信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展為射頻同軸的應(yīng)用和發(fā)展提供了美好的前景而市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈又迫使各生產(chǎn)廠家不斷尋求提高產(chǎn)品性能價(jià)格比的方法采用雙金屬線CCA(銅包鋁)線來(lái)代替純銅線作為電纜的內(nèi)導(dǎo)體就是其中一條可行的方法與純銅相比,CCA具有密度小、質(zhì)量輕、成本低、可釬焊等優(yōu)點(diǎn)。而在信號(hào)傳遞,特別是高頻信號(hào)傳遞方面,由于導(dǎo)體的趨膚效應(yīng),兩者的信號(hào)傳遞性能相差無(wú)幾下面將用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證分析CCA線代替純銅線做為司高級(jí)工程師電纜的內(nèi)導(dǎo)體的可行性。
2CCA與Cu的交流電阻率比較實(shí)驗(yàn)在信號(hào)的傳遞過(guò)程中,導(dǎo)體對(duì)傳遞狀態(tài)的影響主要是由于導(dǎo)體本身的電阻引起的所以欲分析不同導(dǎo)體對(duì)信號(hào)傳遞的影響有何不同,可從分析不同導(dǎo)體的交流電阻率入手2.1交流電阻率的測(cè)量若仿照直流電阻率來(lái)定義交流電阻率,則根據(jù)歐姆定律及電阻率的定義有:可算出導(dǎo)體的電阻率但是當(dāng)導(dǎo)體通過(guò)的是高頻信號(hào)時(shí),由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電場(chǎng),而交變的電場(chǎng)又感應(yīng)出交變的磁場(chǎng),使得導(dǎo)體與導(dǎo)體周?chē)慕饘傧嗷プ魉Υ藭r(shí),導(dǎo)體與周?chē)鷮?dǎo)體的鄰近效應(yīng),使導(dǎo)體中電流重新分布,減小了導(dǎo)體中的有效通電截面,從而使回路的有效電阻大,信號(hào)損失大此外,回路電流的外磁場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)體鄰近的金屬中引起渦流,使鄰近金屬變熱,并產(chǎn)生能量損耗因此,當(dāng)導(dǎo)體中通過(guò)的是高頻信號(hào)時(shí),導(dǎo)體兩端的壓降,并不完全是由于導(dǎo)體電阻本身引起的,還與導(dǎo)體周?chē)慕饘儆嘘P(guān)。我們很難測(cè)量出導(dǎo)體電阻本身引起的壓降,因此我們無(wú)法根據(jù)上式算出導(dǎo)體的交流電阻率。
此外,當(dāng)導(dǎo)體中通過(guò)的是高頻信號(hào)時(shí),由于趨膚效應(yīng),信號(hào)僅通過(guò)導(dǎo)體表面這就相當(dāng)于導(dǎo)體有效通電截面減小,因而導(dǎo)體的電阻大而有效通電截面面積與導(dǎo)體的直徑磁導(dǎo)率電阻率以及信號(hào)的頻率有關(guān)此時(shí),若仿照直流電阻率來(lái)定義交流電阻率,則導(dǎo)體的交流電阻率不僅與導(dǎo)體的材料有關(guān)還與導(dǎo)體的直徑、磁導(dǎo)率以及信號(hào)的頻率有關(guān),是個(gè)變量,不同于直流電阻率,直流電阻率只與導(dǎo)體材料有關(guān),是個(gè)常量因此提及交流電阻率,我們只能在相同的條件下(指通電頻率、導(dǎo)體截面尺寸相同),比較不同導(dǎo)體材料的交流電阻率大小。
2銅和銅包鋁線交流電阻率的比較由于我們無(wú)法直接測(cè)出銅線和銅包鋁線的交流電阻率,所以只能采用間接實(shí)驗(yàn)方法來(lái)比較這兩種導(dǎo)體交流電阻率的大小。
在射頻下,同軸電纜的衰減與導(dǎo)體材料的電阻率有關(guān),可以通過(guò)電纜的衰減值來(lái)比較不同導(dǎo)體材料的交流電阻率通常同軸電纜的衰減可用下式表示:稱為導(dǎo)體衰減;T為介質(zhì)損耗引起的衰減分當(dāng)射頻同軸電纜的內(nèi)外導(dǎo)體都是圓柱體,但內(nèi)外導(dǎo)體材料不同時(shí),其導(dǎo)體衰減為:時(shí)引起射頻電阻大或減小的系數(shù)其中d為導(dǎo)體電阻率,d為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軟銅電阻率同軸電纜的介質(zhì)衰減可按下式計(jì)算:由,經(jīng)測(cè)量其含銅量(指銅的體積比)均為15%左右為便于計(jì)算和分析,取其為15%,則銅覆層厚度為:12C-FT/A的內(nèi)導(dǎo)體外徑冶=2 80mm代入到2010年全球移動(dòng)電話用戶數(shù)會(huì)與固定電話用戶總數(shù)持平。新的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMP 2000標(biāo)準(zhǔn)正在制定,移動(dòng)通信的蜂窩結(jié)構(gòu)將越來(lái)越小,通信容量將越來(lái)越大,其業(yè)務(wù)范圍將向多媒體領(lǐng)域發(fā)展,移動(dòng)上網(wǎng)、移動(dòng)計(jì)算移動(dòng)接入網(wǎng)將越來(lái)越普遍由于各種新的無(wú)線電業(yè)務(wù)占據(jù)了現(xiàn)有的有效頻譜,基站設(shè)備的互調(diào)失真己成為影響系統(tǒng)整體性能的十分關(guān)鍵指標(biāo)。典型的要求是三階失真(IM3)至少應(yīng)為-131dBG較為先進(jìn)的電纜制造廠例如德國(guó)RFSKabelmetal公司生產(chǎn)的RF電纜組件可達(dá)-162dBc在這一方面,我國(guó)的相應(yīng)制造廠存在一定差距,而在測(cè)量方法上差距更大,尚屬空白領(lǐng)域,甚至有些外資制造廠也需花費(fèi)很大的精力和財(cái)力,將RF電纜及組件送樣到國(guó)外去測(cè)量。為適應(yīng)我國(guó)蓬勃發(fā)展的移動(dòng)通信市場(chǎng)的需求,我國(guó)急需在這方面開(kāi)展工作。為適應(yīng)移動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展要求,IEC―TC46對(duì)此工作十分重視,己成立一個(gè)工作組WG6,專門(mén)從事這一測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)化,現(xiàn)己制定了一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)IEC62037‘射頻連接器、電纜組件和電纜一互調(diào)電平測(cè)量“還準(zhǔn)備制定一系列新標(biāo)準(zhǔn),在這一方面的發(fā)展動(dòng)向是十分值得我們加以重視的。