4種常見的同軸信號傳輸損耗

我們都知道光纖傳輸有衰減，射頻同軸傳輸同樣也會遭遇損耗。同軸傳輸?shù)膿p耗是如何產(chǎn)生的？以及我們怎樣才能減少損耗，提升同軸傳輸性能？本期我們圍繞同軸損耗這個主題，進(jìn)行細(xì)致深入的講解。

同軸傳輸產(chǎn)生損耗的原因

同軸在傳輸數(shù)據(jù)信號的過程中，信號會不斷損耗，在抵達(dá)終點后幅度會有所減少，可能會達(dá)不到正常值的工作要求，在這里歸納4種常見的同軸信號傳輸損耗。

介質(zhì)損耗

?原理：介質(zhì)損耗是同軸線纜中心導(dǎo)體與外導(dǎo)體間的電介質(zhì)（絕緣體）對信號的損耗。度量電介質(zhì)的一個重要參數(shù)是介電常數(shù)。它是指在同一電容器中用某一物質(zhì)作為電介質(zhì)時的電容與其中為真空時電容的比值稱為該物質(zhì)的“介電常數(shù)”。介電常數(shù)通常隨溫度和介質(zhì)中傳播的電磁波的頻率而發(fā)生變化。 如何產(chǎn)生：同軸線纜的內(nèi)外導(dǎo)體相等于電容的兩極。因為實用中的線纜電介質(zhì)有電阻存在，介電常數(shù)通常超過1。因而，傳輸中對信號的損耗是必定的。介電常數(shù)的大小與材料和加工工藝（如發(fā)泡）有關(guān)。 ?關(guān)鍵點：介電常數(shù)越大，對信號的損耗也越大。溫度越高，頻率越高，介電損耗越大。

電阻損耗

?原理：電阻損耗是線纜所具備的直流電阻和導(dǎo)體高頻感應(yīng)所造成的渦流對信號能量的消耗。電阻值的大小與電纜采用的原材料和生產(chǎn)工藝相關(guān)。同時它會隨傳輸頻率的改變而發(fā)生變化，緣故是導(dǎo)體在傳輸交流信號中，具備趨膚效應(yīng)。隨著頻率的增加，有效電阻會不斷加大。 如何產(chǎn)生：隨之信號頻率的增高，感應(yīng)電流擴大，這類狀況就越加顯著。它使電流只集中在表層很小的截面流動，導(dǎo)致導(dǎo)體的有效電阻明顯增加。 ?關(guān)鍵點：信號的趨膚深度與頻率和材料相關(guān)，頻率越低，趨膚深度越深；頻率越高，趨膚深度越淺。鐵比銅的趨膚深度小很多。

失配損耗

?原理：失配損耗主要與同軸線纜的物理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。如果同軸電纜在設(shè)計和生產(chǎn)中造成線纜脫離標(biāo)稱阻抗或是線纜阻抗不勻稱，均會導(dǎo)致信號的失配損耗。在施工中導(dǎo)致電纜的過度彎曲、變形、損傷和接頭進(jìn)水，也會造成失配損耗。 如何產(chǎn)生：線纜阻抗不均勻或與信號源及負(fù)載不匹配均會造成電纜在傳輸信號時，一部分信號能量向傳輸方向相反的方向返回，即反射。 ?關(guān)鍵點：線纜阻抗不均勻，使原來信號遭受影響，導(dǎo)致傳輸效率降低，嚴(yán)重時危害系統(tǒng)的正常工作。

泄露損耗

?原理：泄漏損耗是信號根據(jù)電纜屏蔽的編織間隙輻射出去的信號。 如何產(chǎn)生：它導(dǎo)致信號在傳輸過程中的能量損失，是高頻傳輸中不可忽略的問題。 ?關(guān)鍵點：線纜的編織覆蓋率不可以過低。

總結(jié)
電纜的直流電阻只有在低頻時才對信號衰減起主要作用；在高頻時，信號的衰減主要由趨膚效應(yīng)和介質(zhì)損耗決定。同軸電纜隨著傳輸信號頻率的提升，信號衰減成倍增長。因而，電纜的傳輸損耗重要是考慮高頻損耗。電纜除了在設(shè)計、生產(chǎn)加工外，使用中施工不當(dāng)，同樣會對電纜正常使用產(chǎn)生重大影響。

同軸傳輸失效的原因

射頻同軸傳輸中除了信號損耗，還會有直接傳輸失效的事情發(fā)生，這一點也會在連接過程中偶爾遇到，一般以下幾種形式可以留意，做到有針對性的完善。

開路

一般射頻電纜芯線與連接器的內(nèi)導(dǎo)體采用焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，如果焊點斷開會造成電纜信號斷續(xù)或直接丟失。 原因：芯線剝線不當(dāng)，導(dǎo)致焊接前受損；芯線或內(nèi)導(dǎo)體氧化，焊錫潤濕性不良；填錫量不夠，造成連接不可靠等。

短路

射頻連接器的內(nèi)外導(dǎo)體絕緣不夠或者短接，導(dǎo)致信號直接接地。正常的射頻連接器內(nèi)外導(dǎo)體間有絕緣介質(zhì)提供保護(hù)，一般為聚四氟乙烯。以SMA射頻電纜為例，合格的SMA射頻電纜在500V兆歐表下測試，內(nèi)外導(dǎo)體間的絕緣電阻一般大于500MΩ。 原因：內(nèi)導(dǎo)體焊接不當(dāng)或填錫量過多，產(chǎn)生焊瘤導(dǎo)致絕緣性能降低；編織型外導(dǎo)體處理不當(dāng)，產(chǎn)生毛刺，導(dǎo)致內(nèi)外導(dǎo)體間短路等。

接觸不良

接觸不良主要是指電纜內(nèi)導(dǎo)體安裝不到位或者外導(dǎo)體接地不牢帶來電纜駐波比和插入損耗等性能的不穩(wěn)定，在動態(tài)條件下尤為突出。 原因： 1、連接器裝配不規(guī)范和不正確導(dǎo)致的虛擰緊，因接觸不良帶來電性能不佳； 2、電纜外屏蔽的損壞導(dǎo)致的接地不良，特別是在較為狹窄的空間內(nèi)，連接器或電纜受壓導(dǎo)致屏蔽磨損、焊點斷裂，直接導(dǎo)致失效； 3、不同類型的射頻電纜都有最小轉(zhuǎn)彎半徑要求，如果安裝無法滿足最小轉(zhuǎn)彎半徑要求，則對射頻信號的傳輸產(chǎn)生影響，導(dǎo)致性能受損。

如何降低同軸傳輸?shù)膿p耗

“低損耗”一詞是指同軸線纜隨傳輸距離的增大，信號衰減程度（損耗）相對較低這一現(xiàn)象。根據(jù)上面的損耗類別，可以做到針對性的改善，當(dāng)然最快捷的是使用低損耗同軸線纜或連接器。 ?

編輯：黃飛

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