使用用方便等等優(yōu)點，，其應用用最為廣廣泛。柔柔軟電纜纜與連接接器的裝裝接機構構是射頻頻同軸連連接器的的一個關關鍵部位位，是影影響連接接器可靠靠性的主主要因素素。本著著簡化裝裝接工藝藝、提高高裝接可可靠性的的原則，，國際上上先后推推出十多多種電纜纜裝接方方法，最最為常用用的是夾夾持式、、焊接式式和壓接接式。夾持式是是推出最最早的電電纜裝接接方法，，其內導導體焊接接，外導導體由連連接器夾夾緊機構構將電纜纜屏蔽層層夾緊。。這種方方式優(yōu)點點是可折折卸，缺缺點是結結構復雜雜，且夾夾持部位位機械強強度受制制于很多多方面因因素，易易發(fā)生電電纜的擠擠壓變形形和夾持持機構超超力矩失失效，尤尤其是對對較細的的電纜，裝裝接后組組件電性性能一致致性差。。目前，，該方法法僅用于于較粗的的大功率率傳輸電電纜組件件中。柔軟電纜纜的焊接接式連接接技術要要求高，，且操作作麻煩，，人為因因素影響響較大，，一般只只有耐高高溫電纜纜才能進進行焊接接式連接接。壓接式是是為了避避免夾持持式和焊焊接式的的缺點而而研制出出來的，，它具有有結構簡簡單、裝裝接速度度快、一一致性好好、可靠靠性高等等優(yōu)點，，一經出出現便得得到廣泛泛的應用用。壓接接電纜編編織層的的方法一一般有兩兩種：圓圓形壓接接和六方方壓接。。外徑較大大的電纜纜（超過過Φ7））多采用用夾持式式柔軟電纜纜的焊接接式連接接技術要要求高，，且操作作麻煩，，人為因因素影響響較大，，一般只只有耐高高溫電纜纜才能進進行焊接接式連接接。焊接式連連接在連連接器設設計合理理、操作作得當時時可以生生產出高高性能射射頻同軸軸電纜組組件。外徑較小小的電纜纜一般都都采用壓壓接方式式從原理上上講圓壓壓接可以靠整個個圓周的的收縮產產行最佳的壓壓緊效果果與機械械強度，且連連接器變變形最小小，但其對壓壓接精度度要求太太高，很難實現現。六方方壓接俗俗稱壓六方，，它對壓壓接鉗口口及操作作要求不不高，易易于實現現，是最最常用的的壓接方方式。下面，我我們以壓壓接式接接電纜連連接器為為例，簡簡單講一一下柔軟軟電纜組組件的裝裝接。六方形壓壓接圓圓形形壓接1、裝配前準準備工作作與裝接半半剛性電電纜組件件相同，，裝配開開始前一一定要做做好準備備工作，，詳細消消化電纜纜組件圖圖上的各各項要求求，并核核對射頻頻連接器器、電纜纜是否符符合電纜纜組件圖圖要求，，同時按按圖紙上上的要求求確定相相應剝線線夾具、、電纜裝裝配夾具具以及準準備好電電鉻鐵、、焊絲、、焊劑、、灑精棉棉球以及及直尺、、壓接鉗鉗等工具具。2、柔軟電纜纜長度的的確定及及剝線根據技術術圖紙確確定了電電纜長度度及剝尺尺寸后，，用剪線線鉗等工工具按長長度要求求將電纜纜剪斷，，并用卡卡尺或直直尺檢驗驗其長度度及公差差是否符符合工藝藝要求。。柔軟電纜纜剝線要要半剛性性電纜容容易得多多，剝線線方法和和可利用用的工具具多種多多樣，只只要能夠夠保證精精度、不不損傷電電纜，都都可以使使用。國國外近幾幾年推出出多種自自動剝線線機，其其控制精精度高、、速度快快，是軟軟電纜剝剝線較為為理想的的設備。。3、內導體的的裝接內導體與與電纜芯芯線的裝裝接最常常用的方方法有焊焊接和壓壓接。前前面講過過，內導導體壓接接的方式式有很多多優(yōu)點，，但由于于電纜芯芯線外徑徑尺寸較較小，壓壓接要求求的配合合尺寸精精度很高高，這給給機械加加工帶來來一些難難題。內內導體的的壓接與與外導體體一樣，，采用壓壓六方或或壓四方方的方式式，操作作方便。。焊接對零零件精度度要求不不高，但但對操作作人員有有較高要要求，焊焊接不僅僅要牢固固可靠，，而且焊焊點要平平滑，不不應有焊焊料堆積積。如果果一次焊焊不好或或焊點過過大，則則有可能能造成產產品的報報廢。4、外導體的的裝接焊好內導導體的電電纜在裝裝接外導導體前應應將熱縮縮管、線線夾等需需要裝入入的零件件套在電電纜上（（一頭裝裝好的電電纜組件件在裝另另一頭時時尤其要要注意）），然后后將電纜纜推入連連接器殼殼體，直直至內導導體到位位。將線夾推推到位后后，要進進行一次次測試，，檢驗其其導通、、耐壓、、絕緣性性能，以以免壓接接后發(fā)現現問題而而造成報報廢。壓線夾之之前一定定要檢查查一下壓壓接鉗口口尺寸是是否符合合要求，，使用氣氣動或手手動沖床床的應檢檢查上下下模合模是否準準確到位位，使用用壓接鉗鉗的應檢檢查壓接接鉗脫開開點壓接接力是否否達到要要求，以以免出現現壓不緊緊或壓偏偏現象的發(fā)生生。壓接接過程最最好一次次成功，，多次壓壓接反而而容易造造成電纜纜保持力力不足或或松脫。。5、測試電纜組件件裝接完完成后至至少應做做以下測測試：a、內導導體阻值值：整根根組件的的內導體體電阻值值應保持持在一個個適當的的范圍內內，過大大的偏差差說明電電纜組件件內導體體裝接有有問題或或是電纜纜芯線本本身有問問題。b、絕緣緣電阻；；c、介質質耐壓。。除此之外要要對組件的的損耗及電電壓駐波比比進行抽樣樣測量。三、穩(wěn)相射射頻同軸電電纜組件的的生產(一)哪哪些因素對對相位一致致性及幅值值有響：1、對組件件相位一致致性有影響響的因素有有:電纜機械長長度的一致致性.電纜的均一一性焊接對電纜纜產生的影影響打彎或彎曲曲形狀電纜組件相相位一致性性的因素是是組件的有有效電長度，但我我們在加工工過程中所所能控制的的是組件的的機械長度，，尤其是長長度較短的的電纜組件件，由于電電纜均一性對對組件的影影響變的比比較小，所所以可直接接使用控制組組件機械長長度的方法法控制相位位比如30cm以內內的半剛，，半柔組件件。我們知知道信號在在同軸線中中的波長與與在空中不不同，它和和同軸線的的內外導體體尺寸，介介質的介電電常數有直直接關系。。電纜均一一性較差時時，就會出出現等長電電纜相位差差別較大的的情況，有有時還會出出現機械長長度的反而而相位超前前。這種情情況在國產產的低損，，穩(wěn)相電纜纜中經常出出現。焊接對電纜纜易造成損損傷，在半半剛性電纜纜焊接過程程中外體體焊接時間間過長會使使絕緣子伸伸出，去除除掉一定體體積的絕緣緣材料，相相當于改變變了電纜介介質在局部部的介電常常數，在段段信號波長長就會產生生變化。所所以在焊接接接過程中中應嚴格控控制焊接時時間和絕緣緣去除量。。我們在生產產的很多電電纜組件均均未采用穩(wěn)穩(wěn)相電纜，，而是采用用普通的半半剛，半柔柔成是柔性性電纜，在在電纜過彎彎或彎折部部位電場產產生變化，，信號在波波段的波長長會隨之變變化，相位位一致性將將發(fā)生變化化。２．影響組組件信號幅幅值的因素素：Ａ、電纜一一致性。Ｂ、組件電電壓駐波比比。Ｃ、組件機機械長度。。以上幾條，，原因明顯顯，這里不不再多說了了。(二)、加加工過程中中相位的調調整當組件的使使用頻率較較高，或相相位一致性性要求較高高時，將相相位變化的的度數轉化化為機械長長度，有時時僅為0.1mm左左右,直接接用機械尺尺寸一致致性去保護護相位一致致性幾乎不不可能。我我們一般采采用如下步步驟：1、通過理理論公式計計算出在最最要求頻點點上電信號號在電纜中中的波長返返值，并換換算成每度度對應長度度。２、利用電電纜一標標準長度的的方法保證證實際上每每度相位對對應的機械械長度，并并以此為配配相調整的的依據。３３、做一一個便于安安裝，不