射频同轴电缆功率修正

2021-11-25 10:56:55 嘉兴翼波电子有限公司 浏览次数 77

射频稳相电缆的额定功率计算,比较复杂,实际使用过程中均需要专业的工程师详细计算,十分不便。翼波电子为了使客户更加快捷、准确的对电缆选型,对电缆额定功率做了详细的说明,具体如下。

首先我们来了解,什么是射频稳相电缆的额定功率?

定义:电缆在适用的频率范围内能够安全、连续地传输射频信号而不发生介质过热或进而引起介质击穿时允许的功率容量即是电缆的额定功率。

从定义上来看“温度”将是影响额定功率的核心因素。

 

 

我们把影响额定功率的主要因素,分为内因(自身)和外因两种。 

内部因素:

 a.电缆的最高使用温度

 b.电缆自身的衰减、驻波

内部因素的这几项参数是电缆自身固有的参数,在设计生产时已固化,一般选型时,电缆的衰减越好,其能承受的功率越大;

电缆承受的工作温度越高,其能承受的功率也越大;组件驻波越低,其承受的功率也越大。

翼波电子的电缆规格书中已标明电缆允许的最高使用温度,以及不同频率的衰减和功率。

 

外部因素:

  c.环境温度

  d.海拔高度

  e.频率

这几项参数对功率的影响,是实际使用中最常用到的,我们注重讲解。

 

①环境温度:

环境温度的高低直接影响到电缆的散热能力,从而直接影响电缆的功率。

翼波电子电缆规格书中的功率值是在标准环境下40℃时的标称值,对于其他环境温度下的功率可按图1温度因数(CT)修正。

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图1


②海拔高度:

当电缆用于高空时,随着离地面高度的升高,空气越来越稀薄,因此表面散热越来越困难,额定功率也就随之下降。高度和大气压的改变是可以换算的,如图2;低于标准大气压力(101.325kPa)的压力值又称为真空度,不同真空度也可查图2对应。

翼波电子电缆规格书中的功率值是在标准海平面时的标称值,对于其他高度下的功率可按图3的高度系数(CH)修正。

 

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图2 大气压与高度

 

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图3


③频率:

一般来说,额定功率随着频率的升高而下降,两者之间的关系比较复杂,但对于工程使用来说,衰减与功率成反比关系,即完全可以利用如下公式来进行近似换算:

α1P1=α2P2             (式1)

式中α1、P1代表频率f1时的衰减和额定功率,而α2、P2代表频率f2时的衰减和额定功率,不同频率的衰减可以查阅翼波电子的电缆规格书,再按式1计算即可。

最终修正后的功率Px计算如下式(2):

Px= P×CT×CH             (式2)

式中P为翼波电子电缆规格书中的标准功率,CT为温度因数,CH为高度因数。

 

 

我们以翼波电子的FSB-500电缆为例,其规格书如下图4,求此电缆在频率6GHz,环境温度50℃,海拔10000米高空的情况下,如何计算出最终的功率。

步骤:

  1. 查图4,FSB-500规格书功率表中6GHz时的标准功率为0.35kw;

  2. 查图1,50℃时的温度系数CT =0.9;查图2,10km时的高度系数CH =0.67;

  3. 按式2计算目标条件下的近似功率为:

  Px= P×CT×CH=0.35×0.9×0.67=0.21kw



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图4 FSB-500平均功率