[其他]敷銅鋼芯射頻同軸電纜

無效

• 申請號: 87213335
• 申請日: 1987-09-15
• 公開（公告）號: CN87213335U
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發明（設計）人: 鄭督
• 申請（專利權）人: 石油部管道局通信處
• 主分類號: H01P3/06
• 分類號: H01P3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種射頻同軸電纜，涉及電纜領域。

我們知道射頻同軸電纜當外形尺寸一定時，芯線直徑與內外導體間介質的相對介電常數成反比；內外導體間電容與介質的相對介電常數成正比。

由于射頻同軸電纜使用頻率范圍的不斷擴展，如電纜分配系統中（共用天線電視系統），我國原只使用VHF頻段（48.5－223MHz），近年來國內UHF頻段（470－958MHz）電視廣播發展很快，使得電纜分配系統發展為全頻段系統。如何減小同軸電纜傳輸損耗，這一問題就擺在人們面前。要減小傳輸損耗，其中一條途徑就是減小同軸電纜內外導體間介質的相對介電常數εr。同時為了保持同軸電纜對導體內徑（可認為是電纜的外形尺寸）不變，就要增加芯線的直徑，對銅的消耗量就要增大。隨著同軸電纜單位長度傳輸損耗的減小，射頻同軸電纜的介質就是由實芯聚乙烯（相對介電系數εr≈2.25），改為發泡聚乙烯（εr≈1.49），進而發展為空氣介質（加支撐片，εr稍大于1），而內導體芯線直徑也在不斷增加。

事實上，現用的射頻同軸電纜均采用銅芯結構，它有以下問題：

1.銅材消耗量大，造價高。隨著電纜傳輸性能的改善，其芯線銅材的消耗量大幅度上升。由計算可得出同一系列（外型）電纜芯線耗銅量比值：空氣介質的SIZV－75－5A與聚乙烯介質的SYV－75－5－1電纜相比，芯線耗銅量為2.5倍；空氣介質的SYDY－75－9.5與聚乙烯介質的SYV－75－9電纜相比，芯線耗銅量為3.66倍，其數目相當可觀。

2.機械性能差，高頻損耗小的同軸電纜都是非實芯介質電纜，如發泡聚乙烯介質，藕芯型介質，空氣介質等。它們有一個共同缺點：一旦使用中電纜發生彎折，即使其外型復原，電纜芯線仍有彎折，輕者造成電纜結構不均勻，電壓駐波比（VSWR）增大；重則造成芯線與外導體內壁短路（如SYDY－75－9.5電纜）。尤其是空氣介質（加支撐片）型電纜在運輸、保管、敷設以及維護中稍有不慎就會造成報廢。

現雖有在載波傳輸線上采用銅包鋼線傳輸高頻載波信號，也有在射頻同軸電纜外導體上采用銅箔附鋼包帶的。但在超高頻和甚高頻段采用敷銅鋼線作為芯線還無先例。

本發明的目的是開發一種既不影響傳輸特性，又能加強芯線強度，減少銅耗，降低成本的新型射頻同軸電纜。

本發明是將一般射頻同軸電纜的銅質芯線改為表層敷銅的鋼芯線，電纜其它部分的結構依然保持不變。采用此種結構后，其主要性能指標如下：

1.傳輸損耗：在同軸電纜內，電磁場以TEM（橫電磁）模式傳播。由于高頻電流的“趨膚效應”使得高頻電流沿導體表面分佈，其分佈厚度為“滲透深度”。在同軸系統中，TEM模的電磁場也只發生在芯線（內導體）與外導體之間的部位。電纜的芯線除外表面以外的其它部分，實際上不會影響電纜的高頻參數，但這部分卻影響芯線的直流電阻和機械性能。

滲透深度計算公式為：

δ＝ 1/(2π)ρ ·105μr ·f]]>

式中：δ為滲透深度（mm）

ρ為電阻率（銅為0.0175Ω·mm²／m）

μγ為滲深層內相對磁導率（銅為1）

f為頻率（Hz）

對于銅，滲透深度為：

δ（Cu）＝6.66f]]>

當f＝1000MHz時，δ（Cu）＝0.00021（mm）

當f＝40MHz時，δ（Cu）＝0.001（mm）

如果將敷銅厚度取0.01mm，可算出f＝444KHz

上面數值說明，當鋼芯敷銅厚度為0.01－0.001mm時，完全可工作于VHF，UHF電視頻段（并可工作于中、短波段），傳輸損耗與銅芯同軸電纜相同。

2.其他指標：這里把φ3mm的銅線與直徑相同的銅包鋼線做一比較，見附表（銅包鋼敷銅較厚，為0.4mm）：