【導(dǎo)讀】目前,同軸線纜已經(jīng)是一種非常成熟的產(chǎn)品。其名稱源于中心銅線和外導(dǎo)體屏蔽層之間的同軸關(guān)系,這兩者共同構(gòu)成電流的傳輸回路。同軸線纜主要用于傳輸射頻信號或高清攝像頭信號,因?yàn)楫?dāng)高頻率電流通過普通電線傳輸時,普通電線實(shí)際上會像無線電天線一樣輻射信號,導(dǎo)致傳輸信號功率損失,因此接收到的信號強(qiáng)度會顯著減弱。
同軸線纜的問世有效解決了這種信號衰減問題,因?yàn)樗邆淦帘螌?,可以隔離中心導(dǎo)體發(fā)出的信號。此外,為確保中心導(dǎo)體與屏蔽層的同軸關(guān)系不會受到線纜擠壓、扭曲或變形的影響,以及為了防止中心導(dǎo)體與屏蔽層之間發(fā)生短路,兩者之間還加入了一層絕緣體。
圖1 同軸電纜的結(jié)構(gòu)圖
RTK044線纜如何脫穎而出
目前,常見的同軸射頻傳輸線纜主要包括RTK031和RG174。然而,隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的RTK031同軸線纜(其信號傳輸速率小于6GHz)逐漸無法滿足這一趨勢的需求。過去,汽車天線主要用于廣播(AM/FM)和導(dǎo)航(GPS)兩個領(lǐng)域。但在當(dāng)今時代,智能網(wǎng)聯(lián)已經(jīng)不僅包括了無人駕駛和ADAS等智能化需求,還包括了車輛之間和道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息互聯(lián)(V2X)。因此,車載天線的應(yīng)用范圍得到了顯著擴(kuò)展。
RTK044作為一種能夠傳輸最高可達(dá)20GHz信號的線纜,廣泛用于激光雷達(dá)、攝像頭、傳感器等應(yīng)用領(lǐng)域。它已經(jīng)成為未來同軸線纜選擇的主流之一。
圖2 RTK031&RTK044參數(shù)對比
上表中比較了RTK031和RTK044同軸線纜的部分參數(shù)。其中最顯著的區(qū)別是它們的中心導(dǎo)體。RTK031的中心導(dǎo)體由7根Φ0.27直徑的銅絲絞合(多股絞合線)編織而成,而RTK044的中心導(dǎo)體是Φ0.85-0.87直徑的單根銅絲(單股實(shí)心線),這種差異減小了芯線之間的信號干擾,同時也消除了銅線絞合間的空隙,有利于提高信號傳輸速率和帶寬。對于在彎折區(qū)域使用的同軸線纜,通常會選擇損耗更低、直徑更大的專用線纜。從這個角度來看,不同頻率下,RTK044線纜的衰減性能比RTK031更好,而且單根芯線的直徑更大,質(zhì)地較硬,更適合于抗彎折區(qū)域。
關(guān)于絕緣體,目前大多數(shù)同軸線纜采用PP發(fā)泡材料,這種材料在預(yù)熱時會膨脹,導(dǎo)致線纜在需要浸錫焊接的應(yīng)用中可能會出現(xiàn)一些問題,如錫尖、錫珠或鼓包等。當(dāng)然,這也與現(xiàn)場浸錫工藝和操作技巧密切相關(guān)。
至于屏蔽層,這兩種線纜都采用編織的銅網(wǎng)或銅泊(鋁)材料,利用金屬屏蔽層的反射、吸收和趨膚效應(yīng)來防止電磁干擾和輻射,從而具有出色的電磁兼容(EMC)特性。這有助于降低信號傳輸?shù)膿p耗,尤其在具有惡劣電磁環(huán)境的情況下,對線束正常運(yùn)行至關(guān)重要。
特性阻抗是射頻同軸線纜的重要電氣參數(shù),它表示傳輸線上任一點(diǎn)的總電壓與總電流之比。射頻同軸線纜的特性阻抗幾乎總是50?或75?。這個數(shù)值只與線纜內(nèi)外導(dǎo)體的直徑比和填充介質(zhì)的等效介電常數(shù)有關(guān),與線纜長度無關(guān)。簡而言之,當(dāng)外徑與內(nèi)徑之比為0.2785,電介質(zhì)為空氣時,特性阻抗約為76.65?;而線纜通過聚乙烯填充的相對介電常數(shù)約為2.26,所以特性阻抗約為51.00?,這兩個值都是四舍五入的結(jié)果。
圖3 RTK031截面 & RTK044截面尺寸示意圖
當(dāng)然,對于整個信號傳輸鏈路來說,不僅要考慮線纜本身的傳輸特性,還需要關(guān)注連接器的工作帶寬,因?yàn)槊總€電子元件的工作帶寬都會影響信號傳輸?shù)男阅?。因此,在選擇線束和連接器時,建議同時選擇羅森伯格的同軸線束和連接器產(chǎn)品,有效避免線束安裝過程中的對配使用問題,保證信號傳輸電性能的穩(wěn)定性。
原創(chuàng):Holger Xing 來源:羅森伯
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