射频同轴电缆特性阻抗测量方法的探讨

特性阻抗是设计和选用射频同轴电缆时很重要的电气参数。本文从工程应用出发，介绍几种在生产中常用的特性阻抗测量方法。

射频同轴电缆作为传输线在通信系统中的应用十分广泛。特性阻抗是设计和选用射频同轴电缆时首先要考虑的电气参数，最 大功率传输、最小信号反射都取决于电缆的特性阻抗及其与系统中其他部件的匹配。在实际应用中，根据电缆特性阻抗可便捷地分析传输线的工作状态，因此精 确地测量其值十分关键。

一、特性阻抗的定义

当电磁波在电缆上传播时，通常存在着正向传播的入射波和反向传播的反射波，入射波和反射波相互叠加形成驻波。传输线上任一点的总电压与总电流之比定义为该点向负载端看过去的输入阻抗。在一般情况下，传输线的输入阻抗不仅与线长有关，而且还与频率有关，然而当传输线无限长时，传输线上只有向前行进的波（行波）。这时，传输线上任一点的输入阻抗与线长无关，而是等于一个恒值Zc，其称为传输线的特性阻抗。

另外，当传输线终端接某一个恒定值的纯电阻负载时，传输线上任一点的输入阻抗也处处相等并与线长无关。这个恒定电阻值就是传输线的特性阻抗值。射频同轴电缆的特性阻抗Zc仅取决于传输线内外导体的直径以及其间填充介质的等效介电常数，而与线长无关。

二、特性阻抗的测量方法

射频同轴电缆特性阻抗可以用频域法或时域法测量。频域法一般采用矢量网络分析仪对电缆性能进行测试，由于矢量网络分析仪使用带通滤波器和数字滤波器，具有很低的背景噪声，因此能够对电缆特性阻抗进行精 确测量。按测试信号不同的传输方向，频域法又可分为传输测量和反射测量两种。目前常用的射频同轴电缆特性阻抗测量方法中，传输相位法、传输相位差法、开路或短路谐振法等属于频域法中的传输测量，而较新的单连接器测量法是属于频域法中的反射测量。

射频连接器的电压驻波比主要是由连接器内部阻抗的不均匀性以及与电缆特性阻抗的偏差引起的。由于射频连接器的特性阻抗较易控制（如（50±0.5）Ψ），其内部阻抗不均匀性包括尺寸突变产生的不连续电容引起的驻波比极小，且在低频（如200MHz）段以下，连接器的驻波比一般仅在1.005左右，远小于电缆组件的电压驻波比，因此连接器的电压驻波比可以忽略不计，但被测电缆内部的阻抗不均匀性引起的反射不可忽视，测试时应把这部分影响消除掉，从而使得单个连接器中最主要的反射源来自电缆阻抗与标准阻抗的偏差，最终可以通过测得单个连接器电压驻波比直接获得被测电缆的特性阻抗。

在射频段，射频电缆的特性阻抗与频率无关，因此只需在国标GB 4098.3《射频电缆特性阻抗测量方法》规定的30～200MHz频率范围内的任一频率用传输相位法测量即可。由于传输相位差法误差较大，最 好慎用。单连接器法操作简单，测量的数据准确，且直接与电压驻波比挂钩，具有很强的实用性，是测量射频电缆特性阻抗的一种便捷而实用的好方法，建议优选使用。