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别毁了你的电缆!

射频、微波电缆的电传输特性中,电缆反射或电压驻波比(VSWR)是大家最关注的电气特性指标之一。阻抗分布不均,驻波比较大,可能引起电缆入射端过压,严重时烧坏发射设备,多次回波也可能引起电磁波相位的畸变,并会造成电缆衰减增加。

电缆组件在刚交付使用时,反射指标一般都非常完美。但生产厂商仅通过材料、结构和工艺进行综合控制(无法通过设计直接获得所需的驻波比),后期还要咱自己多多注意。耗材折损率加快可能一时看不出来,但不当使用造成的损坏绝对分分钟见效!

1、相似连接器千千万小心

事实上, 在500MHz 以上时,电缆连接器的反射在组件中起着支配作用。长期从事射频微波工作的小哥,稍不注意也有可能在连接器环节出问题。比如Q9头和BNC头,外形完全一致,只是尺寸稍有偏差,长期插拔严重影响传输效果;又如N型头和L16头外形完全一样,但螺纹节距分别是英制的和公制的,一拧马上报废了。另外,误将50Ω的N型头插入(插针直径为3mm)75Ω的N型插座(插针直径为2mm)后,75Ω的插孔尺寸超过弹性极限,即使弹性形变有所恢复(肯定无法恢复到原来尺寸),再使用该插座时会有很高的VSWR,甚至开路。

2、超范围使用

电缆超出额定功率和电压使用,介质层可能由于温度升高而变形,甚至发生介质击穿,严重影响阻抗均匀性,从而增加驻波比。电缆使用时弯的太厉害以至于小于最小弯曲半径,导致芯线偏离外导体中心、甚至弯折,电缆阻抗就将产生巨大变化。

3、长期损耗

当连接器插拔次数超过500次后,插针、插孔已造成不同程度的磨损,接触已不是最佳状态,反射可能急剧增加。还要特别注意电缆悬空的处理方式:质量较大的电缆在长期架空时自身很容易产生拉伸形变,影响电缆的阻抗均一性;带支架的电缆也要注意支架的受力方式(避免重力引起的弯折),否则会严重影响驻波比性能。

4、验证问题

在工程应用中,可能会定期的检查电缆传输特性,比如YD/T1092——2013、YD/T 1319——2013等同轴电缆标准将其列为常规检验项目,测试一般衡量VSWR。VSWR反映的是整个电缆长度上反射情况的叠加,无法具体反映出电缆长度方向上每一个点的反射情况。因此, 当电缆某一个点的信号反射严重时, 若其距离测试端较远,电压驻波比测试时就可能反映不出该点的故障。可利用时域反射法(TDR)测量电缆远处反射情况。另外,再给大家几个电缆的VSWR测试案例,可通过比较类似测试结果预估电缆的具体问题。

案例一:某一频点出现VSWR峰值超标。此类VSWR峰值是由电缆结构周期性缺陷所致。

案例二:VSWR 频域波形呈锯齿形。通常是由电缆结构的局部突变造成(由生产条件中偶然因素或传说中的暴力快递导致的了…)。

案例三:电缆VSWR整体水平较差。通常是由电缆结构的非周期性变化所致,这种问题一般是厂家的问题,亲就要重新考虑该厂电缆的生产质量了。

5、考虑性价比

一般来说,厂商那里,电缆VSWR特性是往往和价钱成正比。在工程应用中,土豪玩法肯定能达标,但也未必能达到最好的效果。选择本身使用频段具有较好传输性能的电缆比选择全频段刚好合格的电缆效果更好。


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