同轴电缆的功率处理 – 第一季
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Pasternack博客

同轴电缆的功率处理 – 第一季

同轴电缆是一种低损耗的传输线,可以屏蔽外部信号,耐用且有柔性,可用于频率范围覆盖非常广泛的各种应用。功率处理能力,又称功率容量,是衡量射频同轴电缆性能的重要标准之一。在评估中功率或大功率发射机应用时,功率处理尤其重要,因为同轴电缆类型不正确会导致电缆故障,进而对发射机造成损坏。

由于大部分热量在电缆的中心导体、介质芯中产生,同轴电缆中的电损耗会在中心和外部导体产生热量。功率处理能力与电缆承热、散热的能力有关。在功率处理中,电缆所用材料,尤其是电介质的最高允许工作温度是最终限制因素。对于连续功率的应用,电缆内部的热损耗是限制因素,当通过同轴线使用脉冲功率时,不能超过工作电压。同轴电缆的热传导通常与电缆的物理性能和温度有关。具体而言,导热系数(k)是由于温度变化,沿垂直于表面积(a)的方向通过厚度(L)及时传递的热量(Q)。由此我们就有了电缆传热速率和线路热效应,也称为线路额定功率。

一般来说,特定电缆的功率处理能力与其衰减成反比,且与电缆的尺寸直接相关。对于同轴电缆额定功率,必须考虑用环境温度、海拔和电压驻波比因素修正。例如,高环境温度和/或高海拔通过阻碍电缆的热传递来降低额定功率,而电压驻波比通过在电缆中制造局部热点来降低额定功率。使用哪种同轴电缆取决于线路的大小和类型、工作频率、衰减或损耗、热传导和电容。上述每一种因素都对线路的功率处理能力起着关键作用。

关于制定射频同轴电缆功率处理的推荐最大功率额定值所用数据的详细信息,请参阅《射频同轴电缆功率处理能力》(1971,http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/912072.pdf),其中提及的“典型同轴电缆类型经受高功率连续波和脉冲试验”,该项试验是在“一系列频率、环境温度及压力下进行的”。