Кабели и кабельные сборки компании Radiall. Часть 2. Сборки на основе кабелей с низкими потерями и измерительные сборки
Все статьи цикла:
- Кабели и кабельные сборки компании Radiall. Часть 1. Стандартные радиочастотные кабели и кабельные сборки
- Кабели и кабельные сборки компании Radiall. Часть 2. Сборки на основе кабелей с низкими потерями и измерительные сборки
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]:
- 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.
- 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 |
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 |
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.
Литература
- 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. - Ultra Low — loss SHF Cable Assemblies. Каталог
компании Radiall, D1A296CE. Ноябрь 2007 г. - www.radiall.com
- Test Pro Cable Assemblies. Каталог компании
Radiall, D1A295ТE. Январь 2009 г.