Die spezielle Anwendung von Mikrokoaxialkabeln weist auch gewisse Besonderheiten bei der Materialauswahl auf. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Auswahl der Innenleiter-, Isolations- und Außenleitermaterialien für Mikrokoaxialkabel und bietet eine ausführliche Erläuterung.
1, Auswahl der Innenleitermaterialien
Die Innenleiter von Mikrokoaxialkabeln sind sehr dünn, allerdings sind die Nutzungshäufigkeit und die Betriebstemperatur der Kabel relativ hoch. Ein einzelner Kupferleiter ist also kein idealer Innenleiter. Kupfer oxidiert an der Luft und erzeugt eine schwarze Oxidhaut, insbesondere wenn die Temperatur über 80 Grad liegt, beschleunigt sich die Oxidationsrate. Wenn die Temperatur 176 Grad erreicht, erfolgt die Oxidation extrem schnell. Die Bildung einer schwarzen Oxidhaut führt zu einer Verringerung der elektrischen Leistung.
Die maximale Betriebstemperatur von Kupferleitern ist im Allgemeinen auf 100 Grad begrenzt. Die Nutzungsfrequenz ist grundsätzlich auf unter 3000 MHz begrenzt. Kupferbeschichteter Stahldraht weist eine hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf. Bei Frequenzen über 10 MHz ist der Widerstand von kupferkaschiertem Stahldraht fast der gleiche wie der von massivem Kupferdraht, während seine mechanische Festigkeit dreimal so hoch ist wie die von massivem Kupferdraht.
Kupferbeschichteter Stahl, versilberter kupferbeschichteter Stahl oder verzinnte kupferbeschichtete Stahldrähte werden üblicherweise als Innenleiter für Mikrokoaxial-HF-Kabel verwendet. Obwohl Zinn eine viel geringere elektrische Leitfähigkeit als Kupfer hat, bietet es Vorteile wie Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Arbeitstemperatur kann im Allgemeinen 150 Grad erreichen, in seltenen Fällen kann sie auch 200 Grad erreichen. Versilberter Kupferdraht hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit und eine viel höhere Leitfähigkeit als Kupfer, wodurch er häufig unter Hochtemperatur- und Hochfrequenzbedingungen eingesetzt wird. Seine Dauerbetriebstemperatur kann 200 Grad erreichen, und seine kurzfristige Einsatztemperatur kann 250 Grad erreichen.
2, Auswahl der Isoliermaterialien
Das am häufigsten verwendete Isolationsmaterial für Koaxialkabel ist Polyethylen. Die Vorteile einer massiven Polyethylenisolierung sind eine hohe elektrische und mechanische Festigkeit, ein geringer Wärmewiderstand und eine stabile Struktur; Der Nachteil besteht darin, dass die Dielektrizitätskonstante groß ist und die Dämpfung bei hoher Frequenz größer ist. Die maximale Betriebstemperatur von Polyethylen beträgt im Allgemeinen 85 Grad. Wenn also eine hohe Temperaturbeständigkeit erforderlich ist, sollten Polytetrafluorethylen (F4) und Perfluoralkoxy (F46) verwendet werden. Sie verfügen über eine gute thermische und chemische Stabilität und auch ihre elektrische Leistung ist ausgezeichnet. Die Langzeitarbeitstemperatur von Polytetrafluorethylen kann 250 Grad erreichen, und die Langzeitarbeitstemperatur von Perfluorethylenpropylen kann 200 Grad erreichen.
3, Auswahl externer Leitermaterialien
Der am häufigsten verwendete Außenleiter für Mikrokoaxialleitungen ist das Weben, und die Webdichte liegt im Allgemeinen über 95 %. Dies ist hauptsächlich auf die hohe Übertragungsfrequenz zurückzuführen, und die Kabelschirmdämpfung ist relativ groß (im Vergleich zum rohrförmigen Außenleiter erhöht sich die Dämpfung im Allgemeinen um das 1,5- bis 4-fache, insbesondere bei hohen Frequenzen, wo der Dämpfungswert stark ansteigt).
Der Vorteil des Webens besteht darin, dass das Kabel relativ weich und leicht zu biegen ist. Der röhrenförmige Außenleiter (Kupferrohr, Aluminiumrohr) bietet die Vorteile einer geringen Dämpfung, einer guten Abschirmung, einer hohen mechanischen Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und einer guten Dichtleistung. Der Nachteil ist die geringe Flexibilität, die einen großen Biegeradius zulässt und nicht für mobile Anwendungen geeignet ist.
Die letzte Methode ist die Galvanisierung des Außenleiters, bei der zunächst eine 0,05 Mikrometer dicke Kupferschicht durch chemisches Plattieren auf die Isolationsoberfläche aufgetragen und anschließend auf eine Dicke von 0,025 Millimeter galvanisiert wird. Galvanisierte Koaxialkabel mit Außenleitern zeichnen sich durch gute Flexibilität, geringes Gewicht, gute Abschirmung, geringe Dämpfung, geringes Rauschen und hohe Koronaspannung aus. Sie sind eine ideale Außenleiterstruktur für kleine flexible HF-Kabel.
