[發(fā)明專利]一種同軸電纜高頻傳輸特性的測(cè)試方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910957983.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN110763931A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張丹丹;黎立;莫石;王賢妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R31/12;G01R27/02
• 代理公司: 42201 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種同軸電纜高頻傳輸特性的測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)以同軸電纜的導(dǎo)體芯線和外導(dǎo)體屏蔽層構(gòu)成測(cè)試回路，根據(jù)掃頻法，分別測(cè)量任意頻率下同軸電纜在末端開路時(shí)的輸入阻抗和在末端短路時(shí)的輸入阻抗；

(2)根據(jù)步驟(1)的測(cè)量結(jié)果計(jì)算得到同軸電纜的高頻傳輸特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜的高頻傳輸特性包括傳播常數(shù)、衰減常數(shù)、相移系數(shù)、相速度和特征阻抗在高頻下隨頻率的變化特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜的傳播常數(shù)γ的公式為：

其中，Z_sh為同軸電纜在末端短路時(shí)的輸入阻抗，Z_op為同軸電纜在末端開路時(shí)的輸入阻抗，l為同軸電纜的長(zhǎng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜的衰減常數(shù)α的公式為：

α＝Re[γ]

相移系數(shù)β的公式為：

β＝Im[γ]

其中，γ為同軸電纜的傳播常數(shù)，Re表示取復(fù)數(shù)實(shí)部，Im表示取復(fù)數(shù)虛部。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜的相速度v的公式為：v＝2πf/Im[γ]

其中，γ為同軸電纜的傳播常數(shù)，Im表示取復(fù)數(shù)虛部，f為測(cè)試頻率。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜單位長(zhǎng)度的串聯(lián)阻抗z的公式為：

其中，r_c為同軸電纜導(dǎo)體芯線半徑，r_s為外導(dǎo)體內(nèi)半徑，μ₀為真空磁導(dǎo)率，ω為測(cè)試頻率下的角頻率，ρ_c、ρ_s分別為芯線導(dǎo)體和外導(dǎo)體屏蔽層的電阻率。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜的特征阻抗z_c的公式為：

Z_c＝z/γ

其中，z為同軸電纜單位長(zhǎng)度的串聯(lián)阻抗，γ表示傳播常數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法，其特征在于，所述同軸電纜在末端開路時(shí)的輸入阻抗和在末端短路時(shí)的輸入阻抗均隨測(cè)試頻率變化的多組離散數(shù)據(jù)，需至少測(cè)量3次取測(cè)量結(jié)果的平均值。

9.一種同軸電纜高頻傳輸特性的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括任意長(zhǎng)度的同軸電纜和測(cè)試模塊，所述同軸電纜包括導(dǎo)體芯線和外導(dǎo)體，所述測(cè)試模塊以所述同軸電纜的導(dǎo)體芯線和外導(dǎo)體屏蔽層構(gòu)成測(cè)試回路，根據(jù)掃頻法，分別測(cè)量任意頻率下同軸電纜在末端開路時(shí)的輸入阻抗和在末端短路時(shí)的輸入阻抗，得到同軸電纜的高頻傳輸特性。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸電纜無故障或中間接頭。