
同轴电缆在传输信号时会产生电气损耗,损耗主要发生在外部导体和中心导体中,会产生热量。损耗主要分为趋肤效应损耗和介电损耗两种类型。了解这两种损耗的计算方法,可以帮助我们更好地理解和计算同轴电缆的电气损耗。
什么是趋肤效应损耗呢?实际上,这是指交流电流在导体表面附近流动较为密集,而在导体内部流动较少的现象。这种现象导致电流集中在导体表面附近流动,从而产生额外的电阻损耗,被称为趋肤效应损耗。为了描述这种现象,我们引入了趋肤深度的概念,它是指电流密度降至1/e时的表面以下深度。高频信号传输时,趋肤效应损耗尤为显著,会导致额外的高频射频损耗。
我们可以通过一个简单的方式来计算趋肤深度,使用趋肤深度计算器即可。对于给定的导体,其每单位长度的电阻值取决于其比电阻(即电阻率)和横截面积。在趋肤效应损耗的情况下,每单位长度的电阻和电感会随着频率的平方根增大而增大。这种电阻性损耗是由导电路径变窄引起的。在计算损耗时,我们需要同时考虑趋肤效应损耗和介电损耗。
那么,什么是介电损耗呢?当传输线内部的绝缘材料在电磁场中吸收能量时,就会产生介电损耗。这种损耗是电磁能量的耗散,表现为热量。我们可以通过损耗角或损耗角正切来描述这种损耗。损耗角正切是复平面中实部和虚部的比值,用于表示材料的损耗情况。
那么如何理解损耗角正切这个概念呢?其实,它是电容器阻抗的实部和虚部之比,表示介电材料在特定频率下的吸收能力。当损耗角正切较大时,表示介电吸收率较高。介电常数的虚部和实部之比即为损耗角正切,可以用来表示介电材料内的损耗情况。
通过特定的测量方法,比如正弦激励法,我们可以测量得到趋肤效应函数和介电损耗函数的乘积,或者它们的总和,单位为分贝(dB)。在了解了趋肤效应损耗之后,我们就可以进一步计算介电损耗的部分。通过这样的方式,我们可以更准确地了解和计算同轴电缆的电气损耗情况。
