射頻電纜的波阻抗（特性阻抗）和駐波比（VSWR）是衡量其信號(hào)傳輸性能的核心指標(biāo)，二者的影響因素既有獨(dú)立性又存在關(guān)聯(lián)。以下從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料特性及工藝控制三方面展開詳細(xì)分析：

一、波阻抗的影響因素

波阻抗（特性阻抗）由電纜的幾何結(jié)構(gòu)和介質(zhì)特性決定，其計(jì)算公式為：

Zo(Ω)=(138/√ε)×log(D/d)

其中，D為外導(dǎo)體內(nèi)徑，d為內(nèi)導(dǎo)體外徑，ε為絕緣層介電常數(shù)。

1.結(jié)構(gòu)參數(shù)

內(nèi)外導(dǎo)體直徑比（D/d）：

增大D或減小d會(huì)導(dǎo)致阻抗升高，反之則降低。例如，75Ω電纜通常比50Ω電纜的D/d比值更大。

內(nèi)導(dǎo)體結(jié)構(gòu)：

絞合導(dǎo)體的有效外徑小于單根導(dǎo)體，需乘以導(dǎo)體系數(shù)（如7根絞合導(dǎo)體系數(shù)為0.93），導(dǎo)致阻抗計(jì)算值增大。

2.材料特性

介電常數(shù)（ε）：

介質(zhì)材料的ε值越高，阻抗越低。低密度聚四氟乙烯（LD-PTFE，ε≈1.38）比實(shí)心PTFE（ε≈2.1）更接近空氣特性，有利于降低損耗和阻抗偏差。

溫度穩(wěn)定性：

高溫下介質(zhì)膨脹或?qū)w形變可能改變D/d比值，引起阻抗漂移。例如，固態(tài)PTFE的相位穩(wěn)定性優(yōu)于發(fā)泡材料。

3.工藝控制

同心度偏差：

內(nèi)外導(dǎo)體不同軸會(huì)導(dǎo)致阻抗分布不均，計(jì)算公式修正為：

ΔZ=(Δe2)/(2Dd)，其中Δe為偏心距。

制造公差：

內(nèi)導(dǎo)體直徑±0.01mm的變化可使阻抗波動(dòng)約1Ω，需嚴(yán)格控制加工精度。

二、駐波比的影響因素

駐波比反映阻抗匹配程度，其表達(dá)式為：

VSWR=(1+√Pr/Pi)/(1-√Pr/Pi)，Pr為反射功率，Pi為入射功率。

1.阻抗連續(xù)性

電纜與連接器匹配：

連接器設(shè)計(jì)需補(bǔ)償電纜端部突變（如絕緣支撐開槽），否則會(huì)引發(fā)反射。例如，芯線剝頭過長(zhǎng)（如超過設(shè)計(jì)值1mm）會(huì)導(dǎo)致局部阻抗從50Ω跳變至80Ω，顯著增加VSWR。

電纜彎曲形變：

彎曲半徑過?。ㄈ?lt;10倍電纜直徑）會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外導(dǎo)體變形，破壞D/d比值一致性，典型VSWR劣化可達(dá)0.2~0.5。

2.損耗與反射

導(dǎo)體損耗：

絞合導(dǎo)體因表面粗糙度增加，在18GHz時(shí)損耗比實(shí)心導(dǎo)體高10%~20%，間接加劇反射。

介質(zhì)損耗：

PTFE介質(zhì)在26.5GHz時(shí)損耗角正切值（tanδ）約0.0003，而PE材料達(dá)0.001，高損耗介質(zhì)會(huì)降低信號(hào)傳輸效率，增加回波。

3.工藝缺陷

焊接質(zhì)量：

芯線與連接器焊接不飽滿或存在氧化層，會(huì)引入接觸電阻（如>0.1Ω），導(dǎo)致局部阻抗突變，VSWR可能從1.1升至1.5。

屏蔽層處理：

屏蔽層剝離過長(zhǎng)（如>2mm）會(huì)暴露高阻抗段，在1GHz時(shí)反射損耗增加3dB，VSWR惡化約0.3。

三、關(guān)聯(lián)性分析

波阻抗與駐波比的核心關(guān)聯(lián)在于阻抗一致性。下表對(duì)比了兩者的關(guān)鍵影響因素：

四、實(shí)例說明

某半柔電纜（D=3.04mm，d=1.02mm，ε=2.25）理論Zo=49.8Ω。實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)VSWR在6GHz時(shí)從1.1升至1.3，經(jīng)時(shí)域反射分析（TDR）顯示距連接器端面5mm處存在阻抗峰（58Ω）。原因是屏蔽層焊接時(shí)過熱導(dǎo)致介質(zhì)收縮，局部ε增至2.4，Zo降至46Ω，與相鄰區(qū)域形成阻抗階躍。通過優(yōu)化焊接溫度（從300℃降至250℃）并采用低熱膨脹介質(zhì)，VSWR恢復(fù)至1.15。

綜上，射頻電纜的波阻抗和駐波比受材料、結(jié)構(gòu)和工藝多重因素影響，需通過精密設(shè)計(jì)、嚴(yán)格工藝控制及高頻測(cè)試驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化。