Ứng dụng đặc biệt của cáp đồng trục siêu nhỏ cũng có những đặc thù nhất định trong việc lựa chọn vật liệu. Bài viết này sẽ tập trung vào việc lựa chọn vật liệu dây dẫn bên trong, vật liệu cách điện và dây dẫn bên ngoài cho cáp đồng trục siêu nhỏ và đưa ra lời giải thích chi tiết.
1, Lựa chọn vật liệu ruột dẫn bên trong
Các dây dẫn bên trong của cáp đồng trục micro rất mỏng nhưng tần suất sử dụng và nhiệt độ hoạt động của cáp tương đối cao. Vì vậy, một dây dẫn bằng đồng không phải là dây dẫn bên trong lý tưởng. Đồng sẽ oxy hóa trong không khí và tạo ra lớp vỏ oxit đen, đặc biệt khi nhiệt độ trên 80 độ, tốc độ oxy hóa tăng nhanh. Khi nhiệt độ đạt tới 176 độ, quá trình oxy hóa sẽ diễn ra cực kỳ nhanh chóng. Sự hình thành lớp vỏ oxit đen sẽ làm giảm hiệu suất điện của nó.
Nhiệt độ hoạt động tối đa của dây dẫn đồng thường được giới hạn ở 100 độ. Tần số sử dụng thường được giới hạn ở mức dưới 3000 MHz. Dây thép mạ đồng có độ bền cao và khả năng chống mỏi. Ở tần số trên 10 MHz, điện trở của dây thép mạ đồng gần như tương đương với dây đồng nguyên khối, trong khi độ bền cơ học của nó gấp ba lần so với dây đồng nguyên khối.
Thép mạ đồng, thép mạ đồng mạ bạc hoặc dây thép mạ đồng mạ thiếc thường được sử dụng làm dây dẫn bên trong cho cáp RF đồng trục siêu nhỏ. Mặc dù thiếc có độ dẫn điện thấp hơn nhiều so với đồng nhưng nó có những ưu điểm như chống oxy hóa và chống ăn mòn. Nhiệt độ làm việc thường có thể đạt tới 150 độ, và trong một số trường hợp hiếm hoi, nó cũng có thể đạt tới 200 độ. Dây đồng mạ bạc có khả năng chống ăn mòn tốt hơn và độ dẫn điện cao hơn nhiều so với đồng nên được sử dụng rộng rãi trong điều kiện nhiệt độ cao và tần số cao. Nhiệt độ làm việc liên tục của nó có thể đạt tới 200 độ và nhiệt độ sử dụng ngắn hạn-có thể đạt tới 250 độ.
2, Lựa chọn vật liệu cách nhiệt
Vật liệu cách điện được sử dụng phổ biến nhất cho cáp đồng trục là polyetylen. Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt bằng polyetylen rắn là độ bền cơ và điện cao, khả năng chịu nhiệt thấp và cấu trúc ổn định; Nhược điểm là hằng số điện môi lớn và độ suy giảm lớn hơn khi tần số cao. Nhiệt độ hoạt động tối đa của polyetylen thường là 85 độ, vì vậy khi cần chịu nhiệt độ cao, nên sử dụng polytetrafluoroethylene (F4) và perfluoroalkoxy (F46). Chúng có độ ổn định nhiệt và hóa học tốt, đồng thời hiệu suất điện của chúng cũng rất tuyệt vời. Nhiệt độ làm việc lâu dài của polytetrafluoroethylene có thể đạt tới 250 độ và nhiệt độ làm việc lâu dài của perfluoroethylene propylene có thể đạt tới 200 độ.
3, Lựa chọn vật liệu dẫn điện bên ngoài
Dây dẫn bên ngoài được sử dụng phổ biến nhất cho các đường dây đồng trục siêu nhỏ là dệt và mật độ dệt thường trên 95%. Điều này chủ yếu là do tần số truyền cao và độ suy giảm che chắn của cáp tương đối lớn (so với dây dẫn bên ngoài hình ống, độ suy giảm nhìn chung sẽ tăng từ 1,5 đến 4 lần, đặc biệt là ở tần số cao, nơi giá trị suy giảm sẽ tăng mạnh).
Ưu điểm của việc dệt là cáp tương đối mềm và dễ uốn cong. Dây dẫn bên ngoài dạng ống (ống đồng, ống nhôm) có ưu điểm là độ suy giảm thấp, che chắn tốt, độ bền cơ học cao, chống ẩm và hiệu suất bịt kín tốt; Nhược điểm là tính linh hoạt kém, cho phép bán kính uốn lớn và không phù hợp với các ứng dụng di động.
Phương pháp cuối cùng là mạ điện dây dẫn bên ngoài, bao gồm việc phủ một lớp đồng dày 0,05 micron lên bề mặt cách điện bằng cách sử dụng phương pháp mạ hóa học, sau đó mạ điện đến độ dày 0,025 mm. Cáp đồng trục mạ điện có dây dẫn bên ngoài có tính linh hoạt tốt, trọng lượng nhẹ, khả năng che chắn tốt, độ suy hao thấp, độ ồn thấp và điện áp vầng quang cao. Chúng là cấu trúc dây dẫn bên ngoài lý tưởng cho cáp RF linh hoạt nhỏ.
