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.
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]:
Общего применения.
Для наружного применения (Outdoor).
Для применения в летательной бортовой
аппаратуре (Airframe).
Облегченные (Lightweight).
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.
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
2
SHF3M
F1703163
3,5
29
12,5
3
SHF4,2M
F1703194
4,2
45
25
4
SHF5M
F1703159
5,2
60
25
5
SHF8M
F1703160
7,6
130
40
Кабели с центральным проводником в виде набора проводов
1
SHF3
F1703107
2
SHF5
F1703183
5,25
72
25
3
SHF8
F1703197
7,80
140
40
4
SHF13
F1703186
13,8
280
60
Армированные кабели
1
SHF5MA/10
F1709-69
7,2
120
60
2
SHF5MR
F1703159GR
5,85
73
25
3
SHF8MA/10
F170968
10
205
100
4
SHF8MR
F1703160GR
8,5
155
40
5
SHF13А
F1709-70
18
410
90
Кабели Outdoor
1
SHF5OD
F1703202
6,25
78
25
2
SHF5MOD
F1703205
5,90
68
25
3
SHF8OD
F1703210
8,90
155
40
4
SHF8MOD
F1703206
8,60
135
40
Кабели Airframe
1
SHF5MAF
F1703211
7,40
74
25
2
SHF8MAF
F1703212
9,90
130
40
Кабели Lightweight
1
SHF5MLW
F1703226
4,90
49
25
2
SHF8MLW
F1703218
7,30
105
40
Кабели TestPro
1
TestPro 4,2 (фазостабильный)
F1100001
4,81
60
25
2
TestPro 5
F1703159GR
5,85
73
25
3
TestPro 8
F1703160GR
8,50
155
40
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
300
12,0
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
900
11
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
1
SHF2,4M
F1703185
1,28/130
1,86/90
2,36/75
2,91/60
3,62/50
4,59/35
87
–
–90
–70…+200
2
SHF3M
F1703163
0,81/200
1,19/140
1,53/120
1,91/90
2,41/80
3,11/60
88
–
3
SHF4,2M
F1703194
0,68/310
1,01/220
1,30/180
1,63/150
2,07/140
2,24/110
(на 30 ГГц)
91
1500
4
SHF5M
F1703159
0,46/420
0,66/300
0,84/240
1,02/200
1,27/190
–
79
2300
5
SHF8M
F1703160
0,30/800
0,44/560
0,55/450
0,68/380
–
–
3300
Кабели с центральным проводником в виде набора проводов
1
SHF3
F1703107
1,04/180
1,51/125
1,91/100
2,35/80
2,92/70
3,70/50
85
1600
–90
–70…+200
2
SHF5
F1703183
0,54/400
0,79/280
1,00/230
1,24/190
1,55/180
–
85
2500
3
SHF8
F1703197
0,38/720
0,56/510
0,72/410
0,90/340
–
–
85
3500
4
SHF13
F1703186
0,20/1300
0,30/900
0,33/830
(на 9,5 ГГц)
–
–
–
78
10000
Армированные кабели
1
SHF5MA/10
F1709-69
0,46/420
0,66/300
0,84/240
1,02/200
1,27/190
–
79
2300
–90
–50…+105
2
SHF5MR
F1703159GR
85
2000
–70…+200
3
SHF8MA/10
F170968
0,30/800
0,44/560
0,55/450
0,68/380
–
–
79
3300
–50…+105
4
SHF8MR
F1703160GR
78
3300
–70…+200
5
SHF13А
F1709-70
0,20/1300
0,30/900
0,33/830 (на 9,5 ГГц)
–
–
–
78
10000
–55…+100
Кабели Outdoor
1
SHF5OD
F1703202
0,54/80
0,79/55
1,00/45
1,24/40
1,55/35
–
85
2500
–90
–55…+100
2
SHF5MOD
F1703205
0,46/85
0,66/60
0,84/50
1,02/40
1,27/35
–
79
2300
3
SHF8OD
F1703210
0,38/140
0,56/60
0,72/80
0,90/70
–
–
3500
4
SHF8MOD
F1703206
0,30/160
0,44/110
0,55/90
0,68/75
–
–
Кабели Airframe
1
SHF5MAF
F1703211
0,46/85
0,66/60
0,84/50
1,02/40
1,27/35
–
79
2300
–90
–55…+100
2
SHF8MAF
F1703212
0,30/160
0,44/110
0,55/90
0,68/75
–
–
3300
Кабели Lightweight
1
SHF5MLW
F1703226
0,46/420
0,66/300
0,84/240
1,02/200
1,27/190
–
79
2300
–90
–70…+200
2
SHF8MLW
F1703218
0,30/800
0,44/560
0,55/450
0,68/380
–
–
3300
Кабели TestPro
1
TEST PRO 4,2
F1100001
0,79/210
1,17/150
1,52/120
1,90/95
2,03/80
(на 20 ГГц)
–
95
–
–100
–55…+200
2
TEST PRO 5
F1703159GR
0,46/420
0,66/300
0,84/240
1,02/200
1,27/190
–
79
2300
–90
–70…+200
3
TEST PRO 8
F1703160GR
0,30/800
0,44/560
0,55/450
0,68/380
–
–
3300
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
Параметр
Тип 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)
2°
7°
7°
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 кабелей
Серии 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
SHF2,4M
11
3
–
1
11
4
3
11
4
3
–
2
2
–
SHF3,SHF3M
1
–
5
–
–
–
–
10
–
1
1
2
–
–
SHF4,2M
–
–
–
–
–
–
–
14
6
4
–
3
10
5
SHF5,SHF5M,SHF5MR
–
–
–
–
–
–
–
12
–
7
–
12
11
–
SHF5MA/10
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
SHF8, SHF8M, SHF8MR
–
–
–
–
–
–
–
10
–
–
–
11
11
–
SHF8MA/10
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
SHF13, SHF13А
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
1
1
–
Инструментальные сборки
SHF5MR без оболочки PROJACK
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
SHF5MR с оболочкой PROJACK
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
SHF8MR без оболочки PROJACK
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
SHF8MR с оболочкой PROJACK
–
–
–
–
–
–
–
3
–
–
–
3
3
–
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
0,42–1,39
1,20
70
R288940001
0,91
0,59–1,96
R288940002
1,18
0,65–2,51
R288940003
1,83
1,08–3,65
2
SMA вилка — N вилка
R288940035
0,59
0,42–1,39
1,20
-
R288940004
0,91
0,59–1,96
1,25
-
R288940005
1,18
0,65–2,51
R288940006
1,83
1,08–3,65
3
N вилка — N вилка
R288940007
0,91
0,59–1,96
-
R288940008
1,18
0,65–2,51
R288940009
1,83
1,08–3,65
4
PC7 вилка — PC7 вилка
R288940010
0,91
0,59–1,96
1,30
–
R288940011
1,18
0,65–2,51
R288940012
1,83
1,08–3,65
1,25
–
5
PC7 вилка — SMA вилка
R288940013
0,91
0,59–1,96
1,30
–
R288940014
1,18
0,65–2,51
R288940015
1,83
1,08–3,65
6
PC7 вилка — N вилка
R288940016
0,91
0,59–1,96
–
R288940017
1,18
0,65–2,51
R288940018
1,83
1,08–3,65
TestPro 5
1
SMA вилка — SMA вилка
R288931001
1,0
0,42–1,25
1,20
130
2
N вилка — N вилка
R288931002
1,25
140
3
N вилка — SMA вилка
R288931003
–
TestPro 8
1
SMA вилка — SMA вилка
R288931004
1,0
0,31–0,91
1,25
145
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.
Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.