同軸線纜設計要素有哪些？

對于同軸線纜而言，除了產品規格書中列出的插入損耗、回波損耗、電壓駐波比（VSWR）等常見參數之外，還有其他設計和構造方法能夠有助于其獲得更為準確一致的性能表現或者更長的使用壽命。為了確保高重復性和高可靠性，許多應用均要求產品具有精密結構。本文將就這一類要求，不良線纜結構所帶來的不利影響，以及線纜制造方法進行深入探討，以助力同軸線纜獲得更高性能。

插入損耗

介電材料的選擇  空氣是一種理想的介電材料，其允許信號以接近光速的速度幾乎無阻礙地傳播。然而，由于空氣無法在線纜結構上提供將內導體和外導體均勻隔開的支撐力，因此現實中這一理想狀態并不能應用于市售的同軸結構產品。這類線纜產品必須使用空氣之外的其他介電材料。

如下兩點是導致同軸線纜發生損耗的主要內在因素：

內外導體的阻性損耗；電解質的損耗角正切和傳導電流。

此兩點因素中，第一點難以避免，然而后者卻存在多種應對之策。作為一種絕緣材料，電介質的相對電容率（也稱介電常數）是同軸線纜總衰減度的一個貢獻因素：

其中：Ld表示介電材料所致損耗；f為頻率；tanδ為損耗角正切；εr為介電常數；c為光速。與介電常數為2.34的高密度聚乙烯（HDPE）和介電常數為2.28的低密度聚乙烯相比，發泡聚乙烯的介電常數低至1.6。通過在介電材料中引入空氣，不但能幾乎將其介電常數減半，而且還能大幅降低損耗角正切。就插入損耗而言，實心介電材料最高，低密度介電材料居中，膨脹或微孔介電材料最低。

然而，另一方面，實心介電材料有高勻質性和各向同性的優點，而低密度材料卻通常存在介電常數沿線纜長度方向不一致的問題。微孔結構等各向異性的異質體系的介電常數很大程度上取決于體系內孔泡的形狀。膨脹介電材料不但對溫度最不敏感，而且還有損耗和相位穩定的優點。

同軸粗線

雖然小尺寸的同軸線纜一般在高頻下不受傳播模限制，但是出于減輕重量和提高柔性的考慮，人們往往選擇小直徑的同軸線纜。以下彎曲應力表達式可以解釋小直徑同軸線纜具有更高柔性的原因：

其中，σ表示彎曲應力，E為彈性模量，y為距中性軸的距離，R為彎曲半徑。彎曲應力隨距中性軸的距離的增大而線性增大。因此，與細的同軸線纜相比，粗同軸線纜距中性軸最遠處的受力更大。

另一方面，由于粗同軸線纜含有更多的金屬導體材料，因此其阻性損耗更小，因而可以降低總體損耗。從下式可知，每單位長度的損耗量與內外導體的直徑成反比。

其中，LR為導體的阻性損耗，d和D分別為內外導體的直徑，σin和σout分別為內外導體的電導率，μin和μout分別為內外導體的磁導率。許多低損耗線纜通常比同類RG線纜更粗，而且可用于蜂窩等大型通信設備。對于蜂窩通信設備而言，還存在無源互調失真（PIM）這一主要考慮因素。

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