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射频同轴电缆回路的有效电阻优化探讨

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:同轴电缆的有效电阻等于内、外导体有效电阻之和。但是与对称电缆不同的是,同轴电缆是不对称结构。由于同轴电缆中传输高频信号,此时内导体的阻抗可由下式表示:分开其实部与虚部,可得到内导体的有效电阻(Ω/m)与内感(H/m):式中——内导体的涡流系数;σa——内导体材料的电导率;μa——内导体材料的磁导率;ra——内导体的半径。

射频同轴电缆回路的有效电阻优化探讨

同轴电缆的有效电阻等于内、外导体有效电阻之和。但是与对称电缆不同的是,同轴电缆是不对称结构。在同轴电缆中内、外导体的有效电阻与内电感不同,因此要分别进行计算。

由于同轴电缆中传输高频信号,此时内导体的阻抗可由下式表示:

分开其实部与虚部,可得到内导体的有效电阻(Ω/m)与内感(H/m):

式中978-7-111-40230-5-Chapter04-40.jpg——内导体的涡流系数;

σa——内导体材料的电导率

μa——内导体材料的磁导率

ra——内导体的半径(mm)。

外导体的有效电阻和内电感可用下式表示:

式中 trc-rb——外导体的厚度(mm);

rc——外导体的外半径(mm);

rb——外导体的内半径(mm)。

将上式的实部和虚部分开,可得外导体的有效电阻和内电感:

式中978-7-111-40230-5-Chapter04-43.jpg

对于高频下:

式中978-7-111-40230-5-Chapter04-43.jpg

对于高频下:

在式(4-15)中后一项比前一项要小得多,因此一般情况下可以忽略,于是外导体的有效电阻可以写成

在式(4-15)中后一项比前一项要小得多,因此一般情况下可以忽略,于是外导体的有效电阻可以写成

综上所述,同轴电缆回路的有效电阻可表示为

综上所述,同轴电缆回路的有效电阻可表示为

式中 d——内导体的直径(mm);

D——外导体的直径(mm);

ρa——内导体材料的电阻率

ρb——外导体材料的电阻率;(www.xing528.com)

μaμarμ0——内导体的磁导率;

μbμbrμ0——外导体的磁导率;

μar——内导体的相对磁导率

μbr——外导体的相对磁导率;

μ0——真空磁导率,其值为4π×10-7H/m;

f——频率(Hz)。

如果内、外导体由同一材料制成,则同轴回路的有效电阻(Ω/m):

式中 d——内导体的直径(mm);

D——外导体的直径(mm);

ρa——内导体材料的电阻率;

ρb——外导体材料的电阻率;

μaμarμ0——内导体的磁导率;

μbμbrμ0——外导体的磁导率;

μar——内导体的相对磁导率;

μbr——外导体的相对磁导率;

μ0——真空磁导率,其值为4π×10-7H/m;

f——频率(Hz)。

如果内、外导体由同一材料制成,则同轴回路的有效电阻(Ω/m):

若内、外导体均由铜制成,并化为每公里的值,则同轴回路的有效电阻(Ω/km):

若内、外导体均由铜制成,并化为每公里的值,则同轴回路的有效电阻(Ω/km):

若内导体用铜制成,外导体用铝制成,可得

若内导体用铜制成,外导体用铝制成,可得

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