同轴线缆RTK044浅析
【导读】目前，同轴线缆已经是一种非常成熟的产品。其名称源于中心铜线和外导体屏蔽层之间的同轴关系，这两者共同构成电流的传输回路。同轴线缆主要用于传输射频信号或高清摄像头信号，因为当高频率电流通过普通电线传输时，普通电线实际上会像无线电天线一样辐射信号，导致传输信号功率损失，因此接收到的信号强度会显著减弱。
同轴线缆的问世有效解决了这种信号衰减问题，因为它具备屏蔽层，可以隔离中心导体发出的信号。此外，为确保中心导体与屏蔽层的同轴关系不会受到线缆挤压、扭曲或变形的影响，以及为了防止中心导体与屏蔽层之间发生短路，两者之间还加入了一层绝缘体。
图1 同轴电缆的结构图
RTK044线缆如何脱颖而出
目前，常见的同轴射频传输线缆主要包括RTK031和RG174。然而，随着汽车智能化和网联化的迅速发展，传统的RTK031同轴线缆（其信号传输速率小于6GHz）逐渐无法满足这一趋势的需求。过去，汽车天线主要用于广播（AM/FM）和导航（GPS）两个领域。但在当今时代，智能网联已经不仅包括了无人驾驶和ADAS等智能化需求，还包括了车辆之间和道路基础设施之间的信息互联（V2X）。因此，车载天线的应用范围得到了显著扩展。
RTK044作为一种能够传输最高可达20GHz信号的线缆，广泛用于激光雷达、摄像头、传感器等应用领域。它已经成为未来同轴线缆选择的主流之一。
图2 RTK031&RTK044参数对比
上表中比较了RTK031和RTK044同轴线缆的部分参数。其中最显著的区别是它们的中心导体。RTK031的中心导体由7根Φ0.27直径的铜丝绞合（多股绞合线）编织而成，而RTK044的中心导体是Φ0.85-0.87直径的单根铜丝（单股实心线），这种差异减小了芯线之间的信号干扰，同时也消除了铜线绞合间的空隙，有利于提高信号传输速率和带宽。对于在弯折区域使用的同轴线缆，通常会选择损耗更低、直径更大的专用线缆。从这个角度来看，不同频率下，RTK044线缆的衰减性能比RTK031更好，而且单根芯线的直径更大，质地较硬，更适合于抗弯折区域。
关于绝缘体，目前大多数同轴线缆采用PP发泡材料，这种材料在预热时会膨胀，导致线缆在需要浸锡焊接的应用中可能会出现一些问题，如锡尖、锡珠或鼓包等。当然，这也与现场浸锡工艺和操作技巧密切相关。
至于屏蔽层，这两种线缆都采用编织的铜网或铜泊（铝）材料，利用金属屏蔽层的反射、吸收和趋肤效应来防止电磁干扰和辐射，从而具有出色的电磁兼容（EMC）特性。这有助于降低信号传输的损耗，尤其在具有恶劣电磁环境的情况下，对线束正常运行至关重要。
特性阻抗是射频同轴线缆的重要电气参数，它表示传输线上任一点的总电压与总电流之比。射频同轴线缆的特性阻抗几乎总是50?或75?。这个数值只与线缆内外导体的直径比和填充介质的等效介电常数有关，与线缆长度无关。简而言之，当外径与内径之比为0.2785，电介质为空气时，特性阻抗约为76.65?；而线缆通过聚乙烯填充的相对介电常数约为2.26，所以特性阻抗约为51.00?，这两个值都是四舍五入的结果。
图3 RTK031截面 & RTK044截面尺寸示意图
当然，对于整个信号传输链路来说，不仅要考虑线缆本身的传输特性，还需要关注连接器的工作带宽，因为每个电子元件的工作带宽都会影响信号传输的性能。因此，在选择线束和连接器时，建议同时选择罗森伯格的同轴线束和连接器产品，有效避免线束安装过程中的对配使用问题，保证信号传输电性能的稳定性。
原创：Holger Xing 来源：罗森伯
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