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应该如何正确选用馈线?

2018/09/06240 作者:佚名
导读: 车载电台与其他的电子产品不同,仅仅有电台装好还不能用,要发挥它优良的通信功能,还需要配套的馈线和天线系统。馈线和天线系统从外观和物理结构上看很简单,但在射频工作时它们所呈现的特性与一般汽车低频电子电路大相径庭。 目前车载电台使用的馈线主要

车载电台与其他的电子产品不同,仅仅有电台装好还不能用,要发挥它优良的通信功能,还需要配套的馈线和天线系统。馈线和天线系统从外观和物理结构上看很简单,但在射频工作时它们所呈现的特性与一般汽车低频电子电路大相径庭。

目前车载电台使用的馈线主要是阻抗为50欧姆的同轴电缆。同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆(即网络同轴电缆和视频同轴电缆)。同轴电缆分50Ω 基带电缆和75Ω宽带电缆两类。目前基带是常用的电缆,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)。

同轴电缆(Coaxial Cable)是指有两个同心导体,而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成,在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体,然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住。

同轴电缆由里到外分为四层:中心铜线(单股的实心线或多股绞合线),塑料绝缘体,网状导电层和电线外皮。中心铜线和网状导电层形成电流回路。因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。

同轴电缆传导交流电而非直流电,也就是说每秒钟会有好几次的电流方向发生逆转。

如果使用一般电线传输高频率电流,这种电线就会相当于一根向外发射无线电的天线,这种效应损耗了信号的功率,使得接收到的信号强度减小。

同轴电缆的设计正是为了解决这个问题。中心电线发射出来的无线电被网状导电层所隔离,网状导电层可以通过接地的方式来控制发射出来的无线电。

同轴电缆也存在一个问题,就是如果电缆某一段发生比较大的挤压或者扭曲变形,那么中心电线和网状导电层之间的距离就不是始终如一的,这会造成内部的无线电波会被反射回信号发送源。这种效应减低了可接收的信号功率。为了克服这个问题,中心电线和网状导电层之间被加入一层塑料绝缘体来保证它们之间的距离始终如一。这也造成了这种电缆比较僵直而不容易弯曲的特性。

下面具体看下详细的分析:

1、首先估测需要的馈线长度,并结合所用频率、所处位置、天线用途(用于普通电台还是中继台)等,确定天馈系统的总增益。然后根据天线增益确定能够容忍的最大馈线衰耗。天馈系统的总增益推荐为:

144MHz中继站:4dB;144MHz基地台:3dB;430MHz中继站5dB;430MHz基地台3dB。(表1)

2、根据容许的最大馈线衰耗和馈线的长度,求取馈线的容许衰减常数。

衰减常数=衰减量(dB)÷馈线长度(m)。单位为分贝每米。

3、根据求得的容许衰减常数,查同轴电缆性能手册,选取在给定频率的衰减常数小于容许衰减常数的同轴线。

例1:实际需要馈线长度至少30米,天线位于10楼顶,是一付8dB的玻璃钢天线,将用于非常重要的144MHz中继台。那么,为了保证中继台的效果(可以根据需要的通讯距离核算总空中衰减,然后求算天馈系统的总增益。业余条件下可查表1估算),需要天馈系统的总增益为4dB。不考虑接插件的损耗,要求馈线衰耗小于8-4=4dB。已知馈线长度为30米,得容许衰减常数为

4÷30=0.133dB/m。

查电缆手册可知,SYV50-7型同轴电缆符合要求,所以,选择50-7的同轴线已经足够了。

例2:同例1,天线增益改为10dB,频率改为430MHz。

解:结合实际情况估算得天馈系统总增益取5dB,馈线衰耗要求小于5dB。容许衰减常数为

5÷30=0.167dB/m。

在430MHz,同样的馈线,衰耗将远大于144MHz。查电缆手册,发现SYV50-12的馈线满足要求,故选用50-12馈线。这种馈线较贵,如果经济不能承受,则只有选择50-9的了。

从馈线的效果考虑,当然是越粗越好。但是,越粗必然越贵,接插件的价格也不菲,处理起来更加麻烦。所以,选择馈线,“合适”就可以了。中继台等重要台站,必须保证效果,应当高标准严要求,选用粗一些的馈线。根据许多人的经验,150MHz,7.5DB天线,馈线长度为10m时,选50-5;馈线长20m时,选50-7;30米选50-9。用于一般业余电台,可以相应缩小一号(如果钱多的话,粗一点也无妨)。430MHz的电台,可以使用增益很高的天线,对馈线衰耗的要求较150MHz低。但是,同样规格的馈线,在430MHz的衰耗远大于150MHz,几乎是它的两倍。所以,通常还要选择更粗一些的馈线。

国产同轴电缆的衰减常数基本上是等价的,所以我们通常只说50-3、50-7等,而不提它们的系列。市场上销售的电缆,质量差异很大,价格差异同样很大。50-5的电缆,有的卖3.5元一米,有的卖5.5元一米,进口的个别型号要卖40元一米。实际上,3.5元的是可以达到GB的,5.5元的可能指标要更高一些(没被宰的前提下)。我用过美国产的同轴线,大小等同于50-3,实际效果远好于国产50-5的线,难怪要卖20多元一米。而充斥市场的劣质线,价格一般要便宜几角钱,效果却差到了极点。买线千万不能图便宜。

至于多层屏蔽的电缆,一般用于频率较高的场合,在业余使用的144和430,意义不大,反而不易处理。

这里,我们没有考虑通讯机的情况和天线的高度。许多时候,综合调整往往能弥补某一部分的不足。

下面是常用同轴线的衰减常数(估算值,略有误差),仅供参考。

型号 频率150MHz 频率430MHz

50-3 0.242 0.365

50-5 0.165 0.253

50-7 0.124 0.195

50-9 0.100 0.161

50-12 0.086 0.142

50-15 0.070 0.119

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