极细同轴结构图
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同轴电缆在通信领域的应用1. Coaxial Cable 同轴电缆1.1前言通信网络之完整性,除了机房内之软硬件及其周边附属设备外,通信电缆扮演着送信与受信二端间联络主要传输媒介.通信电缆不仅品质需符合未来整体服务数字网络(ISDN)之要求外,所占用之空间也不容忽视,二者更是息息相关. 近十年来欲使通信网路传输更快速,除了设备增强外, 通信电缆也做了重大变革,纷纷采用发泡聚乙烯为绝缘材料,促使电缆特性更能符合较佳通信效果.其中电气特性如静电容量、电容不平衡、远(近)端串音及衰减等与材料发泡方式更是立竿见影.1.2 发泡的目的一般材料发泡的目的在于使制品轻量化, 并加强制品隔热性与可扰性, 及降低材料成本.而线缆用材料发泡的目的,则在降低材料的介质常数.1.3 材料发泡方式为了增加传输容量及速率,降低材料介质常数(Dielectric Constant)系最佳途径, 而使用发泡PE材料则可达成此目的, 其材料发泡方式一般区分为二种方式:(一)化学发泡方法(二)物理发泡(氮气发泡)1.4. 传统化学发泡于PE绝缘材料制粒过程中,混合适当比例热效应发泡剂,期使于芯线制程时, 利用温度促使发泡剂产生化学分解变化, PE材料内部形成气泡, 此项材料对温度反应相当灵敏(±1oC),温控设备稍受外界影响,其发泡度变化极大.目前此项方式发泡度可达到40-50%,且此发泡材料须置于干燥环境内,否则水分进入材料后于押出易导致芯线电容,外径不稳定,此二项于通信电缆远(近)端将造成不良影响.1.5物理发泡以不活泼的气体充入绝缘介质层构成细密均匀微孔结构,各微孔间互不相通, 类似一个一个密封包,它的优点是高度发泡,又不含极性分子的发泡残留物,因此它的传输性能优良, 由于它的不透水气性,性能稳定, 使用寿命长,早期欧美曾用过Freon 或HCFC气体, 它的优点是生产加工性容易, 但缺点是发泡后微孔粗大而不均匀影响反射(回波) 特性,且会破坏臭氧层, 因此现在多改用氮气发泡.1.6物理发泡特性1. 发泡度高,低介电常数2. 低电容3. 高传输速度4. 低衰减常数5. 结构稳定使用寿命长2.充实型介质应用为减少介质常数, 其所用基材应为低介质常数的材料, 目前线缆最常用者为PE. 在特殊的场合,也有利用PP、PS及TEFLON为基材的.3.极细同轴线3.1介绍随着笔记型计算机, 小型通信计算机, 行动电话的终端机等的发展, 40AWG (7/0.03mm) 的极细同轴平面电缆的需求量, 则是随着通信市场的扩大, 有愈来愈看好趋势.3.2用途(主要)极细同轴为笔记型计算机的主体以及液晶显示屏, LCD内部配线中所使用FPC (可挠性印刷电路板) 的代替器.3.3优点(与FPC比较)1.随着LCD高精细化, FPC由二层变为三层, 其价格也将随着上涨, 极细同轴比起三层FPC较为低价.2.弯曲率及耐弯性较好.3.可对应高速、大容量资料的传送, 抗EMI特性较高.4.计算机及小型化对应, 电缆线成整束状, 节省空间.5.电缆线的长度, 可配合计算机的设计, 柔软的对应各种要求.3.4生产技术需求评估(问题之克服点)1. 0.03mm合金铜线, 伸线技术及断线率之突破.2. 0.03 mm合金铜线, 软化问题的克服.3. PFA薄层押出技术养成.4. 合金铜导体绞线及缠绕设备操作技术养成.5. 双头包带机, 带子包装确认.4. 同轴线的电气特性说明4.1 特性阻抗(Characteristic Impedance)因为导入反射的观念,同轴线中高频信号传输的现象截然不同于低频或是直流.回忆交流电路的理论, 如果一个信号源电阻不等于负载电阻, 信号源产生的功率将不会有最大转换于负载上. 更进一步分析, 将会发现有不可忽略的功率散逸(Power Dissipation) 于连接信号源和负载的传输线路上. 当然, 这想法也同样适用于同轴线的传输电路. 这功率的散逸是被视作个反射回信号源的功率. 同轴传输线受导体的结构影响, 而有一高频信号的阻值. 这阻值可被视做一个特性阻抗(Characteristic Impedance). 同轴线传输信号, 受特性阻抗大小影响着两个重要的因素:(1)高功率信号的处理能力(High-power handling)(2)信号低传输损失(Low Loss)的能力.同轴线传输信号中, 受特性阻抗大小影响着两个重要的因素. 最大功率的处理能力发生在约30Ω的特性阻抗. 同时, 处理最小信号,衰减能力是发生在特性阻抗是77Ω的时候. 因此50Ω是兼顾两者的最佳选择, 所以大部分高频微波系统选择50Ω的特性阻抗. 另一方面, 75Ω的特性阻抗被用于有线电视系统, 这是因为它需要传送长距离的模拟视讯信号.方程式(3.1), 简单的说明同轴线理想的特性阻抗( Z0) 与同轴线结构的关系.(3.1) Zo=60/e1/2*ln(D/d)依据方程式(3.1) , 同轴线理想的特性阻抗与同轴线结构之间的关系, 综合分析如下:● 同轴线理想的特性阻抗是由d, D和εr所决定.● 同轴线理想的特性阻抗和长度无关; 如果测试的频率大于1Mhz, 同轴线的特性阻抗与频率几乎无关.● 若仅减少d, 同轴线特性阻抗增加.● 若仅减少D, 同轴线特性阻抗减少.● 若仅减少εr, 同轴线特性阻抗增加.4.2 电容(Capacitance) 和电感(Inductance)同轴传输线在实际的应用上,其等效电路是以图表 4.2来说明.在此电路中产生的电压是被视作电压波(Voltage Wave); 在另一方面, 在传输线中的电流是被视作电流波(Current Wave).当有一外加电位施于中心导体及外部导体之间, 这两平行导体上的电荷会感应出一电能, 以并联电容(C', Shunt Capacitance)来表示产生每单位长的电能之链接.如果介电物质的绝缘效果不是很理想的话,两平行导体上会有漏电流产生, 这漏电流的感应电位是由一并联电导(G', Shunt Conductance)来表示. 所以,当单位长度缩到无限小(dx) , 等效电路的电流变化可用下式表示,dI=(G+jwC)xVxdx另一方面, 延着中心导体方向,每单位长度电流波所产生磁通量之链接, 是由串联的电感(L', Inductance)来表示此磁能的传递. 传递高频信号时, 在中心导体的热能耗损, 是由串联电阻(R', Resistance)来代表. 因此,无限小的单位长度上电位的变化是dI=(R+jwL)xIxdx由图表4.2的等效电路图所得到上述二式, 可以推导实际同轴传输线的特性阻抗,见式(4.2.2)这里, C' = 每单位长度的同轴线电容值; G' = 每单位长度的同轴线电抗值L' = 每单位长度的同轴线电感值; R' = 每单位长度的同轴线电阻值如果说f>1MHZ可得j2πL' >> R' 及j2πC' >> G' ,代入(7.2.2), 可得(7.2.3). 由式(4.2.3)知,如果量测频率(f)大于1Mhz ,这同轴传输线约可视作是无损失传输的, 因为同轴线的特性阻抗和频率几乎无关, 所以最后,上述式(4.2.3)所需单位长度的同轴线电容值也可由同轴线结构推导. 其中心导体和外部覆被间, 每单位长度(公尺(m )或英吋(ft))的电容值是同理, 每单位长度(公尺(m) 或英吋(ft))的电感值是4.3 反射损失(RL, Return Loss )和驻波比(SWR, Standing Wave Ratio)当同轴传输线上的某一点的阻抗值改变时,在这一点被视做是一个不连续点. 这个不连续点会导致进入该点的入射电压或电流波被反射, 入射能量因而损失, 称为阻抗不匹配. 更进一步, 这个阻抗不连续点, 起因于下列因素.● 中心导体直径的变化(d)● 绝缘介电材质的直径变化(D)● 绝缘介电材质或覆被的断裂或缺陷● 同轴线组接头中的组件接触不良或有空隙.● 因连结到裸同轴线的组接头过多所形成的二次反射或多次反射之影响.由网络分析仪所量测的反射电压是以反射系数(Γ, Reflection Coefficient)来表示, 因此, 阻抗不连续点和电压波反射的关系可由下式(A)说明F=(ZL-Zo)/(ZL+Zo)这里, Z0是网络分析仪校正平面之前的参考阻抗, 通常Z0是指网络分析的特性阻抗, 举例而言, Z0=50Ω或Z0=75Ω. ZL则是网络分析仪校正平面之后的待测物特性阻抗. 式(A.6)显示有多少百分比的入射电压(UForward)被反射回来(UReflected). 比如,● 如果负载等于参考阻抗的话(Z0 = ZL) ,反射系数会驱近于0. (0%, 零反射)● 如果负载是断路的话(ZL = ∞)反射系数会驱近于1 .(100%, 全反射, 反射波型和入射波型相同)● 如果负载是短路的话(ZL =0) ,反射系数会驱近于-1. (100%, 全反射, 反射波型和入射波型相反)反射损失(RL, Return Loss) 是以分贝的型式来表示反射系数,这里反射损失是指入射功率和反射功率的比值. 对于传输线量测而言, 反射损失的绝对值越大越好. 对理想的传输线, 反射损失理论上是无限大(∞). 然而受限于网络分析仪接收的灵敏度(Sensitivity), 一般而言, RL = 60dB以上, 便可视为理想阻抗匹配. 如果负载是断路或短路的话, 反射损失的读值是0.驻波比(SWR, Standing Wave Ratio) 读值表示同轴传输线反射品质的另一种方式. 上文提过, 反射是起因于阻抗不匹配点. 所以任何起因于同轴线和端点阻接头的特性阻抗不匹配而产生的反射电压, 将会延着此同轴传输线产生电性的驻波( Standing Wave) . 如同我们拉一条窗帘线上下抖动一番, 延着此同轴传输线传输方向(同轴线长度需大信号波长10倍), 总会找到有一个最大的电压(UMax) 和一个对应的最小电压(UMin). 这最大电压和最小电压的比值就是驻波比,由式(A.8)知,如果负载等于参考电压的话(Z0 = ZL), 驻波比是1.如果负载是断路或短路的话, 驻波比会驱近于∞.组接头连接品质下列图表Β 使用Shuner的资料说明了裸同轴线组接头连接品质和本节所探讨反射参数(Γ, RL 和SWR) 的关系4.4衰减(Attenuation)同轴线的衰减( a, Attenuation) 是指输出端功率(Pout) 比入射功率(Pin) , 降低了多少. 并且以dB的型式表示, 即单位长度同轴线的总衰减是中心导体的损失(ac, Conductor Loss) 和介电材质损失(aD, Dielectric Loss)之和. 单位长度中心导体的损失是由下式所定义的.这里左边的ac, 即每米的衰减是由f 以GHz, d及D 以公分(cm )为单位算出来的. 同时, 右边的ac, 即每100英尺的衰减是由f 以MHz, d及D以英吋(inch )为单位, 计算出来的. 单位长度介电材质的理论损失是以下式预估这里δ是散逸系数(Dissipation Factor), 也就是传输线中电阻成份的函数. 也是指介电材质能防止高频能量由电阻成份散逸而保存的能力.介电材质散逸系数越低, 代表其传递高频能量之能力越高.因此, 扣除了泄漏因素, 同轴线的总衰减( a )是(A.12)式中, 另外值得补充说明的是, 在10GHz以下, 同轴线总衰减是由中心导体的损失所主导. 一般而言, 低衰减可归因于下列因素● 很大的中心导体直径(d)或绝缘介电材质的直径(D)● 中心导体直径或覆被低阻值● 低介电系数(εr )●低的集肤效应深度衰减量测之温度和同轴线长度的补偿除非特别规定,依美国ASTM-D-4566-94标准, 量测温度应在周边遭室温20 ±2℃下执行. 若无法此温度量测, 而改在其它合理温度下量测, 则需进行温度补偿, 以求得20℃时量测所得到的数据. 温度补偿的公式如下在(3.13)式中aT = T℃时所量到的衰减.T= 量测时的温度a20 = 补偿到20℃的衰减.另一方面, 如果衰减是以dB来表示, 长度的补偿则是线性的. 例如1 dB / 1m ,则10dB / 10m. 转换的长度通常是1英里(1 mile ), 1000英呎(1000 ft) 或是1公里(km).4.5传播速度(Velocity ofPropagation ) 和延迟(Delay)电压波在同轴线中传播的速度( Velocity of Propagation ) 是小于在空气中传播速度. 这可以视作绝缘介电物质阻碍高频讯号波的传递的现象. 因此传播速度主要是由中心导体和覆被之间的绝缘物质的介电系数(εr) 来决定. 同轴线中传播速度与光速的百分比(%), 由下式决定,例如, 从式(3.14)中, 可知PE(Polyethylene)其介电系数是εr = 2.26, 拥有66.5%的传播的速度. 铁氟龙( PTFE, Polytetrafluoroethylene ) 其介电系数是εr = 2.1,有69.0%的传播的速度. 因此, 电磁波PE介电材质的速度是1.995 x 10 m /sec ; 在PTFE介电材质的速度是2.07 x 10 m/sec.而不是光在空气中的速度(3 x 10 m/sec).延迟(VR, , Delay ) 是指固定频率下讯号波经过固定长度同轴线所需之时间. 如果时间是以奈秒(ns, 1 x 10 sec), 及同轴线长度为1米(m), 延迟可由下式计算.同3.4节量测衰减所示. 量测同轴线延迟, 其长度的补偿也是线性的.同轴线的发泡系数(x, foam coefficient)须由修正补偿后的延迟( V'R )来计算, 它是在式(A.16)中, ε'r和V'R 分别是在发泡过程后的介电材质系数和传播速度. εr 和VR 则是在发泡过程前的介电材质系数和传播速度. x 的值介于0和1之间. 一般而言,氮气发泡所得到的介电材质系数修正, 比化学发泡得到的要均匀许多.。
射频同轴电缆一览表看网络传输介质、同轴电缆知识专题,或进入讨论三、规格型号同轴电缆可分为两种基本类型,基带同轴电缆和宽带同轴电缆。
目前基带常用的电缆,其屏蔽线是用铜做成的网状的,特征阻抗为50(如RG-8、RG-58等);宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的,特征阻抗为75(如RG-59等)。
粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。
粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。
由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。
但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。
相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。
为了保持同轴电缆的正确电气特性,电缆屏蔽层必须接地。
同时两头要有终端器来削弱信号反射作用。
无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构,即一根缆上接多部机器,这种拓扑适用于机器密集的环境。
但是当一触点发生故障时,故障会串联影响到整根缆上的所有机器,故障的诊断和修复都很麻烦,因此,将逐步被非屏蔽双绞线或光缆取代。
最常用的同轴电缆有下列几种:·RG-8或RG-1150Ω·RG-5850Ω·RG-5975Ω·RG-6293Ω计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。
RG-59 用于电视系统。
RG-62 用于ARCn et网络和IBM3270网络。
公司专业从事射频信号电缆的技术研发、生产和销售,神宇通信秉承“矢志创造最优价值”理念,致力于打造国内、国际一流的特种电缆品牌。
同轴正反转机械结构《神奇的同轴正反转机械结构》嘿!同学们,你们听说过同轴正反转机械结构吗?我一开始也不知道这是啥玩意儿,后来老师给我们讲了,我才发现,这可太神奇啦!那天上课,老师像变魔术一样拿出一个模型,说这就是同轴正反转机械结构。
我瞪大眼睛瞧着,心里直犯嘀咕:“这能有啥特别的?”老师似乎看出了我的心思,笑着说:“别小看它,这里面的学问可大着呢!”老师开始给我们演示,只见那两个相连的部分,一个顺时针转,另一个居然逆时针转,就像两个小伙伴在跳着相反方向的舞蹈,这可把我看呆了!我忍不住问老师:“这咋做到的呀?”老师说:“这就好比我们的两只手,一只往这边挥,一只往那边挥,它们在同一根轴上,却能做出不同的动作。
”我似懂非懂地点点头。
同桌凑过来跟我说:“这多像咱俩跑步比赛,你跑这边,我跑那边,可有意思啦!”我一想,还真是这么个理儿!后来老师又详细地给我们讲解了原理,什么齿轮的配合啦,力的传递啦,听得我脑袋都有点晕乎乎的。
我忍不住想:“这也太难了吧,发明这个的人得多聪明啊!”下课后,我和几个小伙伴还围在一起讨论这个神奇的结构。
有的说:“要是能用这个做个玩具车,那得多酷啊!”有的说:“说不定还能用来发明新的机器人呢!”大家七嘴八舌,充满了各种奇思妙想。
我回家还跟爸爸妈妈说了这个,爸爸笑着说:“这在很多机器里都有用到呢,比如一些复杂的加工设备。
”妈妈也跟着说:“对呀,科技的发展可离不开这些巧妙的设计。
”我就在想,这小小的同轴正反转机械结构,看起来不起眼,却有着这么大的作用。
它就像一个隐藏在机器里的小魔法师,默默地发挥着自己的魔力,让各种机器能够高效地运转。
这不就跟我们人一样吗?每个人看起来普普通通,但是在自己的岗位上,发挥着独特的作用,就能让整个社会变得更加美好。
所以呀,我觉得我们一定要好好学习,说不定以后我们也能发明出更厉害的东西呢!。
极细同轴电缆(AWG#42)对应于0.4mm间距压接连接器(堆叠连接)
KEL USLS系列是0.4mm间距极细同轴电缆(AWG#42)
适配用压接连接器“USL系列”的堆叠连接方式。
∙在移动电话等用途中,随着基板高密度化的发展,连接器将不再能贴装在基板端。
∙该产品确保有效嵌合长度0.35mm,堆叠高度1.65mm实
现了扁平化。
∙具有高耐撬力结构,解决了堆叠贴装式的一大难题。
∙采用堆叠贴装,因此嵌合时的操作性优异。
∙极数有20、30和40极。
∙产该产品的一大特点是无焊锡,是一次性压接式无铅产品。
∙通过采用堆叠式,还可支持单侧直线、单侧直角的组合。
∙此外,电缆压接后仍可穿过移动电话铰链。
(φ4.0mm)
本系列的产品列表明细:
相关产品线束和连接器实物图片(图片仅供参考):。
微型微同轴结构制备以“微型微同轴结构制备”为题,近几年来,科学家们极力研发微型微同轴结构,探索了不同的方法来实现它的制备。
本文从电气化学方面出发,对最新的微型微同轴结构制备方法进行讨论,并且加以例证,以及总结出制备这种结构的优势,以及制备微同轴结构的可能挑战,最后总结出微型微同轴结构制备的现状和前景。
一、言微型微同轴结构(micro-coaxial)是一种有效的电磁结构,它的特点是外层由导体形成的微小壳体内置有一根金属管,外层金属管往往称为“微线”,内部金属管称为“混合丝”,二者之间分别由泡沫塑料和聚四氟乙烯绝缘介质包围,其电磁气体结构可以有效地阻抗外界电磁干扰,同时具有良好的音频传输特性,可以用来制作多种优秀音频和电子设备产品。
由于微型微同轴结构具有不错的电磁性能,近期来受到了越来越多的关注,科学家们研究了不同的方法制备微同轴结构,包括电气化学技术、金属粒子喷射技术、模压技术等。
本文以电气化学方式为主,研究最新的制备微型微同轴结构的方法,并从理论和实际上总结出微型微同轴结构制备的优势和可能挑战。
二、备微型微同轴结构的方法1、电气化学方式电气化学是一种有效的方法来制备微型微同轴结构,可以获得直径只有几微米的结构,外层金属管采用高熔点金属,内层金属管则选用低熔点金属,两者同时进行化学腐蚀,使金属管孔变小,从而形成平直的非常小的微线,内部金属管采用定向绊接技术,将金属丝与金属管的一端紧密连接,从而形成一个完整的微型微同轴结构。
2、金属粒子喷射技术金属粒子喷射技术也可以制备微型微同轴结构,它采用等离子分子化学沉积技术(PECVD)将金属粒子与特定形状的结构一起喷射到模具上,当金属粒子凝固时,它们会依据模具的形状,形成一个封闭的结构。
这样可以获得外层微线和内部混合线的微型微同轴结构。
三、备微型微同轴结构的优势1、性能优秀的电磁隔离微型微同轴结构的外层和内部层皆采用金属管材,由于微小的壳体外形,较大的内部混合线距,以及由泡沫塑料和聚四氟乙烯分别包裹外层金属管和金属线,因此微型微同轴结构具有较强的电磁隔离性能,可以有效阻抗外界电磁干扰,有利于产品的稳定性和可靠性。
极细同轴结构图
面向手机开发的极细同轴电缆的结构是,中心导体为42AWG(7/0.025mm)同心绞合镀银铜合金线,横卷绕包的外部导体为(约20/0.03mm)镀锡铜合金线。
当中的绝缘层与外护套均选用可溶性聚四氟乙烯PFA,是由于氟塑料的介电常数比较低,适合于高频传送,能够减轻辐射噪音的影响,并且可以提高电缆自身的柔韧性。
图. 极细同轴电缆截面照片
表. 极细同轴电缆几种常见型号的结构
4. 铜合金导
5. 绞合、斜包与挤出
42AWG(7/0.025mm)中心导体的镀银铜合金线一般使用带退扭的单扭束丝机(Single Twist Buncher)来绞合,其均一的送线张力与送线长度是稳定退扭的关键。
绝缘与护套间的斜包屏蔽导体使用的是斜包机(Spiral Shield Machine), 要做到几十根极细线高速斜包(3,000RPM),对设备的张力控制能力要求非常严格
考虑到极细同轴电缆绝缘与外护套的低介电常数与耐电压特性等电性能,以及末端加工时耐热性和耐弯曲性等机械性能方面的要求,选用了在超薄挤出时树脂流动性良好的可溶性聚四氟乙烯PFA。
电缆绝缘的挤出生产线配备了精度很高的送收线张力控制设备,确保了量产时的稳定性。
图. 带退扭的单扭束丝机图. 极细同轴电缆挤出生产线。