为何50Ω占多数？同轴特性阻抗详解

在选择同轴线缆或组件时，一般我们都会看到或者要求传输线阻抗需要保持在50欧姆，有时这也会成为传输线的特性阻抗，当然75欧姆偶尔也会被用到，为何这两者会如此固定?本期我们将从这个角度出发，探讨同轴中的另一个重要参数，特性阻抗。

为何特性阻抗选择50Ω?

其实这个问题也很简单，我们快速做一个总结，可以直接看下图。

根据实验证明，插入损耗最小，约为77欧姆。另一方面，如果绘制最大功率传输与特性阻抗的关系曲线，则最大功率约为30欧姆。当下降到最大功率传输时，特性阻抗值为30欧姆，而理论上最小衰减(损耗)的特性阻抗为77.5欧姆。在这两个值之间，中间或多或少为50欧姆，因此将50欧姆确定为标准特性阻抗。因此，在损耗和功率之间需要权衡的RF和微波，选择传输线的阻抗值为50欧姆。另一方面，当在较长的同轴线缆(如电缆或卫星电视)中要求最小的损耗时，对功率传输的优化就不再那么担心了，因此在这些系统中使用阻抗更高的75欧姆线缆和连接器。

50Ω和75Ω同轴的应用

不同的阻抗也会有不同的应用领域，一般我们会做到如下的区分，当然这也不一定是最准确的，仍然需要参考实际需求。

50Ω阻抗

50Ω阻抗连接器和线缆主要用于在双向通信系统中传输数据信号，其应用领域比较广泛，包括信号测试、计算机以太网主干网、无线天线馈电线缆、GPS全球定位卫星天线馈送线缆和手机系统等

75Ω阻抗

75Ω阻抗连接器和线缆主要用于传输视频信号。其中通过线缆传输电视信号是一种典型应用，此时常用F型连接器，例如家庭有线电视天线连接。另一种应用是在DVD机、VCR、安防监控等系统和设备间传输视频信号，此时通常也称为音频/视频(A/V)线缆和连接器，此时常用BNC和RCA连接器。75Ω线缆常用为实心中心导体线缆RG59B/U和绞合中心导体线缆RG59A/U。

两者区别

我们以BNC连接器作为例子，辨别这两种规格的方式非常简单，如图所示：50欧姆BNC连接器的接口处带绝缘体，而75欧姆则无绝缘体。

特性阻抗的一般公式

聊过了标题提出的问题后，我们回转过来，来看看特性阻抗这个关键参数。特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用V/I表示。

如果按照分布参数的理论去表示，传输线的特性阻抗可以表示为：

从上式可以看出，对于一个有耗传输线来说，特性阻抗是一个复数，有耗传输线的损耗就来自于这个传输线的电阻。而对于理想的无耗传输线来说，特性阻抗就是一个实数。注意点：同轴电缆的特性阻抗和导体内、外直径大小及导体间介质的介电常数有关，而与工作频率传输线所接的射频器件以及传输线长短无关。对于一个已知特性阻抗的传输线来说，它与频率无关。

这两类同轴线缆和组件介绍上面我们列出了阻抗50Ω和75Ω的同轴线缆的不同应用，接下来我们通过产品的形式看看它们各自应用环境下，在产品上会有什么区别。

审核编辑：汤梓红