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上海勁孚化工科技有限公司

     www.shjinfu.com.cn（上海勁孚化工科技  021-57629631）--亞太地區(qū)(氟)化工原料與特種新材料專業(yè)供應(yīng)商。

     公司致力于氟樹脂工業(yè)與其他特種新材料產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)與銷售，目前主要經(jīng)營(yíng)氟塑料（PTFE/FEP/PFA/ETFE/PVDF等）、色母、氟涂料、PEEK、芳綸、碳纖維、玻璃纖維、功能性化學(xué)品及其他特種新材料。  

    射頻（RF）是RadioFrequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～300GHz之間。射頻簡(jiǎn)稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。高頻(大于10K)；射頻（300K-300G）是高頻的較高頻段；微波頻段（300M-300G）又是射頻的較高頻段。

     在電子學(xué)理論中，電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會(huì)形成磁場(chǎng)；交變電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會(huì)形成交變的電磁場(chǎng)，稱為電磁波。在電磁波頻率低于100khz時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100kHz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，我們把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻，射頻技術(shù)在無線通信領(lǐng)域中被廣泛使用。

      射頻電纜也叫同軸電纜，是由互相同軸的內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及支撐內(nèi)外導(dǎo)體的介質(zhì)組成的。在無線電通訊、廣播電視的射頻傳輸中，射頻電纜是重要的量備。射頻電纜的特性包括有電器性能和機(jī)械性能，電器性能包括有特性阻抗、傳輸損耗（氟塑料PTFE高的介電強(qiáng)度(高達(dá)24KV/mm)、高的體積電阻(可達(dá)1018級(jí))以及低的介電損耗(可達(dá)10-5 級(jí))。介電常數(shù)及介電損耗基本不隨頻率、溫度的變化而改變。常利用這一特性來生產(chǎn)射頻電纜,這一類射頻電纜通常可在幾十個(gè)千兆赫茲的頻率下工作呈現(xiàn)低損耗。）及其頻率特性、溫度特性、屏蔽特性、額定功率、最大耐壓機(jī)械性能包括有最小彎曲半徑、單位長(zhǎng)度的重量、容許最大的拉力、以及電纜的老化特性和一致性。

凡是能夠引導(dǎo)電磁波沿一定方向傳輸的導(dǎo)體、介質(zhì)系統(tǒng)均可成為傳輸線，微波傳輸線不僅可以用來傳輸電磁能量，還可以用來構(gòu)成多種微波元件，傳輸線的種類繁多，按其傳輸的電磁波類型可以分為三類：

1．TEM波傳輸線，其中包括平行雙線、同軸線、帶狀線和微帶線等,這類傳輸線主要用來傳輸TEM波，具有頻帶寬的特點(diǎn),但在高頻傳輸電磁波能量損耗較大.RFMini-coaxial 主要用于Notebook，移動(dòng)電話，GPS，量測(cè)儀器，藍(lán)牙技術(shù)等

2．TE波和TM傳輸線，又稱包微波傳輸線，其中包括矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、脊波導(dǎo)和橢圓波導(dǎo)等，這類傳輸線主要用來傳輸TE波和TM等色散波，具有損耗小、功率容量大、體積大而帶寬窄等特點(diǎn).

3．表面波傳輸線，包括介質(zhì)波導(dǎo)、鏡像線、單極線，他主要用于傳輸表面波，電磁波能量沿傳輸線表面傳輸，這類傳輸線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功率容量大等特點(diǎn)，主要用于毫米波段，用來制作表面天線及某些微波元件.

一般對(duì)微波傳輸線基本要求是：能量損耗小、傳輸效率高、功率容量大、工作頻帶寬、尺寸均勻等。目前，微波波段使用最多的是矩形波導(dǎo)、圓波導(dǎo)、同軸線、帶狀線和微帶線.

分布參數(shù)及分布參數(shù)電路

傳輸線有長(zhǎng)線和短線之分，所謂長(zhǎng)線是指傳輸線的幾何長(zhǎng)度與線上傳輸電磁波的波長(zhǎng)比值（電長(zhǎng)度）大于或接近于1，反之成為短線.

長(zhǎng)線和短線只是一個(gè)相對(duì)概念，均相對(duì)電磁波波長(zhǎng)而言，長(zhǎng)線并不意味著幾何長(zhǎng)度很長(zhǎng)，而短線也并不意味著幾何長(zhǎng)度很短。例如在微波領(lǐng)域中，1M的傳輸線對(duì)于1000MHZ（波長(zhǎng)30cm）的電磁波而言屬于長(zhǎng)線，在電力系統(tǒng)中1000MHz的輸電線對(duì)于頻率50Hz（波長(zhǎng)為6000KM）的交流而言卻是短線，根據(jù)傳輸線的分布參數(shù)，目前主流的RF Mini-Coaxial規(guī)格如下圖所述，不過由于5G、IOT等應(yīng)用將采用更高的頻率，從過去的3GHz以下逐漸上升為6GHz甚至2～30GHz，頻率不斷升高的過程中對(duì)線材和板材損耗都會(huì)有非常高的要求，在高頻率下如何做到更低損耗也成為5G天線的一大挑戰(zhàn)，此外，由于5G的Massive MiMO天線數(shù)目和復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G的有源天線系統(tǒng)，所以對(duì)于降低天線板的尺寸提出了更高的要求，根據(jù)最新的線纜情報(bào)，未來將主流為0.61或者0.64，配合平板和手機(jī)來追求輕薄的體驗(yàn).

    根據(jù)RF傳輸線的分布參數(shù)，可分為均勻分布參數(shù)和不均勻分布參數(shù)，我們主要研究的分布參數(shù)，是沿線均勻分布，不隨位置而變化，均勻傳輸線一般有四個(gè)分布參數(shù)，分別用單位長(zhǎng)度傳輸線分布電阻、分布電導(dǎo) 、分布電感 、分布電容 來描述，他們的值取決于傳輸線的類型、尺寸、導(dǎo)體材料和周圍介質(zhì)參數(shù)，可用靜態(tài)法求得，主流的測(cè)試驗(yàn)證參數(shù)為特性阻抗，衰減（Insertion Loss),駐波比（VSER)或者RL

      針對(duì)天線的演進(jìn)方向，各相關(guān)廠商提出了1+1雙子星布局，即一個(gè)扇區(qū)兩面天線，一面天線為超寬頻超多端口天線可支持2G/3G/LTE所有系統(tǒng)，亦可支持向4.5G演進(jìn)，我們稱之為高階MIMO，另一面天線則為5G massive MIMO天線，可支持3.5G/4.8G毫米波等5G覆蓋頻譜，從現(xiàn)在來看，運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部也是非常認(rèn)可這種觀點(diǎn)，另外在5G規(guī)模建設(shè)時(shí)，可能64TR massive MIMO的場(chǎng)景，只能針對(duì)超高流量熱點(diǎn)的，針對(duì)通用廣覆蓋，我們提出性價(jià)比較高的4G+、16TR及16TR解耦模式，我們預(yù)期，以上天線產(chǎn)品演進(jìn)方向及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，在5G時(shí)代的未來10年都會(huì)是主流技術(shù)，都會(huì)有強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)力.

另外，隨著車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0的到來，各種車載天線和近場(chǎng)天線也會(huì)興起...需求巨大

   總體而言，新一代通訊技術(shù)5G的出現(xiàn)正推進(jìn)著電子行業(yè)的巨輪往各方面突破，諸如主板工藝、天線設(shè)計(jì)、電池續(xù)航、對(duì)供應(yīng)鏈的把控力等等，顯然廠商接下來要迎接的挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)比我們想象中的要多,手機(jī)因通訊技術(shù)的變化而改變，正如過去的手機(jī)從物理鍵盤變成觸屏、從電話變成萬物互聯(lián)的起點(diǎn)、轎車從有人到無人駕駛，新通訊技術(shù)的出現(xiàn)讓手機(jī)有了新形態(tài)的可能,接下來的手機(jī)和電子產(chǎn)品的線材需求設(shè)計(jì)和要求，會(huì)因為 5G 而變成什么樣，仍有待我們共同去見證，我們很幸運(yùn)可以見證這么多，我們也正再見證變革！

現(xiàn)實(shí)的線路不可能做到完全匹配，故訊號(hào)在線路中傳輸其實(shí)是一連串的穿透（吸收）及反射的結(jié)果.






單端阻抗 Zse (Single Ended)

Single Ended（單端式）




優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單的訊號(hào)處理，線材成本低（Coaxial)除外.

缺點(diǎn)：工作電壓較高，高頻容易干擾.（Coaxial除外，此結(jié)構(gòu)最不受干擾）

測(cè)試用途：一般而言儀器的端口是以單端50Ω的阻抗最為常見，如欲以NA量測(cè)“差分訊號(hào)”時(shí)，需經(jīng)由Bulan裝換將NA的“單端訊號(hào)”轉(zhuǎn)換成差分訊號(hào)，TDR的“單端訊號(hào)”轉(zhuǎn)成“差分訊號(hào)”或“同模訊號(hào)”時(shí)，只需設(shè)定儀器端口即可.

同模阻抗 Zcom (Common Mode)

Common mode(共/同模)




優(yōu)點(diǎn)：基本上同模傳輸是用以模擬雜訊或者作為量測(cè)線材平衡特性的用途，一般不用在線纜路線上的訊號(hào)傳輸.

差動(dòng)阻抗 Zdiff (Differential Mode)

Differential mode(差分/差動(dòng))

優(yōu)點(diǎn)：低電壓，有抵消同模雜訊的功能（高頻性能/價(jià)格比，最優(yōu)）

缺點(diǎn)：訊號(hào)處理成本較高.

測(cè)試用途：特性阻抗是指電纜無限長(zhǎng)時(shí)的阻抗，電纜的特性阻抗是一個(gè)復(fù)雜的特性，它是由電纜的各種物理參數(shù)如：電感、電容、電阻的值決定的，而這些值又取決于導(dǎo)體的形狀、同心度、導(dǎo)體之間的距離以及電纜絕緣層的材料，阻抗的突變會(huì)造成訊號(hào)的反射而使訊號(hào)傳輸產(chǎn)生變化和突變.

特性阻抗是由d, D,Σr 所決定b. 特性阻抗和長(zhǎng)度無關(guān)，同軸線影響阻抗的因素﹕    介電常數(shù)﹔絕緣線徑﹔導(dǎo)體線徑.

介電常數(shù)是材料本身固有的﹐不同的材料具有不同的介電常數(shù) ， 可通過發(fā)泡度的大小來改變介電常數(shù)的大小﹐即發(fā)泡度增大—介電常數(shù)減小—阻抗增大﹔發(fā)泡度不均勻—介電常數(shù)不均勻—阻抗不均勻。  

絕緣線徑﹕絕緣線徑增大—阻抗增大﹔絕緣線徑不均勻—阻抗不均勻。

導(dǎo)體線徑: 導(dǎo)體線徑增大—阻抗減小﹔導(dǎo)體線徑不均勻—阻抗不均勻。  設(shè)計(jì)改善:阻抗偏小,加大線徑或加大發(fā)泡度 工藝改善:水中電容調(diào)小,對(duì)絞時(shí)注意防止芯線變形,同軸編織時(shí)注意張力調(diào)節(jié)等.

對(duì)絞線影響阻抗的因素﹕   介電常數(shù)﹔絕緣線徑﹔導(dǎo)體線徑﹔對(duì)絞節(jié)距﹔繞包松緊(對(duì)屏蔽)﹔成纜節(jié)距﹔成纜包帶松緊﹔編織的松緊﹔外被的松緊

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發(fā)泡度:發(fā)泡度增大—介電常數(shù)減小—阻抗增大﹔發(fā)泡度不均勻—介電常數(shù)不均勻—阻抗不均勻.

絕緣線徑﹕絕緣線徑增大—阻抗增大﹔絕緣線徑不均勻—阻抗不均勻.

 導(dǎo)體線徑: 導(dǎo)體線徑減小—阻抗增大.

 對(duì)絞節(jié)距﹕    a)非屏蔽線對(duì)﹕對(duì)絞節(jié)距減小—阻抗減小﹔    b)屏蔽線對(duì)﹕對(duì)絞節(jié)距增大—阻抗減小﹔

 繞包﹕繞包張力大—鋁箔緊—阻抗小.

成纜節(jié)距(非對(duì)屏蔽)﹕成纜節(jié)距減小—阻抗減小.

 成纜包帶(非對(duì)屏蔽) ﹕成纜包帶緊—阻抗減小.

編織的松緊(非對(duì)屏蔽) ﹕編織緊—阻抗減小.

外被的松緊(非對(duì)屏蔽) ﹕外被緊—阻抗小.

駐波比就是一個(gè)數(shù)值，用來表示天線和電波發(fā)射臺(tái)是否匹配，如果 SWR 的值等于 1， 則表示發(fā)射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發(fā)射出去，這是最理想的情況。如果 SWR 值大于 1， 則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發(fā)射臺(tái)輸出口也可產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓，有可能損壞發(fā)射臺(tái).

負(fù)載等于參考電壓駐波比=1

駐波比要求的線材主要用于Notebook，移動(dòng)電話，GPS，量測(cè)儀器，藍(lán)牙技術(shù)等.

當(dāng)信號(hào)在傳輸線上傳播的時(shí)候,由于制程不穩(wěn)定因素的影響,信號(hào)在阻抗不均勻的地方會(huì)形成反射,這時(shí)傳輸線上會(huì)同時(shí)存在反射波和入射波,在入射波和反射波相位相同的地方電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax,而在入射波與反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin,最大電壓振幅Vmax與最小電壓振幅Vmin的比值就稱為電壓駐波比

不同線種的應(yīng)用設(shè)計(jì)理論重點(diǎn)

電線主要分為兩種，一種為同軸系列，一種為對(duì)絞系列

同軸線影響衰減的因素﹕阻抗﹑絕緣線徑﹑導(dǎo)體直徑﹑編織錠子數(shù)﹑每錠根數(shù)。

1) 阻抗增大—衰減減小﹔

2) 絕緣線徑增大—阻抗增大—衰減減小﹔ 

3) 導(dǎo)體直徑增大—衰減減小﹔

4) 發(fā)泡度增加—介電常數(shù)減小—衰減減小﹔ 

5) 外導(dǎo)體變化的影響 

a) 編織密度增加—衰減減小﹔ 

b) 編織+鋁箔結(jié)構(gòu)—衰減減小﹔

c) 鋁箔厚度增加—衰減減小﹔

對(duì)絞線- 

對(duì)屏蔽厚度﹕ 鋁箔厚度增加—衰減減小﹔  鋁箔厚,繞包時(shí)不容易繞緊﹐可導(dǎo)致高頻衰減跳動(dòng)。

7) 成纜節(jié)距: 成纜節(jié)距增大—衰減減小﹔

8) 總屏蔽: 屏蔽厚度及密度增加—衰減減小﹔

9 )對(duì)內(nèi)延時(shí)差大—衰減偏大。設(shè)計(jì)改善:衰減偏大,加大導(dǎo)體線徑,加大絕緣線徑,加大發(fā)泡度,更改絕緣材料.(降低介質(zhì)損耗角正切)工藝改善:芯線押出時(shí)盡量圓整,發(fā)泡度均勻,水中電容調(diào)小.

在衰減參數(shù)的應(yīng)用里面一般有兩個(gè)系數(shù)比較重要，如附表

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    “一代材料，一代工業(yè)”---材料強(qiáng)，則工業(yè)強(qiáng)；工業(yè)強(qiáng)，則國(guó)強(qiáng)。上海勁孚化工科技有限公司，真誠(chéng)期待與天下人分享交流各種特種新材料。（識(shí)別下圖中二維碼，微信關(guān)注“上海勁孚化工科技有限公司”微信公眾號(hào)吧）