怎樣選擇微波電纜組件(圖)

在選擇微波互連線時，設計工程師就應該權衡電氣，機械和環(huán)境參數(shù)，使之順應于系統(tǒng)應用。 這篇文章探討了這些方面需考慮的重要因素，并提供了評估互連線應遵循的規(guī)律和方法。

電學性能
影響選擇微波電纜組件的電學性能包括工作頻率范圍、衰減（也稱虧損）、返回損耗/電壓駐波比（VSWR）的特性以及屏蔽電纜外導體（處理串擾、雜散浸入，和多余噪聲電平的關鍵）。

有些應用可能需要特別考慮相位穩(wěn)定性與柔性或相位穩(wěn)定性與溫度和平均/峰值功率。相位匹配和信號延遲也是需要考率在內的。

操作頻率
數(shù)據(jù)傳輸率較低時，管理傳導性和遠距離傳輸時在電纜上消耗的信號能量是關鍵。當高數(shù)比/高頻傳輸時，使用諧波高階頻率，能保持波形平方的優(yōu)勢，但影響傳輸質量的潛在物理量為選擇過程帶來了新的問題。

例如，在3GHz或更高頻率，封裝銅芯導體的電介質材料，作用不僅僅是絕緣。它還需要起到保護信號傳播時不損耗的作用。

要達到這種程度，使用的電介質不但成本昂貴，而且難以形成。微波介質通常選擇具備軟熱塑性的聚四氟乙烯（PTFE），其介質常數(shù)小于2.0 ，再加上空氣（真空介電常數(shù)為1），電性能提高了，但剛度降低了，從而導致電纜在壓力下彎曲變形。

衰減與反射
衰減和信號反射，對高數(shù)據(jù)傳輸而言可能是災難性的。插入損耗適用于整個電纜組件，并以幅度下降作為表現(xiàn)。

插入損耗的來源是導體、絕緣材料、連接器/電纜內部的信號反射，及對外輻射，其中以電纜為最。

回波損耗主要是由于阻抗不匹配，它還會產(chǎn)生駐波問題，即VSWR。在最壞的情況下，反射波等于入射波，并且偏離原相位180，即形成一個沒有信號通過的純粹駐波。

連接器是常規(guī)電纜組件里形成VSWR的主要原因。配對連接器的公母邊之間的接口眾所周知易于管理。 真正面臨的挑戰(zhàn)是連接器與配屬電纜之間的接口。

這往往就是造成信號在電纜組件里衰減，以及品牌間性能極端變化背后的原因了。設計一個合理的連接器至電纜的過渡方式是至關重要的，這樣才能得到優(yōu)化的VSWR性能電纜配置。

屏蔽
高頻率使得導體線發(fā)揮著天線的作用。電纜吸收了雜散輻射，要么轉換成一個感應電流要么向外輻射能量，造成串擾。首選糾正的方法是，用金屬編織物屏蔽電纜。屏蔽雙絞線、屏蔽雙導線饋線電纜、同軸電纜是常見的選擇。

使用該類型的編織物是一個重要的考慮因素。 由于編織物被裹在織紋里，編織電線交叉的地方通常就是泄漏發(fā)生的地方。提高編織物覆蓋率其中一個方法，是使用雙層編織物。另一種方法是將金屬化聚酯薄膜置于兩層編織物之間或在只有單層編織物時置于其下。這的確提供了100％的覆蓋率，但由于電流容量低，其屏蔽效能也微乎其微。

機械性能
關鍵的機械性能包括：體積、重量、最小彎曲半徑、抗壓性和抗扭結性。 但平衡機械與電因素的要點是，優(yōu)化連接器接口和電纜的直徑兩者之比。以下是一些常用的連接器/電纜組合：
● 微型推進式連接器最適合小直徑電纜如RG316;
● SMA或N型連接器最適合型號在的0.10和0.30英寸之間的電纜;
● 較大的連接器最適合尺寸大于 0.30英寸的電纜。
另一個重要的問題是電纜保持力和抗拉性。同軸電纜的保持力幾乎完全取決與編織層的厚度。 因此，電纜與連接器插頭之間的保持力，直接與套圈和卷曲袖及其他配屬器件的設計相關。

導體線材類型也是一個問題。 堅實的線芯往往有利于信號連續(xù)性，但直徑和材料可以直接起決定性作用。 絞合導線靈活性好，終止起來卻更難。
在某些應用中，電纜鎧裝被用于保護電纜遠離嚴酷環(huán)境和初步處理，如彎曲過度。有厚防護套/編織層和堅固絕緣套的電纜，抗壓比通常在80～100ppi內，而金屬護套承受能力高達300ppi。

固體絕緣電纜抗壓性是最好的，除了在高頻狀態(tài)下。磁絕緣電纜有良好的高頻性能，但容易變形。

環(huán)境因素
操作溫度、空氣中的濕度以及接觸化學品、液體、沙子、灰塵、鹽霧、或紫外線輻射都是需要考慮的至關重要的因素，尤其是在正配置mil/aero應用中。穩(wěn)定運行和連續(xù)伸縮需考慮到。其他需要注意的因素還有沖擊和震動的級別和高度。

連接器的選擇
高頻連接器（大于6GHz），一般是線配，因而調節(jié)至適當?shù)呐ぞ嘏c否，會極大地影響系統(tǒng)性能。如果有很多組合式接口，如SMP（指定以更高頻率執(zhí)行），就會存在影響系統(tǒng)性能的折中。

低頻連接器（小于6GHz）一般是組合式設計，有令人期待的低成本安裝的優(yōu)點，但衡量這個優(yōu)點附帶的局限性同樣重要。