對一項新的應(yīng)用來說，選擇最適合的同軸電纜需要了解這項應(yīng)用，并且了解可選擇的 電纜種類。在為應(yīng)用選擇最合適的同軸電纜的過程中，下列的電纜特性需要被考慮。接下來 的章節(jié)就詳細地討論了下列每種特性。

A：VSWR 和阻抗一致性
B：衰減
衰減一致性
衰減穩(wěn)定性
C：額定功率
D：屏蔽性
E：截止頻率
F：工作溫度范圍
G：柔韌性
H：電長度穩(wěn)定性
I: 互調(diào)
J: 環(huán)境適應(yīng)性

A：信號反射：VSWR 和阻抗一致性

當(dāng)射頻信號輸入到同軸電纜組件中時，有三種情況發(fā)生：
（1）信號被傳輸?shù)诫娎|的另 一端，正如期望的那樣；
（2）信號沿著電纜傳播時，被轉(zhuǎn)換成熱量或從電纜中泄露出去， 以這兩種形式損失掉；
（3）朝著電纜輸入的一端反射回來。
信號沿著電纜輸入的方向反 射回來，這是由于沿著電纜長度方向上阻抗的變化引起的。這些變化就包括電纜和其相 連的設(shè)備阻抗的不同。通常連接器和連接器與電纜的接口是反射的主要因素。另外，電 纜本身也可引起反射，電纜反射的一種來源就是來自阻抗周期性的變化。而這種變化是 在生產(chǎn)過程中，被加到一個特定的頻率上時所產(chǎn)生的。當(dāng)用一組頻率掃描并觀察，就會 出現(xiàn)一個尖峰。圖1 就顯示了一個尖峰的例子。

反射的大小可以用幾種方式表示。可能最熟悉的就是VSWR 了。反射也可表示成回損， 就是反射功率與入射功率的比。通常用dB 表示。

低反射功率或低電壓駐波比通常作為同軸部件的指標(biāo)，包括電纜，連接器，和電纜組 件。它表明了電纜的一致性沿著其長度保持得有多好，連接器是否恰當(dāng)?shù)谋辉O(shè)計和被裝接； 也反映了連接器的尺寸和電纜線徑過渡段的匹配有多好。它通常是頻率的函數(shù)，當(dāng)頻率增大 時，反射也增加。

在很多應(yīng)用方面，低反射功率對于實現(xiàn)好的系統(tǒng)性能是關(guān)鍵的因素。在這種情況下， 選擇電纜和連接器是關(guān)鍵。另外，為了得到好的結(jié)果，還必須小心地將連接器連接到電纜上。 購買電纜組件的時候應(yīng)該考慮VSWR 關(guān)鍵的應(yīng)用。

要注意，在一個特定的頻率下，實際的輸入阻抗可能和電纜的特性阻抗有很大不同，這 是線路中存在反射引起的。一段特定長度電纜的VSWR 是電纜實際輸入阻抗與它平均特性阻 抗差別大小的指針。

B．衰減

衰減是信號沿著電纜傳播的損耗，當(dāng)射頻信號穿過電纜，一部分轉(zhuǎn)變成熱，一部分通過 外導(dǎo)體泄露出去。信號損耗通常用單位長度的dB 數(shù)表示，而且是在某一特定頻率時，因為 衰減隨頻率增加而增加。

對于大多數(shù)應(yīng)用來說，目的是要減少電纜中的損耗或者是在損耗預(yù)計范圍內(nèi)保持不變。 對于同一結(jié)構(gòu)類型的電纜，損耗隨著直徑的增加而減小，因此，欲使電纜損耗減小意味著可以靠增加電纜的線徑尺寸來達到。

衰減是由電纜的傳導(dǎo)性和電介質(zhì)損失所決定的。尺寸大的電纜的傳導(dǎo)損失小，從而衰減 少。而電介質(zhì)的損耗和電纜尺寸大小無關(guān)，它隨著頻率呈線性增長。而導(dǎo)體的損耗隨頻率的 平方根而增長。因此，當(dāng)頻率增加時，電介質(zhì)的損耗就成了電纜總損失中比例較大的一部分。

根據(jù)周圍環(huán)境的溫度，衰減一定要被校準(zhǔn)因子校正，見圖2。溫度變高，導(dǎo)體的阻抗和 電介質(zhì)的功率因子增加，從而衰減增大（見圖6 關(guān)于校準(zhǔn)因子）。

為一項特定的應(yīng)用選擇一種電纜結(jié)構(gòu)，要確定系統(tǒng)需求中當(dāng)頻率最大時期望的衰減。確 定被校正過的衰減用期望的衰減除以溫度校正因子，然后選擇最細的、滿足表格里校正過的 衰減值的電纜。對于低衰減電纜的尺寸大小，參看S-flex 系列的電纜。SF26 和SF40 電纜 使用頻率高達26GHz 和40GHz。在低頻段同樣是適用的，比如SF26 在18GHz 時的插損約1.2dB， 其在1GHz 時的插損僅為0.28dB，滿足了低損耗的使用要求。

衰減的一致性（Attenuation Uniformity）

任何電纜的衰減都不一定隨著頻率改變而一致性地發(fā)生變化。隨機性和周期性的阻抗變 化帶來了隨機和周期性的衰減響應(yīng)，象圖3 顯示的窄帶衰減尖峰是可能發(fā)生的。如果需要， 電纜可以做成各種長度。此時，非正常的最大的衰減變化就可以被排除在客戶需要的頻率范 圍之外。通常，在長電纜的制作中要考慮到產(chǎn)生這種尖峰衰減的可能性。

衰減的穩(wěn)定性

編織電纜的衰減隨著時間和彎曲的增加而增加。隨時間的改變可能是編織屏蔽層的受腐 蝕引起的，也可能是由外套塑化劑導(dǎo)致的基本絕緣材料的污染引起，再有可能是穿過外套的 潮濕引起。而這些影響都可以通過用合適的化合物來填滿編織層,當(dāng)頻率大于1GHz 時，衰減 降低就更明顯了。裸銅和鍍錫銅編織物的電纜比鍍銀編織物的電纜的衰減更大。這些影響如 圖5 中描述。

測試電纜由于經(jīng)常會對電纜有移動和彎曲的作用，而穩(wěn)幅電纜就是針對這種影響而特別 設(shè)計的。我們的穩(wěn)幅電纜組件Orange 系列在18GHz 時的幅度穩(wěn)定度是0.05dB。
 

C．平均額定功率

同軸電纜中的電損耗由內(nèi)外導(dǎo)體，以及電介質(zhì)中產(chǎn)生的熱量所引起。而電纜的功率容量 是和其散熱的能力相關(guān)的。最終限制功率容限的因素是電纜中材料所允許的最大工作溫度， 尤其是電介質(zhì)。這是因為大部分的熱量是由內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的。一般而言，對于給定的電纜，功 率容量和衰減是成反比關(guān)系，衰減直接和其尺寸大小有關(guān)。其它因素是電纜的熱轉(zhuǎn)換特性， 尤其是電介質(zhì)。

在特殊應(yīng)用時，電纜額定功率一定要通過校準(zhǔn)因子降額，考慮到周圍溫度、高度、VSWR 等因素。高溫和高海拔是因為通過妨礙熱量從電纜中傳導(dǎo)出去而降低了額定功率；VSWR 是 使電纜中的發(fā)熱點積聚來降低額定功率。

為特定的需求選擇電纜結(jié)構(gòu)時，先確定系統(tǒng)在最高頻率時的平均輸入功率，然后再確定 有效平均功率。

P₀= P₁*Cor₁/Cor₂*Cor₃

其中P₀是有效功率，P₁是平均功率，Cor₁是VSWR校正因子，Cor₂是溫度校正因子，Cor₃是 高度校正因子。

溫度和高度校準(zhǔn)如圖6 和圖7 中所示。

VSWR校正因子Cor₁=1/2(VSWR+1/VSWR)+1/2 k l（VSWR-1/VSWR） K 如圖8 中所示。在此有效功率電平上，再從衰減與功率的圖中選出所需電纜。

D．屏蔽和串音干擾

1.屏蔽效率取決于外導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。最常見的結(jié)構(gòu)有：
單編織層: 由裸銅或鍍錫銅或鍍銀銅（70%-90%覆蓋）
雙編織層:由兩個單編織層組成，中間沒有絕緣層
三編織層: 由兩個單編織層組成，中間有絕緣層
帶狀編織:由拉長的剝皮的銅線而不是圓狀的導(dǎo)線組成（90%覆蓋）。
剝皮的外導(dǎo)體/螺旋平伸剝皮：表現(xiàn)為100%覆蓋
固態(tài)外套：由鋁或銅管組成（100%覆蓋）

2. 在圖9 中，示出了這些結(jié)構(gòu)頻率范圍從10MHz 到8GHz 時的相關(guān)屏蔽效率。這張圖表 顯示了從每種結(jié)構(gòu)的一個一英尺樣品的外部屏蔽層泄漏出去的信號。基于測量數(shù)據(jù)，曲線描 述了柔性電纜的性能，如三層編織，雙層編織，單層編織的結(jié)構(gòu)。

為了估計電纜中總的泄漏在1100 英尺長度，再加上20logL 到從表中讀到的數(shù)字上。（L 是電纜長度，單位英尺）.曲線顯示了基于理論之上的半柔電纜的典型特性。而在實際中， 由于連接器處的泄漏，半柔電纜的特性就被連接器的屏蔽效率限制了。

3. 兩電纜間的隔離是兩電纜隔離因子的和，以及兩電纜之間的耦合因子引起的隔離的 總和。耦合因子取決于電纜的相對間隔、位置、環(huán)境和地面的實際狀況。耦合因子會本質(zhì)上 影響電纜間的隔離。

4. 測量表明在兩個單編織長20 英尺電纜間的射頻（1-30MHz）隔離大約在80db 以下。 電纜被并排放著，間距也是20 英尺。

5. 我們可以提供高屏蔽性能的特殊結(jié)構(gòu)電纜，如SS 系列電纜，屏蔽性達到110dB；半 硬和半柔同軸電纜的屏蔽性也較好，達到約100dB；一般測試電纜的屏蔽性也較好，可以達 到90dB 以上。尤其對一些高靈敏度的應(yīng)用和測試場合，屏蔽性的好壞會影響使用結(jié)果。

E．電長度穩(wěn)定性

像天線饋送系統(tǒng)的應(yīng)用可能需要許多電纜組件，這些組件被調(diào)整到特定的電長度。這 些應(yīng)用中，電纜長度隨著溫度、彎曲度、張力和其它環(huán)境因素的變化是很重要的，尤其是在 相控陣系統(tǒng)中。隨溫度發(fā)生改變的電長度對于標(biāo)準(zhǔn)柔性電纜來說，在圖10 中顯示出來。

對于聚乙烯絕緣電纜：-100 — -250 parts/ million/℃
對于TFE 絕緣電纜：-50— -100parts/million/℃
對于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)泡介質(zhì)的半柔電纜，電長度隨溫度變化是-20——-30 part/million/℃
通過特殊柔性和半柔電纜的設(shè)計，通過改進電長度，可以對抗溫度特性。半柔電纜有隨 著溫度變化的電長度小到5parts/million/℃的。

在測試系統(tǒng)中，電長度的改變會引入測試誤差，使用中需要選擇穩(wěn)相電纜。我們Orange 系列和S-flex 系列電纜，有良好的穩(wěn)幅穩(wěn)相特性，適合于中高端的測試場合。

S-flex 系列電纜由于低插損、輕質(zhì)和柔軟性，也非常適合系統(tǒng)互聯(lián)，如相控陣系統(tǒng)中。

F．截止頻率

同軸電纜的截止頻率是在能量傳輸?shù)哪６皇荰EM 模中產(chǎn)生的。這并不是說TEM 模衰 減很大。這個頻率是導(dǎo)體平均直徑和電纜傳播速度的函數(shù)。較高的模只在阻抗不連續(xù)時產(chǎn)生， 并且在很多情況中電纜可以工作在截止頻率之上,而沒有本質(zhì)上的VSWR 或插入損耗增加。但 是，這里還是建議不要使用大于截止頻率的電纜。

G. 工作溫度范圍

柔性電纜工作范圍主要由電介質(zhì)和外套材料的溫度工作范圍決定。注意只有鍍銀的導(dǎo)體 才適合長期工作在80℃以上的環(huán)境中。

H．柔韌性

采用絞合線中心導(dǎo)體和編織外導(dǎo)體的同軸電纜用于要重復(fù)彎曲的場合。絞合線中心導(dǎo)體 的電纜相對于單根內(nèi)導(dǎo)體表現(xiàn)出更高衰減。一般而言，絞合線的數(shù)量越多，電纜的柔韌性就 越好，衰減也越大。

鋁管或銅管做的外導(dǎo)體的同軸電纜，一般用做半柔或半剛電纜，將受不住超過10 個 180°彎， 其彎曲半徑為電纜直徑20 倍的彎曲。半柔電纜通常被繞在半徑是電纜外徑的20 倍的卷軸上運輸。半柔電纜可以在現(xiàn)場安裝時彎曲，建議最小的彎曲半徑等于電纜外徑的 10 倍。電纜彎曲是電纜外徑的5 倍時，可能產(chǎn)生機械特性和電氣性能的下降。

I．互調(diào)

現(xiàn)在有許多的系統(tǒng)需要互調(diào)指標(biāo)，比如無源互調(diào)測試，對電纜的指標(biāo)要求非常高。如用 在通信上的IMD 測試電纜指標(biāo)如下：

Return Loss: >24dB@DC-2.2GHz
IM3: <-165dBc@1.8GHz,

這就要求電纜和接頭，甚至連接方式都要考慮IM3 的影響。

J.環(huán)境適應(yīng)性

同軸電纜的特性取決于很多因素，而紫外線的照射、高潮濕、電化反應(yīng)、海水和蒸汽的腐蝕是電纜損壞的主要原因。另為，抗火花性也要考慮。

下面的指導(dǎo)運用：

a: 陽光：對于低溫電纜來說，它曝露在陽光下，高分子重量的聚乙烯，有特定碳棒黑 色粒子大小，重量和粒子分布,建議作最大的壽命期望。乙烯聚合物的氯化物外套比恰當(dāng)化 合的聚乙烯的壽命期限少了1/2。

b.潮濕或水蒸氣：能進入柔性電纜，它可通過外套上的針孔、連接器或以蒸汽形式穿過 外套。所有材料都表現(xiàn)出有限的蒸汽傳輸速率。舉個例子，10 英尺長的并有聚合物的外套 的電纜，表現(xiàn)出大約為10-4 cc/sec/ft的氦泄露速率。甚至最小可滲透的熱塑品，比如FEP， 都不提供重要的改善。在航空應(yīng)用上，有限蒸汽傳輸速率和極端高溫的結(jié)合引起了電纜的凝 聚。潮濕也可發(fā)生在較低的地方，會引起腐蝕或連接器的短路。一種阻止潮濕積聚的辦法是 把所有空隙都用防潮化合物填充，且電纜不會隨著時間老化。

c.海水浸泡：如果導(dǎo)體置于海水中電纜的電特性會迅速受到影響。除非浸泡測試在外套 上進行，否則就很有可能每1000 英寸就有一個針孔。即使足夠的測試可以執(zhí)行，安裝時的 損壞或者侵蝕的破壞仍會引起泄露。此時，推薦使用緊壓力、沒有軟管的、能抵抗住一定深 度壓力的電纜。

d.蒸汽腐蝕：錫和銀涂層的使用的確對抗蒸汽腐蝕起到了保護作用。但是這種保護是短 暫的。如果電纜要安裝在靠近海水或化學(xué)工廠附近的話，推薦使用填充的電纜。

e.地下埋設(shè)&電化行為：地下潮濕開始和任何金屬接觸時，都會立刻引起腐蝕。鋁管制 的外導(dǎo)體在90 天內(nèi)就可以幾乎完全損壞。因此，任何安裝在地下的電纜都應(yīng)該帶有無針孔 的外套。既然會發(fā)生安裝技術(shù)和侵蝕而引起外套的損壞，用化合物填充的電纜就應(yīng)該被使用。 針對侵蝕情況，為了獲得最大可靠性，建議使用鎧甲的外套。

f.防火性：如果內(nèi)導(dǎo)體在損壞前伸長10%的話，電纜有不同的著火點針對破壞外導(dǎo)體的 強度。必須小心對待覆銅的鋼條或是合金內(nèi)導(dǎo)體的電纜，因為只要有1%——10%的拉長，電 纜就可能損壞。特別地，導(dǎo)體尺寸小于26AWG 時，在組裝操作的時候，就很容易損壞。另外， 特殊的合金導(dǎo)體也可以采用，因為它的張力可達到110000psi 并且可拉長10%。

參考：Times “A guide to the selection of RF coaxial cable”2007 catalog and handbook.