4种常见的同轴信号传输损耗

我们都知道光纤传输有衰减，射频同轴传输同样也会遭遇损耗。同轴传输的损耗是如何产生的？以及我们怎样才能减少损耗，提升同轴传输性能？本期我们围绕同轴损耗这个主题，进行细致深入的讲解。

同轴传输产生损耗的原因

同轴在传输数据信号的过程中，信号会不断损耗，在抵达终点后幅度会有所减少，可能会达不到正常值的工作要求，在这里归纳4种常见的同轴信号传输损耗。

介质损耗

 原理：介质损耗是同轴线缆中心导体与外导体间的电介质（绝缘体）对信号的损耗。度量电介质的一个重要参数是介电常数。它是指在同一电容器中用某一物质作为电介质时的电容与其中为真空时电容的比值称为该物质的“介电常数”。介电常数通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而发生变化。 如何产生：同轴线缆的内外导体相等于电容的两极。因为实用中的线缆电介质有电阻存在，介电常数通常超过1。因而，传输中对信号的损耗是必定的。介电常数的大小与材料和加工工艺（如发泡）有关。  关键点：介电常数越大，对信号的损耗也越大。温度越高，频率越高，介电损耗越大。

电阻损耗

 原理：电阻损耗是线缆所具备的直流电阻和导体高频感应所造成的涡流对信号能量的消耗。电阻值的大小与电缆采用的原材料和生产工艺相关。同时它会随传输频率的改变而发生变化，缘故是导体在传输交流信号中，具备趋肤效应。随着频率的增加，有效电阻会不断加大。 如何产生：随之信号频率的增高，感应电流扩大，这类状况就越加显著。它使电流只集中在表层很小的截面流动，导致导体的有效电阻明显增加。  关键点：信号的趋肤深度与频率和材料相关，频率越低，趋肤深度越深；频率越高，趋肤深度越浅。铁比铜的趋肤深度小很多。

失配损耗

 原理：失配损耗主要与同轴线缆的物理结构密切相关。如果同轴电缆在设计和生产中造成线缆脱离标称阻抗或是线缆阻抗不匀称，均会导致信号的失配损耗。在施工中导致电缆的过度弯曲、变形、损伤和接头进水，也会造成失配损耗。 如何产生：线缆阻抗不均匀或与信号源及负载不匹配均会造成电缆在传输信号时，一部分信号能量向传输方向相反的方向返回，即反射。  关键点：线缆阻抗不均匀，使原来信号遭受影响，导致传输效率降低，严重时危害系统的正常工作。

泄露损耗

 原理：泄漏损耗是信号根据电缆屏蔽的编织间隙辐射出去的信号。 如何产生：它导致信号在传输过程中的能量损失，是高频传输中不可忽略的问题。  关键点：线缆的编织覆盖率不可以过低。

总结
电缆的直流电阻只有在低频时才对信号衰减起主要作用；在高频时，信号的衰减主要由趋肤效应和介质损耗决定。同轴电缆随着传输信号频率的提升，信号衰减成倍增长。因而，电缆的传输损耗重要是考虑高频损耗。电缆除了在设计、生产加工外，使用中施工不当，同样会对电缆正常使用产生重大影响。

同轴传输失效的原因

射频同轴传输中除了信号损耗，还会有直接传输失效的事情发生，这一点也会在连接过程中偶尔遇到，一般以下几种形式可以留意，做到有针对性的完善。

开路

一般射频电缆芯线与连接器的内导体采用焊接结构进行连接，如果焊点断开会造成电缆信号断续或直接丢失。 原因：芯线剥线不当，导致焊接前受损；芯线或内导体氧化，焊锡润湿性不良；填锡量不够，造成连接不可靠等。

短路

射频连接器的内外导体绝缘不够或者短接，导致信号直接接地。正常的射频连接器内外导体间有绝缘介质提供保护，一般为聚四氟乙烯。以SMA射频电缆为例，合格的SMA射频电缆在500V兆欧表下测试，内外导体间的绝缘电阻一般大于500MΩ。 原因：内导体焊接不当或填锡量过多，产生焊瘤导致绝缘性能降低；编织型外导体处理不当，产生毛刺，导致内外导体间短路等。

接触不良

接触不良主要是指电缆内导体安装不到位或者外导体接地不牢带来电缆驻波比和插入损耗等性能的不稳定，在动态条件下尤为突出。 原因： 1、连接器装配不规范和不正确导致的虚拧紧，因接触不良带来电性能不佳； 2、电缆外屏蔽的损坏导致的接地不良，特别是在较为狭窄的空间内，连接器或电缆受压导致屏蔽磨损、焊点断裂，直接导致失效； 3、不同类型的射频电缆都有最小转弯半径要求，如果安装无法满足最小转弯半径要求，则对射频信号的传输产生影响，导致性能受损。

如何降低同轴传输的损耗

“低损耗”一词是指同轴线缆随传输距离的增大，信号衰减程度（损耗）相对较低这一现象。根据上面的损耗类别，可以做到针对性的改善，当然最快捷的是使用低损耗同轴线缆或连接器。  

编辑：黄飞