同轴电缆制造工艺的影响

同轴电缆制造工艺的影响外导体制造同轴无线电缆的外导体具有电路和屏蔽的双重作用，其生产设备如铜带成形生产线的示意图图1所示，其制造过程主要由开放线、开放线、管状成形、焊接、牵引、轧制和绕组构成，目前主要采用轮式工装逐渐减小铜带弯曲时的曲率半径完成管状成形，其焊接外导体压花由高速旋转的压花刀和齿轮完成，压花时通过有效控制生产线各部分张力的大小和压花设备运行的稳定性，保证压花结构尺寸和尺寸的均匀性，在外导体上形成设计要求的波峰、波谷和间距。将一定厚度的铜带沿绝缘线的芯轴方向焊接，密封铜管，用齿轮或螺旋状轧机轧制成单一的环状皱纹，与发泡绝缘体一起形成封闭的环状区域，以防止湿气或水分等侵入，参照图2。 外导体环的轧制固定了内导体、发泡绝缘层和波纹外导体三者的位置，形成了比较稳定的结构，使电缆弯曲和温度变化时的机械尺寸变化极小，使传输相位等电气性能非常稳定。 将螺旋状皱纹铜管用作电缆导体后，电缆的弯曲性能优于环状皱纹导体电缆，用于生产一些超挠性电缆的外导体和大尺寸的同轴高频电缆内导体。 螺旋波纹管通过在压花上安装环状的压花，偏向与形成压花的螺旋的螺旋的上升角一致的角度，与电缆焊接铜管表面垂直接近(即，与电缆轴心偏心，作为该偏心量的接近量)，从而压花转速和铜管牵引线速度电弧焊接的电极通常由钍钨材料制成，焊针必须采用高纯度的钍钨棒(高纯度钨3%左右的钍)，其优势主要表现为：1)耐久性2 )允许电流大3 )起弧和起弧的性能良好。 通过使焊接时产生的电弧集中，避免电弧漂移，焊接变小，焊接牢固，可连续焊接。 钨极的直径和端部形状决定了钨极电弧的电流使用范围和电弧形态，对焊接的形成和过程有很大影响。 铜带采用小电流焊时，尽量采用小直径、小直径锥角和小直径，有利于电弧点火和稳定工作。 电流增大时，锥角随钨极直径的增大而增大，平顶径也增大，控制端子电流密度避免异常烧损，同时必须防止斑点上升引起的弧柱扩散。 铜管外导体焊接用保护气体(氩气)纯度为99.995%以上。 气体纯度和气压的稳定直接影响焊接质量，其保护效果可根据焊接表面的颜色来区分。 焊接电流的大小主要取决于铜带的厚度、质量和成形工装的稳定性，一般的焊接电流选择在65A180A之间。张力、轧制速度比、轧制角度、切入量的控制。 张力和轧制速度是控制电缆结构尺寸的重要参数。 环和螺旋波纹结构尺寸的控制结构尺寸主要包括螺纹的峰、谷、节距，但这些参数的控制主要由张力、轧制转速、轧制角度、切入量等参数保证：1)芯线张力越大，外径越小，节距越小；2 )其他参数不变3 )轧制角度越大，通常轧制的压花与螺旋的间距越大(偏心式轧制的情况)4)在其他参数不变的情况下，切入量越大则谷外径越小，并且山外径也一定地增加(采用叶片轧制的情况)5)在其他条件不变的情况下，齿轮变大电缆VSWR的控制驻波是由电磁波在电缆中传播时的反射波形成的，其主要原因是阻抗的不均匀性。 在理想同轴电缆中，电缆的特性阻抗在纵向上不变，但实际上，电缆的特性阻抗在纵向上稍微变化，因为不存在阻抗完全均匀的电缆。 同轴电缆的纵向阻抗的轻微变化反射了在电缆中传播的一些信号能量，从而当信号能量在不同介质中传播时，在这两个介质之间的界面处出现反射或折射。 信号的反射不仅导致了所发送信号的能量损耗，而且反射的信号干扰信号源，较轻的信号线性地畸变，在一些情况下根本不能使用电缆。 同轴电缆的VSWR性能电反映了电缆结构的均匀性和稳定性。 VSWR的定义如下：式中，为反射系数Z 1、Z 2为反射界面两侧的线缆的阻抗。由式(1)可知，|越大(即，信号反射界面两侧的阻抗差越大)，或者同轴电缆的阻抗在电缆长度方向上越不均匀。 (VSWR也大|1时，VSWR。 因此，改进电缆的VSWR性能必须尽量降低|，即尽量减小电缆阻抗在长度方向上的不均匀性是改进同轴电缆VSWR质量水平的理论依据。根据通信电缆的传输理论，可以认为恒定长度的电缆是由无数无限短长度的电缆段组成的，可以认为是每条短电缆的一个集中参数电路，图中的r、l、c、g是电缆线的一次传输参数，它们是传输参数电缆的VSWR是电缆设计和制造水平的综合反映。 影响电缆长度方向均匀性的因素，诸如所使用的导体材料长度方向均匀性、绝缘外径均匀性、单元均匀性、外导体各部分尺寸均匀性等，都可能引起电缆长度方向的阻抗变化，从而使得传输信号中产生失真。 控制电缆的VSWR主要有以下几点：(1)外导线的线速度(主要取决于牵引设备的机械、电稳定性和牵引是否打滑)、轧机转速和线张力的变动等，会导致电缆外导体和绝缘线结构尺寸的不均匀变化，因此外导线是影响电缆VSWR的重要因素。(2)生产工艺参数的设定(特别是：轧制模具结构、焊接模具和定径模具位置和导向孔径、轧制转速等)不适当时，轧制外导体和绝缘线结构的尺寸变得不均匀，电缆的外径和间距不合格，产生椭圆、轧制变形、轧制固着等现象，电缆的VSWR 生产小规格电缆时上述生产工艺参数对电缆VSWR性能的影响尤为显着。(3)如果外导体加工设备和装置发生机械故障，将对电缆的VSWR性能产生较大影响。 通常，对旋转设备和部件的机械损伤如精密切刀的损伤、牵引卡盘的不匹配、轴承的旋转不灵活等会使外导体产生周期性缺陷，在基频和倍频下会引起明显的VSWR峰值。(4)设备或其他装置发生故障，铜带在运输过程中被包装等硬物击伤或操作失误，铜带发生周期性变形(例如弯曲、损伤等缺陷)也影响电缆的VSWR性能。(5)外导体铜带的厚度不均匀，铜带的表面被氧化，铜带的电导率和电缆结构发生不均匀变化，影响电缆的VSWR性能。 当铜带的厚度沿长度周期性地改变时，在非常有害的结构中叠加了这系列周期性的非均匀反射信号，所有的反射信号具有2n的不同。(6)在同轴电缆的制造过程中，外导体的布线张力的不稳定性可能使外导体的结构尺寸和电气性能在长度方向上不均匀地变化，因此外导体的布线张力及其稳定性是影响电缆VSWR的重要因素之一。(7)中心绝缘电缆芯和外导体铜管的占空比是影响电缆电压驻波比的不可忽视因素。 对于外导体铜管来说，较大的绝缘电缆芯改善电压驻波比，即占空比越小驻波指标越好。(8)由于外导体的引线及其他原因引起的外导体的周期性或非周期性弯曲会引起电缆结构的局部变形，严重的会引起变形、绝缘线芯电容的突变，因此也是影响同轴电缆VSWR的重要因素。当水、皂化液或其他介质由于偶然的原因而渗透同轴电缆时，尤其是螺旋同轴电缆应该更加重视，并且同轴电缆的一部分或全部的导体损耗或者介质损耗突然变化。因而，电缆VSWR性能恶化，在这种情况下，电缆VSWR的频域波形被表现为总体电平差。周期性不均匀可能会导致显像、电火花车转速变动、双轮牵引力不稳定、滚筒变动、成型车等圆形部件、外导体中心线不平等引起的直流电机转速、电机、开关、齿轮转速等设备问题出现周期性故障点，产生周期性驻波峰。 在实际应用中，通常利用同轴电缆的周期波动长度h的特征，通过使用等式(1)来发现导致波动的设备和原材料，并根据需要进行改进或将VSWR峰值频率移动截止频率。 同轴电缆的截止频率fc通过式(2)计算。其中，v是信号传输速率，n是序号，1、2、3、4、 f是VSWR的峰值频率(MHz )。式中d、d分别是外导体平均内径和内导体平均外径(mm ) .是内外导体间电介质的等效介电常数。1-4 .改善同轴电缆电压驻波比的途径通过分析引起电缆VSWR性能劣化的生产条件，能够在同轴无线电缆的外导体的生产过程中改善电缆的VSWR性能(1)选择适合机械加工精度及电气控制精度的生产设备及控制软件。 生产设备足够精密以减小对电缆结构尺寸均匀性的影响。(2)定期检查维护设备的机械部分，及时发现设备故障，定期优化设备的电气控制软件，减小制造不均匀性，绝缘均匀，无大泡孔，无竹节等现象，外导体结构尺寸必须均匀(间距和波纹的外径稳定，波纹度)(3)选择品质优良、性能稳定的材料，防止外导体金属带的结构尺寸在长度方向上周期性不均匀。(4)根据设备状况和周围环境的变化优化生产工艺参数。(5)提高操作员的操作技能和熟练度。选择结构尺寸均匀的外导体材料，在生产过程中严格控制张力、轧制转速，选择合理的模具，设定合理的参数，得到令人满意的低VSWR比。 本文提供的过程控制方法在生产中进行验证，我们对制作满足移动通信要求的电缆充分有信心。2 )接头组装/焊接工艺的影响三项基本设计原则要点：设计原则1在连接器的各个截面上，尽可能维持一定的特性阻抗。 例如50。特性阻抗高于标称阻抗的传输线路和低于标称阻抗的传输线路被应用于宽带精密元件，以补偿半导体上的台阶、沟槽或间隙、限制宽带性能。设计原则2为了获得在阻抗不可避免的每个不连续点必须被补偿的最高性能，首先必须最小化未被补偿的不连续点，并补偿残馀阻抗不连续点设计原则3同轴部件中导体的