射頻同軸電纜組件是將射頻同軸連接器與射頻同軸電纜,通過一定的方式將兩者連接起來,共同構(gòu)成的一段傳輸線。用戶在選擇電纜組件時(shí)要對(duì)電纜和連接器進(jìn)行必要的了解,電纜的了解應(yīng)包括結(jié)構(gòu)尺寸、機(jī)械性能、使用頻率、衰減等,而連接器的了解應(yīng)包括連接器的結(jié)構(gòu)、所用材料、接口連接方式、使用頻率范圍等,再根據(jù)自己的需要選擇適合的連接方案。
根據(jù)使用的用途,如當(dāng)同軸電纜用作天線電纜時(shí),要求信號(hào)到達(dá)的時(shí)間與方向(即相位)符合一定的要求。由于受電纜材料與加工工藝的影響,電纜在各點(diǎn)的傳播速率不可能絕對(duì)地做到完全一樣,因而信號(hào)通過同樣物理長(zhǎng)度的電纜都會(huì)有一定的時(shí)間和方向差,這時(shí)它需要采用電氣長(zhǎng)度來決定電纜的長(zhǎng)度,該電氣長(zhǎng)度所用的特性就是相位。相位是指信號(hào)在電纜中通過的周波數(shù),每個(gè)周波 360°,如 1.25 個(gè)周波,即 450°。相位的單位以度(°)表示,長(zhǎng)度為 L(mm)的電纜其相位Φ可按如下公式計(jì)算:
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相位匹配是用來描述兩個(gè)或多個(gè)電纜組件具有相同相位長(zhǎng)度的能力,更準(zhǔn)確的說是電長(zhǎng)度匹配。相位匹配分為兩種:
1、相對(duì)匹配:同批次之間的電纜組件互相匹配;
2、絕對(duì)匹配:電纜組件的絕對(duì)相位匹配到一個(gè)預(yù)定值。
相位(穩(wěn)相)
穩(wěn)相電纜最多的應(yīng)用領(lǐng)域是在軍工行業(yè)。比如說:相控陣?yán)走_(dá),導(dǎo)彈,艦艇,電子對(duì)抗等。例如在高原地區(qū)部署的相控陣?yán)走_(dá)或是導(dǎo)彈等設(shè)備,由于高原晝夜溫差極大,會(huì)導(dǎo)致溫度的變化區(qū)間超出普通電纜所承受范圍,導(dǎo)致相位變化很大,接收到的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)延。所以同比其他類型電纜,穩(wěn)相電纜在性能指標(biāo)及柔軟度都較為優(yōu)異。
穩(wěn)相分為兩種:機(jī)械相位穩(wěn)定性和溫度相位穩(wěn)定性。
穩(wěn)相電纜組件自身發(fā)生變化(彎曲等機(jī)械形變、傳輸信號(hào)時(shí)自身發(fā)熱產(chǎn)生溫度變化等)或所處環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí),由于介質(zhì)材料的介電常數(shù)、材料膨脹引起的結(jié)構(gòu)變化、應(yīng)力變化,穩(wěn)相電纜組件實(shí)際電長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。其中連接器部分也會(huì)因上述問題發(fā)生電長(zhǎng)度的變化,但由于連接器本身電長(zhǎng)度很小,按目前加工精度來看,一致性是非常高的,在穩(wěn)相電纜組件使用頻率不高且長(zhǎng)度不是非常短的情況下,連接器的影響可以忽略。由于環(huán)境影響和機(jī)械變化所引起的電纜組件電長(zhǎng)度變化是不可避免的。
機(jī)械相位穩(wěn)定性
電纜組件在受到彎曲或扭轉(zhuǎn)等機(jī)械力的作用可能引起電纜組成部分的尺寸變化及結(jié)構(gòu)變異錯(cuò)位所引起的相移,叫做機(jī)械相位穩(wěn)定性。機(jī)械穩(wěn)相指標(biāo)和彎曲方法、彎曲半徑都有一定的關(guān)系,關(guān)注此指標(biāo)時(shí),一定要了解試驗(yàn)方法和彎曲半徑的大小。比如:在相控陣?yán)走_(dá)上,系統(tǒng)需要將天線陣面不同位置天線單元信號(hào)同步傳輸到主機(jī)進(jìn)行分析處理,但從天線陣面不同位置到主機(jī)接口的距離是不一樣的,一組配好相的電纜組件從天線單元到達(dá)主機(jī)接口需要走不同的路徑,中間彎曲的次數(shù)和彎曲半徑均會(huì)不同。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要注意內(nèi)導(dǎo)體、絕緣、外導(dǎo)體三者的緊密性和穩(wěn)定性,盡量避免或減少三者間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。高性能的同軸電纜組件必須具有優(yōu)異的相位重復(fù)性。
溫度相位穩(wěn)定性
電纜中的材料隨溫度變化的性能以及它們之間的內(nèi)部作用將影響總的相位隨溫度變化的情況。例如當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),絕緣介質(zhì)隨溫度的增加而膨脹并且其密閉性下降,從而導(dǎo)致電介質(zhì)的介電常數(shù)變小,傳播速率增大,相位變小,同時(shí)由于溫度升高,電纜導(dǎo)體膨脹,其物理長(zhǎng)度也會(huì)變大,相位變大。通常情況下,電纜廠用相位變化參數(shù) PPM 來表示電纜的溫度相位穩(wěn)定性,可以用下列公式進(jìn)行計(jì)算。
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ΔΦ ?—— 相位變化值。單位:度
Φ —— 電纜組件的電長(zhǎng)度。單位:度
PPM ?—— 相位變化百萬分率
相位追蹤
相位追蹤是表示多根電纜組件在溫度、彎曲或兩種兼顧的情況下,相位彼此接近的能力,通俗的說就是相位變化的一致性。通常大家所說的相位追蹤,是指溫度相位追蹤。相位追蹤是相控陣?yán)走_(dá)研發(fā)工程師們?cè)谶x用射頻電纜組件時(shí)應(yīng)該考慮的極其重要的指標(biāo)之一。