3G的發(fā)展與射頻同軸電纜

移動(dòng)通信對射頻電纜的需求

目前，移動(dòng)通信已成為發(fā)展最迅速的領(lǐng)域之一。中國已超過(guò)美國成為擁有手機最多的國家。到2006年6月，我國移動(dòng)用戶(hù)超過(guò)4.26億戶(hù)，移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)已經(jīng)超過(guò)固定電話(huà)用戶(hù)。我國移動(dòng)電話(huà)的人均占有率大約為 33%。預計在未來(lái)4～6年的時(shí)間內，我國移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)將超過(guò)6億戶(hù)，人均占有率將達到50%。這說(shuō)明我國在該領(lǐng)域具有很大的市場(chǎng)空間。隨著(zhù)我國即將發(fā)放第三代移動(dòng)通信（3G）牌照，超過(guò)數千億元人民幣的資金將在未來(lái)幾年內注入第三代移動(dòng)通信建設。綜上所述，我國移動(dòng)通信事業(yè)將進(jìn)入一個(gè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展時(shí)期。移動(dòng)通信系統中的宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站、室內覆蓋系統等將得到迅速發(fā)展。而連接通信發(fā)射設備與發(fā)射天線(xiàn)的饋線(xiàn)、跳線(xiàn)、附件以及其它為移動(dòng)通信系統配套的各種射頻電纜的需求量也相應地急劇增加。資料顯示，現在我國每年要新增各類(lèi)基站幾萬(wàn)個(gè)，年需求射頻同軸電纜已達六萬(wàn)公里以上。今后幾年每年射頻同軸電纜的需求量將超過(guò)十萬(wàn)公里?？梢?jiàn)，移動(dòng)通信的高速發(fā)展將帶來(lái)各類(lèi)基站的增加，最終帶來(lái)射頻同軸電纜需求的增加，這為移動(dòng)通信用射頻同軸電纜提供了更為廣闊的市場(chǎng)前景。

物理發(fā)泡聚乙烯絕緣皺紋銅管

外導體射頻同軸電纜

物理發(fā)泡聚乙烯絕緣的同軸電纜較之早期的化學(xué)發(fā)泡絕緣電纜和縱孔絕緣電纜有很多優(yōu)點(diǎn)。物理發(fā)泡聚乙烯絕緣層的氣孔生成采用注入非極性氮氣的方法，氣泡始終保持微小、均勻、互相封閉，電纜的電容均勻一致，無(wú)腐蝕、極少殘留物，并且防水、防潮，因此大大提高了電纜的電氣性能。它的發(fā)泡度高，相對介電常數很低，所做成的射頻同軸電纜的尺寸可以保持較小的水平，有利于降低成本和便于施工。射頻同軸電纜采用皺紋銅管外導體，具有低電壓駐波比、高功率容量和屏蔽性能、密封性及彎曲性能良好等特點(diǎn)。物理發(fā)泡聚乙烯絕緣皺紋銅管外導體射頻同軸電纜（簡(jiǎn)稱(chēng)射頻同軸電纜）的工作頻率范圍一般在100MHz～3000MHz之間。它主要用在移動(dòng)通信、蜂窩電話(huà)、微波傳輸、廣播通信等無(wú)線(xiàn)系統的有線(xiàn)傳輸部分，作為基站的發(fā)射和接收機與天線(xiàn)的連接或者無(wú)線(xiàn)通信設備之間的連接。

射頻同軸電纜由內導體、物理發(fā)泡聚乙烯組合絕緣層、皺紋銅管外導體和護套組成。組合絕緣層可采用皮—泡—皮的最佳形式。內皮用線(xiàn)性低密度聚乙烯和少量粘接劑混合而成，實(shí)心，介電常數約2.3～2.4左右，其作用是增加絕緣層與內導體的粘附力，提高絕緣層的氣密性、防潮性。內皮層要盡量薄，以減少它對發(fā)泡層介電常數的不良影響。中間的物理發(fā)泡層用高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和少量成核劑混合而成，注入高壓氮氣。其發(fā)泡度一般在75%～80%之間，介電常數只有1.2～1.3。外皮層為實(shí)心絕緣層，用高密度聚乙烯，厚度小于0.1mm，作用是增加絕緣層的強度，還可以提高防潮性能。在物理發(fā)泡絕緣工序，首先聚合物通過(guò)加溫熔融和混合，獲得均勻的聚合物熔體，注入高壓氮氣，聚合物與氮氣混合成核，泡孔形成。接下來(lái)混合物通過(guò)十字機頭擠出，壓力釋放，導致泡孔生長(cháng)，再通過(guò)水槽冷卻，達到泡孔穩定化及絕緣結構的凝結。其泡孔結構的一致性，絕緣纜芯的直徑、電容、偏心度的穩定性以及內導體質(zhì)量等因數直接關(guān)系到電纜產(chǎn)品的質(zhì)量。

射頻同軸電纜的外導體由銅帶切邊、成型，形成管狀，再經(jīng)氬弧焊焊管、定徑，形成所要求直徑的銅管。
物理發(fā)泡絕緣纜芯穿入外導體銅管內，銅管外導體通過(guò)軋紋機軋紋。軋紋轉速與生產(chǎn)線(xiàn)速度應配合協(xié)調，以便使外導體達到設計要求的波峰、波谷和節距。外導體工序焊接和軋紋質(zhì)量的穩定性關(guān)系到電纜產(chǎn)品的電氣性能及彎曲性能。

3G對射頻電纜產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求

根據目前移動(dòng)通信的情況，將來(lái)3G的發(fā)展主要涉及以下通信系統：CDMA800MHz、GSM900/1800MHz、PHS1900MHz，WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000核心頻段等制式。

其中，2000MHz左右的頻段為第三代移動(dòng)通信使用的頻段。中華人民共和國通信行業(yè)標準YD/T1092-2004《無(wú)線(xiàn)通信用50Ω泡沫聚乙烯絕緣皺紋銅管外導體射頻同軸電纜》考慮到射頻電纜為適應3G 的發(fā)展，特別提出對3G相應工作頻段的要求。3G的工作頻段很高，對通信網(wǎng)絡(luò )的質(zhì)量要求也更高，對使用的射頻電纜的性能要求，如高頻下的衰減，電壓駐波比、三階交調、機械物理性能等都會(huì )有相應的提高。這就要求我們提供性能更好、結構更優(yōu)的射頻電纜，并且要使用優(yōu)質(zhì)的連接器及可靠的連接方法，以適應3G網(wǎng)絡(luò )建設的要求。這也是今后射頻同軸電纜產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。

射頻同軸電纜的使用頻率范圍受限于它的衰減和駐波值的大小。電纜的衰減隨頻率增加而迅速增加，駐波影響(即不均勻性影響)也隨頻率增加而明顯增大，致使電纜上損耗的能量過(guò)多而失去其傳輸能量的作用。在高頻率下，電纜的衰減值還隨電纜所承受的彎曲、機械應力和老化等情況而變化，呈現不穩定性。另外，當電纜傳輸的電磁波波長(cháng)和電纜的橫向結構尺寸可相比擬時(shí)，會(huì )出現高次諧波，使衰減急劇上升，并影響沿電纜傳輸的基波，從而使電纜的使用頻率范圍受到限制。

電纜的使用頻率范圍取決于通信系統對衰減和駐波值的要求。通過(guò)結構設計和工藝加工的改善，可以生產(chǎn)出有較低衰減和駐波的射頻同軸電纜，使電纜的使用頻率范圍得以展寬和提高。為降低衰減，可選用優(yōu)質(zhì)銅材的內、外導體，例如無(wú)氧銅材料來(lái)降低導體衰減。在降低介質(zhì)衰減方面，應選用介電常數和介質(zhì)損耗正切較小的絕緣發(fā)泡材料；適當提高高密度聚乙烯材料的比例；提高發(fā)泡度，利用二氧化碳作為發(fā)泡氣體，可以使絕緣纜芯的發(fā)泡度達到80%以上。要生產(chǎn)出駐波值更小的射頻同軸電纜，則必須使用一致性好、高品質(zhì)的內外導體材料；對發(fā)泡絕緣纜芯直徑、電容的穩定性提出了更高要求；對于焊接軋紋來(lái)說(shuō)，則要求外導體波峰、波谷、節距更加穩定、精確。直徑、電容和偏心度符合設計要求并且穩定、均勻的高質(zhì)量的絕緣纜芯是低駐波射頻同軸電纜的必要條件。在先進(jìn)的焊接軋紋生產(chǎn)線(xiàn)上配置高精度在線(xiàn)幾何尺寸圖像儀，實(shí)時(shí)監測外導體的節距、波峰、波谷尺寸，可以確保電壓駐波比性能優(yōu)良。

另外，在高頻條件下，射頻同軸電纜與連接頭的配合問(wèn)題顯得尤為重要，一方面，在高頻下連接頭的微小變化都可能使被測電纜的電壓駐波比值產(chǎn)生顯著(zhù)的改變。此時(shí)連接頭部分的電壓駐波比可能對電纜電壓駐波比測試的影響起著(zhù)支配作用。另一方面，連接器、射頻電纜質(zhì)量以及它們的配合不良，也就是連接器、射頻電纜的非線(xiàn)性和它們之間接觸的非線(xiàn)性還會(huì )產(chǎn)生三階交調，對通信系統造成不良影響。這是射頻同軸電纜在第三代移動(dòng)通信中更加要注意的問(wèn)題。

我們在先進(jìn)的物理發(fā)泡絕緣和焊接軋紋設備上，使用優(yōu)質(zhì)原材料，配以?xún)?yōu)化的工藝生產(chǎn)出的射頻同軸電纜，在5～3000MHz的頻率范圍內，其電壓駐波比的最大值基本都在1.10以?xún)?。另外，衰減值已經(jīng)做到同類(lèi)產(chǎn)品中很小的水平。其技術(shù)指標完全能滿(mǎn)足第三代移動(dòng)通信的要求。