射频电缆详解：同轴设计与特性参数

本教程详细介绍了射频电缆和双绞线的区别以及它们在电信号传输中的作用，特别是着重探讨了同轴电缆的特点。射频信号传输通常首选同轴电缆，这是因为其具有显著的优势：信号产生的磁场被限制在电缆内部，减少了外部干扰，确保了信号的纯净度（如图1.21所示）。图中展示了同轴电缆的结构，包括护套、屏蔽层、电介质、内部导体等组成部分。 同轴电缆的一个关键特性是其特征阻抗（Zo），通常是50Ω，这是射频应用中的标准值，能够保证良好的电气性能和易于设计。在较长的电缆中，这尤其重要，因为电缆长度常常超过信号波长，特征阻抗有助于维持信号完整性。其他常见的同轴参数包括75Ω和93Ω，用于视频和数据系统，这些是特殊阻抗值。 电介质材料的选择对电缆性能有很大影响，例如聚乙烯（PE）和蜂窝状聚乙烯（由于空气间隙提供绝缘）是常用材料，前者更常见，而后者提供轻量化和较低的衰减，但对物理稳定性的要求较高。聚四氟乙烯（PTFE）则适合高温和低损耗应用场景，但成本较高。导体材料通常使用铜，但镀银可提升高频性能，铜绞线则提供额外的强度。 双绞线虽然在某些低频应用中常见，但在射频领域，由于其容易受到串扰（crosstalk）的影响，不如同轴电缆理想。串扰是指在电缆中不同线对之间传递的电磁干扰，特别是在密集的布线环境中，双绞线可能会导致信号质量下降。因此，对于射频通信，同轴电缆由于其优越的抗干扰特性，是更为优选的选择。 在1.3小节中，将深入讨论传输线的一般属性，进一步强调同轴电缆作为特定类型的优越性，并对比分析不同类型的电缆及其在实际应用中的选择策略。