【选型】一文教你射频电缆应如何选型

时间： 2021-05-21 来源：军友射频

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射频同轴电缆是用于传输射频和微波信号能量的。它是一种分布参数电路，其电长度是物理长度和传输速度的函数，这一点和低频电路有着本质的区别。射频同轴电缆分为半刚，半柔和柔性电缆三种，不同的应用场合应选择不同类型的电缆。就射频电缆组件的基本选择原则而言，半刚和半柔电缆一般用于设备内部的互联；在测试和测量领域，应采用柔性电缆。

半刚性电缆

这种电缆不容易被轻易弯曲成型，其外导体是采用铝管或者铜管制成，其射频泄漏非常小（小于-120dB），在系统中造成的信号串扰可以忽略不计。这种电缆的无源互调特性也是非常理想的。如果要弯曲到某种形状，需要专用的成型机或者手工的模具来完成。如此麻烦的加工工艺换来的是非常稳定的性能，半刚性电缆采用固态的聚四氟乙烯材料作为填充介质，这种材料具有非常稳定的温度特性，尤其在高温条件下，具有非常良好的相位稳定性。半刚性电缆的成本高于半柔性电缆，大量应用于各种射频和微波系统中。

图1 半刚性电缆

半柔性电缆

半柔性电缆是半刚性电缆的替代品，这种电缆的性能指标接近于半刚性电缆，而且可以手工成型。但是其稳定性比半刚性电缆略差些，由于其可以很容易的成型，同样的也容易变形，尤其在长期使用的情况下。

图2 半柔性电缆

柔性（编织）电缆

柔性电缆是一种“测试级”的电缆。相对于半刚性和半柔性的电缆，柔性电缆的成本十分昂贵，这是因为柔性电缆在设计时要顾及的因素更多。柔性电缆要易于多次弯曲而且还能保持性能，这是作为测试电缆的最基本要求。柔软和良好的电指标是一对矛盾，也是导致造价昂贵的主要原因。

柔性射频电缆组件的选择要同时考虑各种因素，而这些因素之间有些的相互矛盾的，如单股内导体的同轴电缆比多股的具有更低的插入损耗和弯曲时的幅度稳定性，但是相位稳定性能就不如后者。所以一条电缆组件的选择，除了频率范围，驻波比，插入损耗等因素外，还应考虑电缆的机械特性，使用环境和应用要求，另外，成本也是一个永远不变的因素。

了解电缆的性能对于选择一条最佳的射频电缆组件是十分有益的。

图3 柔性（编织）电缆

如何选择高速高频测试线缆

以下是选择线缆时需要注意的参数和特性。对于普通硬件研发人员来讲，更多的是关注线缆电气性能相关的参数，如特性阻抗、驻波比（VSWR）、阻抗一致性、损耗、传输速率、截止频率、屏蔽性。

■特性阻抗

■驻波比（VSWR）和阻抗一致性

■损耗

■额定功率

■操作电压

■屏蔽性

■电容

■传输速率

■截止频率

■脉冲响应

■自有电缆噪声

■工作温度范围

■柔软性

■环境耐性

■电缆强度

■资质&UL认证

■特性阻抗

高速高频线缆的特性阻抗一般都是50ohm，也还有其他的特殊用途的线缆，比如75ohm的有线电视和视频线缆。

■VSWR和阻抗一致性

VSWR反应的就是一致性的问题，在高速信号完整性中，我们通常使用的就是反射系数。线缆的驻波比一般都非常小，高速高频线缆一般都会在1.05以内。必须要注意的是，由于反射存在，在特定频率的实际输入阻抗可能与点浪的特性阻抗有很大的差别。特定长度点浪的电压驻波比意味着该电缆实际输入阻抗及平均特性阻抗的差别。

■损耗

衰减也即衰减，是指信号随着电缆长度和频率的增加，能量衰减的一个指标。这个损耗主要是由导电性以及介质损耗决定的。一般情况下，电缆越大，导体损耗越小，损耗越小。但是，介质损耗与电缆的大小无关，介质损耗在高速高频的时候起着主要作用。

在损耗中，还有一个点需要引起大家的注意，就是损耗的一个稳定性。这个稳定性并不是说损耗一直不变，而是说损耗在某一个频率点需要保持不变。一般，具有编制层结构的电缆其损耗会随着时间或弯折次数的增加而增大。所以我们通常在买线缆的时候都会问供应商是不是稳幅稳相的线缆，就是为了防止在测试的过程中出现数值的波动和变化。

■传输速率

高速高频电缆的传输速率主要由内外导体间绝缘材料的介电常数决定。这与大家所熟知的PCB上信号传播速率是一样的意思。这个要区别于信号的传输速率。

■屏蔽性

电缆的屏蔽性主要代表的是其信号不要受外界的干扰，也不要让信号干扰外界。我们也把电缆的屏蔽性叫做隔离度。

■截止频率

通俗的理解就是电缆可以在不影响信号传输时的最高带宽频率。

■柔软性

这个虽然与电气性能没有太多的关系，但是还是要讲讲这个。柔软性对于我们测试来讲非常重要，因为要是线缆太硬了的话，就会使我们的测试系统不容易放稳，也很容易损坏测试夹具。但是目前看到的高速线缆就没有非常软的。

这里没有解释的其它参数并不是说对高速高频来讲不重要，比如环境的耐性和工作的温度，这个在需要进行高低温测试时就非常重要，如果线缆在80℃的情况下形态发生变化了，就会完全改变测试结果。

上海军友射频技术有限公司专业自主研发及生产高性能超低损耗稳幅稳相射频同轴电缆，电缆组件等微波互连产品，频率可覆盖DC-67GHz，采用精密创新生产工艺设备，拥有全球同轴电缆领先技术研发团队，在同轴电缆的生产工艺、材料应用上具有深厚认识，基于多年丰富的行业生产及应用经验，军友射频深刻理解客户需求，坚持以顾客应用为导向，为各领域研发、生产高性能射频同轴电缆。致力于打造国际一流，质量可靠的同轴电缆生产商，为国际国内的组件生产商及广大军工民品企业服务。

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