特性阻抗是設(shè)計(jì)和選用射頻同軸電纜時(shí)很重要的電氣參數(shù)。本文從工程應(yīng)用出發(fā)，介紹幾種在生產(chǎn)中常用的特性阻抗測(cè)量方法。

射頻同軸電纜作為傳輸線在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。特性阻抗是設(shè)計(jì)和選用射頻同軸電纜時(shí)首先要考慮的電氣參數(shù)，最 大功率傳輸、最小信號(hào)反射都取決于電纜的特性阻抗及其與系統(tǒng)中其他部件的匹配。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)電纜特性阻抗可便捷地分析傳輸線的工作狀態(tài)，因此精 確地測(cè)量其值十分關(guān)鍵。

一、特性阻抗的定義

當(dāng)電磁波在電纜上傳播時(shí)，通常存在著正向傳播的入射波和反向傳播的反射波，入射波和反射波相互疊加形成駐波。傳輸線上任一點(diǎn)的總電壓與總電流之比定義為該點(diǎn)向負(fù)載端看過(guò)去的輸入阻抗。在一般情況下，傳輸線的輸入阻抗不僅與線長(zhǎng)有關(guān)，而且還與頻率有關(guān)，然而當(dāng)傳輸線無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，傳輸線上只有向前行進(jìn)的波（行波）。這時(shí)，傳輸線上任一點(diǎn)的輸入阻抗與線長(zhǎng)無(wú)關(guān)，而是等于一個(gè)恒值Zc，其稱為傳輸線的特性阻抗。

另外，當(dāng)傳輸線終端接某一個(gè)恒定值的純電阻負(fù)載時(shí)，傳輸線上任一點(diǎn)的輸入阻抗也處處相等并與線長(zhǎng)無(wú)關(guān)。這個(gè)恒定電阻值就是傳輸線的特性阻抗值。射頻同軸電纜的特性阻抗Zc僅取決于傳輸線內(nèi)外導(dǎo)體的直徑以及其間填充介質(zhì)的等效介電常數(shù)，而與線長(zhǎng)無(wú)關(guān)。

二、特性阻抗的測(cè)量方法

射頻同軸電纜特性阻抗可以用頻域法或時(shí)域法測(cè)量。頻域法一般采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)電纜性能進(jìn)行測(cè)試，由于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀使用帶通濾波器和數(shù)字濾波器，具有很低的背景噪聲，因此能夠?qū)﹄娎|特性阻抗進(jìn)行精 確測(cè)量。按測(cè)試信號(hào)不同的傳輸方向，頻域法又可分為傳輸測(cè)量和反射測(cè)量?jī)煞N。目前常用的射頻同軸電纜特性阻抗測(cè)量方法中，傳輸相位法、傳輸相位差法、開(kāi)路或短路諧振法等屬于頻域法中的傳輸測(cè)量，而較新的單連接器測(cè)量法是屬于頻域法中的反射測(cè)量。

射頻連接器的電壓駐波比主要是由連接器內(nèi)部阻抗的不均勻性以及與電纜特性阻抗的偏差引起的。由于射頻連接器的特性阻抗較易控制（如（50±0.5）Ψ），其內(nèi)部阻抗不均勻性包括尺寸突變產(chǎn)生的不連續(xù)電容引起的駐波比極小，且在低頻（如200MHz）段以下，連接器的駐波比一般僅在1.005左右，遠(yuǎn)小于電纜組件的電壓駐波比，因此連接器的電壓駐波比可以忽略不計(jì)，但被測(cè)電纜內(nèi)部的阻抗不均勻性引起的反射不可忽視，測(cè)試時(shí)應(yīng)把這部分影響消除掉，從而使得單個(gè)連接器中最主要的反射源來(lái)自電纜阻抗與標(biāo)準(zhǔn)阻抗的偏差，最終可以通過(guò)測(cè)得單個(gè)連接器電壓駐波比直接獲得被測(cè)電纜的特性阻抗。

在射頻段，射頻電纜的特性阻抗與頻率無(wú)關(guān)，因此只需在國(guó)標(biāo)GB 4098.3《射頻電纜特性阻抗測(cè)量方法》規(guī)定的30～200MHz頻率范圍內(nèi)的任一頻率用傳輸相位法測(cè)量即可。由于傳輸相位差法誤差較大，最 好慎用。單連接器法操作簡(jiǎn)單，測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且直接與電壓駐波比掛鉤，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，是測(cè)量射頻電纜特性阻抗的一種便捷而實(shí)用的好方法，建議優(yōu)選使用。