Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2010 №5

Кабели и кабельные сборки компании Radiall. Часть 2. Сборки на основе кабелей с низкими потерями и измерительные сборки

Гура Роман  
Джуринский Кива  
Калинин Анатолий  

В первой части нашей статьи [1] рассмотрены стандартные радиочастотные кабели и кабельные сборки компании Radiall. Кроме того, компания является одним из немногих в мире производителей гибких кабелей и сборок с ультранизкими потерями и измерительных сборок для диапазона частот до 40 ГГц. Кабели и сборки, выпускаемые Radiall, отличаются высоким уровнем параметров и большим сроком службы. Благодаря этому они нашли применение в линиях передачи для систем телекоммуникации, спутниковой аппаратуры, измерительной и военной технике. Рассмотрению кабелей и сборок с ультранизкими потерями и измерительных кабелей и сборок посвящена вторая часть данной статьи. Материалы, приведенные в этой статье, могут быть использованы разработчиками радиоэлектронной и радиоизмерительной аппаратуры в качестве справочных.

Все статьи цикла:

Кабели с ультранизкими потерями

Создание кабелей с ультранизкими потерями (SHF low-loss cables) стало возможным благодаря разработке технологии навивки изоляции из ленточного фторопласта или полиэтилена низкой плотности (вспененных материалов) [2]. Свойства монолитных и вспененных диэлектриков, применяемых при изготовлении кабелей, приведены в таблице 1 [2, 3].

При изготовлении кабелей ведется постоянный контроль плотности диэлектрика, усилия натяжения ленты и режима навивки.

Для кабелей, работающих в сложных условиях окружающей среды, компания создала ряд оригинальных оболочек и защитных экранов.

Таблица 1. Свойства диэлектриков, применяемых в кабелях
Диэлектрик ε Фактор потерь ε
tgδ
Удельная емкость,
пФ/м
Допустимая температура,
°С
Фторопласт 2,07 0,0003 95,7 –65…+250
Вспененный фторопласт 1,4–1,6 0,00005 82,5 –65…+250
Полиэтилен 2,3 0,0003 99 –40…+85
Вспененный полиэтилен 1,4–1,7 0,0001 79 –40…+85
Фторэтилен-пропилен 2,1 0,0007 –65…+200
Вспененный
фторэтилен-пропилен
1,4–1,7 0,0007 –65…+200

Radiall разработала и выпускает 5 групп кабелей с ультранизкими потерями и сборок на их основе [2]:

  1. Общего применения.
  2. Для наружного применения (Outdoor).
  3. Для применения в летательной бортовой аппаратуре (Airframe).
  4. Облегченные (Lightweight).
  5. Измерительные кабели и кабельные сборки (TestPro).

Конструкция кабелей, их вес и допустимый радиус изгиба приведены в таблице 2.

Для изготовления кабелей общего применения (General Interconnect) Radiall применяет следующие материалы:

  • Центральный проводник — медный провод или набор свитых тонких медных проводов, покрытых серебром; навитая медная лента, покрытая серебром (для соединителей SHF13 и SHF13А).
  • Диэлектрик — ленточная навивка из фторопласта или полиэтилена низкой плотности.
  • Внутренний экран (наружный проводник) — навитая медная лента, покрытая серебром.
  • Наружный экран — медная оплетка, покрытая серебром.
  • Оболочка — фторэтиленпропилен, поливинилхлорид; полиуретан, полиамид.

Кабели, работающие при повышенных механических нагрузках и при воздействии агрессивной окружающей среды, армируют дополнительно. Армированные кабели (armored cables) имеют 3 дополнительных защитных слоя: оплетку из нержавеющей стали, оболочку из зеленого фторэтиленпропилена и наружную оболочку из черного полиэтилена. Армированные кабели SHF5MR и SHF8MR, применяемые в инструментальных сборках, имеют достаточно высокие показатели стабильности параметров: при номинальной фазе 1400°/м/ГГц фазовая стабильность при изменении температуры — менее 1°/м/ГГц.

Кабели Outdoor предназначены для наружного применения (на открытом воздухе) в жестких условиях окружающих среды. Их применяют в корабельных антеннах и радарах, в активных фазированных решетках. Эти кабели имеют высокую амплитудную стабильность (менее 0,005 дБ/ГГц) при изгибе и после него по допустимому радиусу, незначительное увеличение потерь при изменении температуры (менее 0,2%/°С) и экранное затухание менее –90 дБ на частотах до 18 ГГц.

В этих кабелях применены: дополнительная оплетка из меди, покрытой серебром, промежуточная ленточная оболочка из полиэстера и наружная оболочка из полиуретана.

Кроме того, компанией Radiall создано 2 типа дополнительных защитных оболочек FLEXJACK и PROJACK (табл. 3). Оболочки FLEXJACK и PROJACK (Armor option) достаточно гибки и при этом имеют высокое сопротивление на разрыв, прочны, стойки к абразивному износу и к воздействию агрессивной внешней среды. Рекомендуемый радиус изгиба кабелей с оболочками PROJACK 5 или FLEXJACK — 5–25 мм, с PROJACK 8 или FLEXJACK — 8–38 мм.

Таблица 2. Диаметр, вес и допустимый радиус изгиба SHF и TEST PRO кабелей
№ п. п. Группа
кабелей
Фирменное
обозначение
Максимальный
диаметр, мм
Вес кабеля,
г/м
Рекомендуемый
радиус изгиба,
мм
Кабели с одиночным центральным проводником
1 SHF2,4M F1703185 2,45 14 10
2SHF3MF17031633,52912,5
3SHF4,2MF17031944,24525
4SHF5MF17031595,26025
5SHF8MF17031607,613040
Кабели с центральным проводником в виде набора проводов
1SHF3F1703107   
2SHF5F17031835,257225
3SHF8F17031977,8014040
4SHF13F170318613,828060
Армированные кабели
1SHF5MA/10F1709-697,212060
2SHF5MRF1703159GR5,857325
3SHF8MA/10F17096810205100
4SHF8MRF1703160GR8,515540
5SHF13АF1709-701841090
Кабели Outdoor
1SHF5ODF17032026,257825
2SHF5MODF17032055,906825
3SHF8ODF17032108,9015540
4SHF8MODF17032068,6013540
Кабели Airframe
1SHF5MAFF17032117,407425
2SHF8MAFF17032129,9013040
Кабели Lightweight
1SHF5MLWF17032264,904925
2SHF8MLWF17032187,3010540
Кабели TestPro
1TestPro 4,2
(фазостабильный)
F11000014,816025
2TestPro 5F1703159GR5,857325
3TestPro 8F1703160GR8,5015540

Кабели Airframe предназначены для применения в составе кабельных сборок для радаров и антенн пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов и размещаются в незащищенных отсеках. К сборкам предъявляют требования герметичности, небольшого веса и большого срока службы. Эти кабели также могут быть усилены при помощи защитных оболочек FLEXJACK и PROJACK.

Кабели Lightweight созданы для электронных систем летательных аппаратов, для которых важны массо-габаритные характеристики кабеля. Для снижения веса в кабелях применена пленочная оплетка вместо проволочной и снижен вес оболочки.

Таблица 3. Оболочки FLEXJACK и PROJACK
Типовое фирменное
обозначение
Материал оплетки
и оболочки
Усилие разрушения,
H/100 мм
Усилие разрыва, Н Наружный диаметр,
мм (для кабелей)
Вес, г/м Рабочий диапазон
температур, °С
FLEXJACK 5
G930RV11
Пружина из стали
с гальваническим покрытием.
Оболочка из прозрачного
поливинилхлорида
2000 30012,0 110–40…+85
(SHF5, SHF5M, TestPro 4.2, TestPro 5)
FLEXJACK 8
G931RV11
16,5 180
( SHF8, SHF8M, TestPro 8)
PROJACK 5
G940RP10
Пружина и оплетка
из нержавеющей стали,
оболочка из черного
полиуретана
2500 90011 190 –55…+100
(TestPro 4.2 и 5)
PROJACK 8
G941RP10
15 340
(SHF8, SHF8M, TestPro 8)

Кабели Lightweight имеют меньшие размеры и весят на 15–20% меньше кабелей общего применения, а их электрические параметры аналогичны параметрам кабелей общего применения и Outdoor.

Кабель TestPro 4.2 имеет малые потери в диапазоне частот до 20 ГГц и, благодаря тройному экрану, высокий уровень экранирования (–100 дБ). По сравнению с другими гибкими кабелями TestPro 4.2 имеет наилучшее сочетание КСВН, величины потерь и фазовой стабильности при изгибе и воздействии вибраций.

У кабелей TestPro 5 и TestPro 8 ультранизкие потери и высокая фазовая стабильность при изгибе кабеля и изменении температуры. Для применения при высоких механических нагрузках и в условиях агрессивной окружающей среды эти кабели могут быть усилены защитной оболочкой, соответственно, PROJACK 5 или FLEXJACK 5 и PROJACK 8 или FLEXJACK 8.

Электрические параметры кабелей всех типов приведены в таблице 4.

Сборки на основе кабелей SHF с ультранизкими потерями

Более 30 лет тому назад компания Radiall начала разрабатывать и выпускать сборки на основе кабелей серии SHF с ультранизкими потерями, предназначенные для применения в аэрокосмической и военной технике, в медицинской и радиоизмерительной аппаратуре. Для этих сборок были специально разработаны соединители всех известных серий, приспособленные для сочетания с кабелями SHF.

Таблица 4. Электрические параметры SHF-кабелей компании Radiall
№ п.п. Группа
кабелей
Фирменное
обозначение
Электрические параметры Емкость,
пФ/м
Напряжение
пробоя,
В, более
Экранное
затухание, дБ
Рабочий
диапазон
температур, °С
Максимальная величина потерь, дБ/м
Допустимая мощность, Вт, на частотах, ГГц
0–4 4–8 8–12,4 12,4–18 18–26,5 26,5–40
Кабели с одиночным центральным проводником
1SHF2,4MF17031851,28/1301,86/902,36/752,91/603,62/504,59/3587–90–70…+200
2SHF3MF17031630,81/2001,19/1401,53/1201,91/902,41/803,11/6088
3SHF4,2MF17031940,68/3101,01/2201,30/1801,63/1502,07/1402,24/110
(на 30 ГГц)
911500
4SHF5MF17031590,46/4200,66/3000,84/2401,02/2001,27/190792300
5SHF8MF17031600,30/8000,44/5600,55/4500,68/380 3300
Кабели с центральным проводником в виде набора проводов
1SHF3F17031071,04/1801,51/1251,91/1002,35/802,92/703,70/50851600–90–70…+200
2SHF5F17031830,54/4000,79/2801,00/2301,24/1901,55/180852500
3SHF8F17031970,38/7200,56/5100,72/4100,90/340853500
4SHF13F17031860,20/13000,30/9000,33/830
(на 9,5 ГГц)
7810000
Армированные кабели
1SHF5MA/10F1709-690,46/4200,66/3000,84/2401,02/2001,27/190792300–90–50…+105
2SHF5MRF1703159GR852000–70…+200
3SHF8MA/10F1709680,30/8000,44/5600,55/4500,68/380793300–50…+105
4SHF8MRF1703160GR783300–70…+200
5SHF13АF1709-700,20/13000,30/9000,33/830
(на 9,5 ГГц)
7810000–55…+100
Кабели Outdoor
1SHF5ODF17032020,54/800,79/551,00/451,24/401,55/35852500–90–55…+100
2SHF5MODF17032050,46/850,66/600,84/501,02/401,27/35792300
3SHF8ODF17032100,38/1400,56/600,72/800,90/703500
4SHF8MODF17032060,30/1600,44/1100,55/900,68/75
Кабели Airframe
1SHF5MAFF17032110,46/850,66/600,84/501,02/401,27/35792300–90–55…+100
2SHF8MAFF17032120,30/1600,44/1100,55/900,68/75 3300
Кабели Lightweight
1SHF5MLWF17032260,46/4200,66/3000,84/2401,02/2001,27/190 792300–90–70…+200
2SHF8MLWF17032180,30/8000,44/5600,55/4500,68/3803300
Кабели TestPro
1TEST PRO 4,2F11000010,79/2101,17/1501,52/1201,90/952,03/80
(на 20 ГГц)
95–100–55…+200
2TEST PRO 5F1703159GR0,46/4200,66/3000,84/2401,02/2001,27/190792300–90–70…+200
3TEST PRO 8F1703160GR0,30/8000,44/5600,55/4500,68/3803300


Рисунок. Конструкция области заделки кабеля серии SHF в соединитель

Radiall разработала оригинальную конструкцию области заделки кабеля в соединители — компаунд-камеры (рисунок), что позволило создать герметичные сборки с большим сроком службы, повышенной водонепроницаемостью, защищенные от механических и температурных воздействий.

Кабельные сборки компании Radiall приведены в таблице 6. Компания не поставляет по отдельности соединители, предназначенные для сборок с кабелями с ультранизкими потерями.

Для приложений космического назначения компания Radiall предлагает сборки на основе полужестких кабелей 0,085″ и 0,141″, а также гибких кабелей с низкими потерями серии SHF. В зависимости от мощности передаваемого сигнала такие кабельные сборки могут быть армированы соединителями серий SMA, SMA 2,9 и TNC. Кабельные сборки Radiall соответствуют стандарту ESCC-Q-70-18A.

Измерительные кабельные сборки TestPro

Radiall разработала серию кабельных сборок TestPro для применения в радиоизмерительной и метрологической аппаратуре [4]. Эти сборки отличаются большим сроком службы, повышенной прочностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Стабильность фазовых и амплитудных характеристик сборок определяется характеристиками кабелей TestPro (табл. 5).

Таблица 5. Стабильность параметров кабелей и сборок TestPro
ПараметрТип кабеля
TestPro 4.2 TestPro 5 TestPro 8
Рабочий диапазон частот, ГГц 0–20 0–26,5 0–18
Изменение фазы при изгибе
(на частоте 18 ГГц)
Амплитудная стабильность,
дБ, (на частоте 18 ГГц), менее
0,02 0,05
Фазовая стабильность
при изгибе, менее
0,17°/360°/ ГГц 0,4°/360°/ГГц
Стабильность затухания
при изгибе, менее
0,015 дБ
(на 18 ГГц)
0,05 дБ (на 18 ГГц)
0,1 дБ (на 26,5 ГГц)
0,05 дБ (на 18 ГГц)
Стабильность затухания
при воздействии вибрации,
менее
0,01 дБ/м (на 18 ГГц) 0,01 дБ/м (на 18 ГГц)
0,015 дБ/м (на 26,5 ГГц)
0,01 дБ/м (на 18 ГГц)
Фазовая стабильность
при изменении температуры
1°/м/ГГц (–55…+100 °С)

Фазостабильные сборки TestPro 4,2 (табл. 6) предназначены для применения в лабораторной аппаратуре и для измерительных стендов, работающих на частотах до 20 ГГц. Сборки с ультранизкими потерями TestPro 5 (предельная частота 26,5 ГГц) и TestPro 8 (предельная частота 20 ГГц) применяют, когда требуется большая длина кабеля (для дистанционных измерений).

Таблица 6. Фазостабильные сборки
Группа кабелейСерии соединителей
SMP SSMA SMA 2,9 MMCX MCX SMB SMC SMA QMA BMA BNC TNC N QN
Количество типов кабельных сборок, шт.
Сборки на основе кабелей с ультранизкими потерями
SHF2,4M11311143114322
SHF3,SHF3M1510112
SHF4,2M14643105
SHF5,SHF5M,SHF5MR1271211
SHF5MA/10333
SHF8, SHF8M, SHF8MR101111
SHF8MA/10333
SHF13, SHF13А11
Инструментальные сборки
SHF5MR без оболочки PROJACK333
SHF5MR с оболочкой PROJACK333
SHF8MR без оболочки PROJACK333
SHF8MR с оболочкой PROJACK333

Для повышения срока службы сборок в кабелях TestPro 5 и TestPro 8 используют защитные оболочки PROJACK или FLEXJACK.

В сборках TestPro компания Radiall применяет соединители серий SMA, N и PC7. Корпуса всех соединителей изготавливают только из качественной нержавеющей стали с пассивированной поверхностью. Сочетание этих соединителей и способа заделки в них кабеля при помощи компаунд-камеры (рисунок) обеспечивает большой срок службы и надежность сборок. Radiall гарантирует не менее 5000 соединений и рассоединений сборок TestPro с ответными соединителями без ухудшения параметров сборки. Параметры измерительных сборок TestPro приведены в таблице 7.

Примечание. «–» — означает отсутствие кабельных сборок.

Таблица 7. Измерительные сборки TestPro
№ п.п.Соединители
на концах кабеля
Фирменное
обозначение
сборки
Длина
сборки, м
Потери, дБ,
в диапазоне
частот
20 Гц – 18 ГГц
КСВН
на частоте
18 ГГц
Допустимая
мощность,
Вт, на частоте
18 ГГц
TestPro 4.2
1 SMA вилка — SMA вилка R288940034 0,59 0,42–1,391,2070
R2889400010,910,59–1,96
R2889400021,180,65–2,51
R2889400031,831,08–3,65
2 SMA вилка — N вилка R2889400350,590,42–1,391,20-
R2889400040,910,59–1,961,25-
R2889400051,180,65–2,51
R2889400061,831,08–3,65
3 N вилка — N вилка R2889400070,910,59–1,96-
R2889400081,180,65–2,51
R2889400091,831,08–3,65
4 PC7 вилка — PC7 вилка R2889400100,910,59–1,961,30
R2889400111,180,65–2,51
R2889400121,831,08–3,651,25
5 PC7 вилка — SMA вилка R2889400130,910,59–1,961,30
R2889400141,180,65–2,51
R2889400151,831,08–3,65
6 PC7 вилка — N вилка R2889400160,910,59–1,96
R2889400171,180,65–2,51
R2889400181,831,08–3,65
TestPro 5
1 SMA вилка — SMA вилка R288931001 1,0 0,42–1,251,20 130
2 N вилка — N вилка R2889310021,25140
3 N вилка — SMA вилка R288931003
TestPro 8
1 SMA вилка — SMA вилка R2889310041,0 0,31–0,91 1,25145
2 N вилка — N вилка R288931005 160
3 N вилка — SMA вилка R288931006

Контроль качества

Параметры кабелей и кабельных сборок компании Radiall обеспечиваются строгим контролем технологического процесса их изготовления на основе международных стандартов качества ISO9001/ASN9100. Каждая сборка проходит контроль электрических параметров: КСВН и величины потерь. Для измерения электрических параметров компанией разработаны все необходимые внутрисерийные и межсерийные адапторы, нагрузки и аттенюаторы. Тестирование кабелей и кабельных сборок осуществляется в соответствии со стандартом ISO/ICE 17025.

Заключение

Компания Radiall оснащена современным специализированным оборудованием для производства кабелей и кабельных сборок (оригинальные намоточные машины, станки прецизионной резки, установки пайки и очистки), а также необходимой измерительной аппаратурой в диапазоне частот до 65 ГГц и совершенным испытательным оборудованием. Благодаря этому Radiall имеет возможность производить кабели и сборки с ультранизкими потерями и измерительные сборки с высоким уровнем параметров и занимать лидирующее положение в этой области техники.

Литература

  1. Джуринский К. Б., Калинин А. В., Гура Р. С. Кабели и кабельные сборки компании Radiall. Часть 1. Стандартные радиочастотные кабели и кабельные сборки // Компоненты и технологии. 2010. № 4.
  2. Ultra Low — loss SHF Cable Assemblies. Каталог компании Radiall, D1A296CE. Ноябрь 2007 г.
  3. www.radiall.com
  4. Test Pro Cable Assemblies. Каталог компании Radiall, D1A295ТE. Январь 2009 г.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке