什么是射频电缆，以及其阻抗、筑波、衰减？

Question

我刚接触射频电缆的知识，知道的比较少。
求关于射频电缆的知识，尤其是驻波、阻抗、衰减的概念以及决定因素。
望高手给予帮助，感激不尽。

Answer 1

射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆,射频电缆是各种无线电通信系统及电子设备中不可缺少的元件,在无线通信与广播,电视,雷达,导航,计算机及仪表等方面广泛的应用。

驻波：驻波比(VSWR)/回波损耗
在射频和微波系统中，最大功率传输和最小信号反射取决于射频电缆的特性阻抗和系统中其它部件的匹配。射频电缆的阻抗 变化将会引起信号的反射，这种反射会导致入射波能量的损失。

反射的大小可以用电压驻波比(VSWR)来表达，其定义是入射和反射电压之比。VSWR的计算公式如下：

VSWR = ( 1 + √Pr/Pi ) / (1 - √Pr/Pi)

其中Pr为反射功率，Pi为入射功率。

VSWR越小，说明电缆生产的一致性越好。VSWR的等效参数是反射系数或回波损耗。典型的微波电缆组件的VSWR 在1.1~1.5之间，换算成回波损耗为26.4~14dB，即入射功率的传输效率为99.8%~96%。匹配效率的含义是，如果输入功率为100W，在 VSWR为1.33时，输出功率为98W，即2W被反射回来。

阻抗：“特性阻抗”是射频电缆，接头和射频电缆组件中最常提到的指标。最大功率传输，最小信号反射都取决于电缆的特性阻抗 和系统中其它部件的匹配。如果阻抗完全匹配，则电缆的损耗只有传输线的衰减，而不存在反射损耗。电缆的特性阻抗(Zo)与其内外导体的尺寸之比有关。由于 射频能量传输的“趋肤效应”，与阻抗相关的重要尺寸是电缆内导体的外径(d)和外导体的内径(D)：

Zo(Ω) = ( 138 / √ε ) x ( log D/d )

绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是50Ω；在广播电视中则用到75Ω的电缆。

衰减：衰减(插入损耗)
电缆的衰减是表示电缆有效的传送射频信号的能力，它由介质损耗、导体(铜)损耗和辐射损耗三部分组成。大部分的损耗 转换为热能。导体的尺寸越大，损耗越小；而频率越高，则介质损耗越大。因为导体损耗随频率的增加呈平方根的关系，而介质损耗随频率的增加呈线性关系，所以 在总损耗中，介质损耗的比例更大。另外，温度的增加会使导体电阻和介质功率因素的增加，因此也会导致损耗的增加。对于测试电缆组件，其总的插入损耗是接头 损耗、电缆损耗和失配损耗的总和。在测试电缆组件的使用中，不正确的操作也会产生额外的损耗。例如，对于编织电缆，弯曲也会增加其损耗。每种电缆都有最小 弯曲半径的要求。在选择电缆组件时，应先确定系统最高频率时可接受的损耗值，然后再根据这个损耗值来选择尺寸最小的电缆。

Answer 2

射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆，射频电缆是各种无线电通信系统及电子设备中不可缺少的元件，在无线通信与广播、电视、雷达、导航、计算机及仪表等方面广泛的应用。

驻波：
频率相同、传输方向相反的两种电波，沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压（或电流）相加的点出现波腹，在两者电压（或电流）相减的点形成波节。在波形上，波节和波腹的位置始终是不变的，给人“驻立不动的印象，但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等，则波节的幅值为零。

阻抗：
电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。（伏特/米）/（安培/米）=欧姆。 欧姆定律表明，如果在一对端子上施加电压（E），此电路中测量到电流（I），则可以用下列等式确定阻抗的大小，这个公式总是成立： Z = E / I

衰减：
信号在传输介质中传播时，将会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度不断减弱，这种现象称为衰减。

Answer 3

射频电缆是传输射频范围内电磁能量的电缆,射频电缆是各种无线电通信系统及电子设备中不可缺少的元件,在无线通信与广播,电视,雷达,导航,计算机及仪表等方面广泛的应用.
当导线有电流流过时，会使导线发热，就说明导线消耗了有功功率，它具有一定的电阻；又由于导线间绝缘不完全而存在漏电流，即导线之间处处有一定电导；当导线中有电流流过时，导线周围就会有磁场产生，所以导线还有一定的电感；导线与导线间的电位差将使其间形成电场，使得导线间存在一定的电容。上述这些分布在电路布线及其结构中的参数统称为“分布参数”，它使得线路中任一点都呈现出已定的阻抗，这个阻抗即被称为－－特性阻抗。因此，特性阻抗的大小完全取决于－－电缆的结构。即：绝缘介质的大小和导线线径的大小。又即：如果导线线径的大小发生改变，相应改变绝缘介质的大小就可以保持特性阻抗的大小为75欧姆。
视频线和射频线特性阻抗的大小为75欧姆，只是一个大概数，允许标准参数有一定的上下浮动，78欧姆和72欧姆都是标准的，标准规定是75正负3欧姆
电磁波沿大地与空气的分界面传播，在传播过程中，部分能量被大地吸收，而逐渐衰减，频率越高，波长越短，衰减越快。