浅谈同轴电缆，它的最大频率是多少

同轴电缆是射频和微波应用中最常用的传输线，因为它能提供可靠的传输，具有宽带宽、低损耗和高隔离度的优点。发射设备的主要制造商，即无线电和电视、雷达和GPS以及应急管理系统、空中和海上工艺，使用的都是同轴电缆。同时同轴电缆的使用适用于必须缆小化信号损失和衰减的任何系统。与波导不同，同轴电缆没有较低的截止频率，但它的频率是多少呢？

频率

与电磁频谱的其他部分一样，射频（RF）通过其频率以赫兹（Hz）或波长（米）来识别。在这两个概念之间存在反比关系，使得随着频率增加，波长减小，反之亦然。射频信号的强度以瓦特为单位测量。频带指的是RF频谱的指定部分，例如，在无线电广播中使用的AM和FM频带，并且在该频带内，频谱的一部分被称为带宽。

频率被识别为每秒交流电流（AC）的反转次数或周期数。例如，广播电台以每秒数千个周期的频率工作，其频率称为千赫兹（kHz） ；更高的频率是每秒数百万个周期，称为兆赫（MHz） 。射频是主要用于传输无线电和电视信号的频带，范围从3MHz到3GHz。微波频率范围从超高频（UHF）0.3-3GHz，超高频（SHF） 3-30GH到极高频（EHF）30- 300GHz。

最大频率

除了一些例外，大多数同轴电缆没有特定阻带频率的实际截止项，而是使用术语截止来表示制造商测试的最高频率，或者当频率达到同轴电缆的点时除了横向电磁模式（TEM）之外，电缆变成波导和其他模式。因此，同轴电缆截止频率可以是同轴电缆保持在规格内，或者在合理范围内以避免横向磁（TM）或横向-电（TE）传播模式。尽管同轴电缆仍然可以承载频率高于TEM模式截止频率的信号，但TM或TE传输模式的效率要低得多，这对大多数应用来说并不理想。

截止频率和皮肤深度

在讨论同轴电缆中的频率时，需要注意的两个重要概念是趋肤深度和截止频率。同轴电缆由两个导体，一个内部引脚和一个外部接地屏蔽组成。当“高频导致电子朝向导体表面迁移时，沿着同轴线发生趋肤深度。这种趋肤效应导致衰减和介电加热增加，并导致沿同轴线的电阻损失更大。

为减少皮肤影响造成的损失，可以使用更大直径的同轴电缆，但增加同轴电缆尺寸将降低同轴电缆可以传输的最大频率。问题是，当电磁能量波长的大小超过横向电磁（TEM）模式并开始沿同轴线‘反弹”为横向电模式（TE11）时，会产生同轴电缆截止频率。由于新频率模式以与TEM模式不同的速度传播，因此会对通过同轴电缆传输的TEM模式信号产生反射和干扰。这被称为频率上限或截止频率。

截止频率是流过EM系统的能量通过衰减或反射而不是通过线路开始减少的点。TE和TM模式是在同轴线上传播的最低阶模式。在TEM模式中，电场和磁场都横向于行进方向，并且允许期望的TEM模式在所有频率下传播。当允许第一高阶模式 （称为TE11） 传播时，在高于截上频率的频率处激励较高模式。为了确保只有一种模式传播以获得清晰信号，信号需要低于截止频率。减小同轴电缆的尺寸会增加截止频率。

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