通過(guò)式功率計(jì)射頻電纜的選擇

射頻電纜組件的正確選擇除了頻率范圍，駐波比、插入損耗等因素外，還應(yīng)考慮電纜的機(jī)械特性、使用環(huán)境和應(yīng)用要求，另外，成本也是一個(gè)永遠(yuǎn)不變的因素。這里討論一下射頻電纜的各種指標(biāo)和性能，了解電纜的性能對(duì)于選擇一條*佳的射頻電纜組件是十分有益的。

特性阻抗

“特性阻抗”是射頻電纜、接頭和射頻電纜組件中*常提到的指標(biāo)。*大功率傳輸、*小信號(hào)反射都取決于電纜的特性阻抗和系統(tǒng)中其它部件的匹配。如果阻抗完全匹配，則電纜的損耗只有傳輸線的衰減，而不存在反射損耗。電纜的特性阻抗（Z0）與其內(nèi)外導(dǎo)體的尺寸之比有關(guān)，同時(shí)也和填充介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。由于射頻能量傳輸?shù)?ldquo;趨膚效應(yīng)”，與阻抗相關(guān)的重要尺寸是電纜內(nèi)導(dǎo)體的外徑（d）和外導(dǎo)體的內(nèi)徑（D）：
Z0(Ω) = (138 /√ε) ×(log D/d)

絕大部分應(yīng)用于通信領(lǐng)域的射頻電纜的特性阻抗是50Ω；在廣播電視中則會(huì)用到75Ω的電纜。

駐波比（VSWR）/回波損耗

電纜組件中的阻抗變化將會(huì)引起信號(hào)的反射，這種反射會(huì)導(dǎo)致入射波能量的損失。測(cè)試電纜組件之間的連接和電纜/接頭之間的連接是產(chǎn)生反射損耗的主要原因。由于制造的原因，電纜在某些特定的頻點(diǎn)上也會(huì)產(chǎn)生一些VSWR突變。

反射的大小可以用電壓駐波比（VSWR）來(lái)表達(dá)，其定義是入射和反射電壓之比。VSWR越小，說(shuō)明電纜生產(chǎn)的一致性越好。VSWR的等效參數(shù)是反射系數(shù)或回波損耗。

典型的微波電纜組件的VSWR在1.1到1.5之間，換算成回波損耗為26.4至14dB，即入射功率的傳輸效率為99.8%至96%。

匹配效率的含義是，如果輸入功率為100W，在VSWR為1.33時(shí)，輸出功率為98W，即2W被反射回來(lái)。

衰減（插入損耗）

電纜的衰減是表示電纜有效的傳送射頻信號(hào)的能力，它由介質(zhì)損耗、導(dǎo)體（銅）損耗和輻射損耗三部分組成。大部分的損耗轉(zhuǎn)換為熱能。導(dǎo)體的尺寸越大，損耗越??；而頻率越高，則介質(zhì)損耗越大。因?yàn)閷?dǎo)體損耗隨頻率的增加呈平方根的關(guān)系，而介質(zhì)損耗隨頻率的增加呈線性關(guān)系，所以在總損耗中，介質(zhì)損耗的比例更大。另外，溫度的增加會(huì)使導(dǎo)體電阻和介質(zhì)功率因素的增加，因此也會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗的增加。對(duì)于測(cè)試電纜組件，其總的插入損耗是接頭損耗、電纜損耗和失配損耗的總和。

在測(cè)試電纜組件的使用中，不正確的操作也會(huì)產(chǎn)生額外的損耗。例如，對(duì)于編織電纜，彎曲也會(huì)增加其損耗。每種電纜都有*小彎曲半徑的要求。

在選擇電纜組件時(shí)，應(yīng)先確定系統(tǒng)*高頻率時(shí)可接受的損耗值，然后再根據(jù)這個(gè)損耗值來(lái)選擇尺寸*小的電纜。

平均功率容量

功率容量是指電纜消耗由電阻和介質(zhì)損耗所產(chǎn)生的熱能的能力。
在實(shí)際使用中，電纜的有效功率與VSWR、溫度和高度有關(guān)：有效功率= 平均功率×駐波系數(shù)×溫度系數(shù)×高度系數(shù)
在選擇電纜時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮以上因素。
射頻功率經(jīng)常用dBm來(lái)表示，其好處是給計(jì)算帶來(lái)的很大的方便。

傳播速度

電纜的傳播速度是指信號(hào)在電纜中傳輸?shù)乃俣群凸馑俚谋戎?，和介質(zhì)的介電常數(shù)的根號(hào)呈反比關(guān)系：
Vp = (1/√ε)×100

由上式可見(jiàn)介電常數(shù)（ε）越小，則傳播速度越接近光速，所以低密度介質(zhì)的電纜其插入損耗更低。

彎曲時(shí)的相位穩(wěn)定性

彎曲-相位穩(wěn)定性是衡量電纜在彎曲時(shí)的相位變化。在使用過(guò)程中的彎曲將會(huì)影響到插入相位。減少?gòu)澢霃交蛟黾訌澢嵌榷紩?huì)增加相位的變化。同樣，彎曲次數(shù)的增加也會(huì)導(dǎo)致相位變化的增加。而增加電纜直徑/彎曲直徑之比則會(huì)減少相位的變化。相位變化和頻率基本上呈線性關(guān)系。微孔介質(zhì)電纜的相位穩(wěn)定性會(huì)明顯優(yōu)于實(shí)心介質(zhì)電纜。

在用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量時(shí)，可以采用BXT提供的RTK161電纜，這種電纜的相位變化僅為3º（10GHz，彎曲直徑50mm）；如果需要更精密的測(cè)量，可以外加護(hù)套，但是成本較高。在一般的通信頻段（3GHz以下）測(cè)量中，可以采用成本很低的RG214HF電纜，這種電纜比常用的RG214/U有著更好的相位穩(wěn)定性。

電纜的無(wú)源互調(diào)失真

電纜的無(wú)源互調(diào)失真是由其內(nèi)部的非線性因素引起的。在一個(gè)理想的線性系統(tǒng)中，輸出信號(hào)的特性與輸入信號(hào)是完全一致的；而在非線性系統(tǒng)中，輸出信號(hào)和輸入信號(hào)相比產(chǎn)生了幅度失真。

如果有二個(gè)或更多的信號(hào)同時(shí)輸入一個(gè)非線性系統(tǒng)，由于互調(diào)失真的存在，將會(huì)在其輸出端產(chǎn)生新的頻率分量。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，工程師們*關(guān)心的是三階互調(diào)產(chǎn)物（2f1-f2或2f2-f1），因?yàn)檫@些無(wú)用的頻率分量往往會(huì)落入接收頻段從而對(duì)接收機(jī)產(chǎn)生干擾。

同軸電纜組件通常被視為線性器件。但是，純線性器件是不存在的。在接頭和電纜之間總有些非線性因素存在，這些非線性因素通常是由于表面氧化層或者接觸**所造成的。以下的通用原則可以盡量減少無(wú)源互調(diào)失真：
•  在設(shè)備中，盡量用半鋼電纜或者半柔電纜代替柔性電纜
•  用單股內(nèi)導(dǎo)體的電纜
•  用表面平滑的高質(zhì)量接頭
•  采用足夠厚度和均勻鍍層的接頭
•  采用尺寸盡可能大的接頭（如DIN7/16的互調(diào)特性優(yōu)于N，而N則優(yōu)于SMA）
•  保證接頭之間良好的接觸
•  使用非磁性材料的接頭（如鋼和鎳）