铜包钢内导体射频同轴电缆_

铜包钢导体射频同轴电缆

射频电缆是无线电频率围传输信号和能量的电缆总称。射频同轴电缆是一种射频传输线。射频传输线还包括有波导、微带传输线等，它们是传输频率从几十兆赫到几千兆赫的射频信号的主要传输媒介。射频传输线广泛应用于各类无线电通讯设备、高频仪器仪表、微波通讯、通讯导航等设备中，作为传输信号和能量的主要信息通道。

铜包钢导体射频同轴电缆是采用铜包钢线作电缆导体的电缆，它的结构性能和制造加工，既具有一般同轴电缆的共性，也具有其特有的一些个性，为此作一专题介绍。

一，铜包钢导体射频同轴电缆结构特点

铜包钢导体射频同轴电缆结构的主要特点是采用铜包钢导体作为电缆的导体，而在其它方面则与一般射频同轴电缆无根本变化和区别。

1，铜包钢导体结构特点

铜包钢线是以钢线为芯体，在其表面上覆一层铜的复合线材，如图1所示结构。铜包钢线在性能上兼备了钢的高强度、耐高温软化的机械性能和铜导电率高、接触电阻小的电性能，因而具有传导效率高，材料成本低，抗拉断力大，质量轻，耐磨损的特点。它在电缆行业中可代替铜导体作为分配线或在通信业中用作用户线、高频传输电

缆的导体。铜包钢线将钢的高强度与铜的高导电性和抗腐蚀性相结合，使它已成为通信、电力、电子行业中的理想导线。钢表面所包覆的铜层越厚，直流导电率越高。

图1，铜包钢线结构视图

铜包钢线由钢芯线和紧密包覆其外的铜层构成。铜包钢线按导电率可分为：21%IACS、30%IACS和40%IACS（IACS国际退火铜标准导电率）三种。铜包钢线按力学性能（退火状态）可分为：软态(A)、硬态(HS)和超硬态(EHS)。一般射频电缆和CATV电缆采用30%或40%IACS的软态铜包钢作导体。

2，铜包钢线与纯铜线相比的优点：

（1）铜包钢线在高频下衰减小于纯铜线，在高频下传输损耗小，传输效率高；电气性能指标完全满足系统的需要，衰减、回波损耗、特性阻抗等性能指标不低于纯铜芯电缆；

（2）在相同截面与状态下，铜包钢线的机械强度是实心铜线的1～2倍，一般纯铜线抗拉强度为215～265 Mpa而铜包钢线能达到350～760 Mpa；铜包钢线能承受大的冲击与负荷，在环境比较苛刻、移动比较频繁的场所使用时，具有较高的可靠性和抗疲劳性能，使用寿命较长；

（3）铜包钢线可以制成具有不同导电率和抗拉强度的线材，其

性能几乎包含所有的铜合金（如Cu-Zn、Cu-Be、Cu-Be-Co、Cu-Cr等）的机械电气性能；

（4）铜包钢线以钢代铜，降低导线的成本，使铜的消耗量减少。在目前铜价大幅上涨的情况下，纯铜电缆价格不断攀升，使用铜包钢线可降低成本，铜包钢线电缆相比同结构电缆重量轻，比纯铜线轻12～13%，在线径、重量相等的情况下，其长度是纯铜线的1.13倍；铜包钢线的价格比纯铜线的要低；采用铜包钢线还可降低运输、安装等费用。在保持与纯铜线相似的高品质情况下大幅降低企业的生产成本。

（5），铜包钢线其表面光亮、圆整、无任何超过允许误差的毛剌等缺陷，外观品质与纯铜线无异；铜包钢线有利于细（小）直径导体电缆提高强度、方便连接器的装配，铜包钢线导体易于插入连接器的插口。

3，铜包钢线性能

（1）.铜包钢线物理性能，如表1所示

表1，铜包钢线物理特性

760(硬态)

350(软态) 40%IACS

32.6 35.6 8.15 0.04310 40

700(硬态)

250(软态) 纯铜线100% 100% 8.89 0.017241 100%

400(硬态) （2）. 铜包钢线的电性能

铜包钢线主要应用于高频传输的媒体中（随着技术进步，也有

应用于电磁线、电力线等方面）。由于高频电磁波信号在导体中传输

存在“趋肤效应”，也称“集肤效应”现象，高频电磁波信号就集中

在导体很薄的环表面传输，并且随着频率增大，有效传输表面的厚度

就越薄，在导体芯部传输的电流几乎没有，如图2所示。

图2 射频同轴电缆外导体电流密度分布

电流聚集在导体表面的厚度用“透入深度θ”表示，对于铜导体，其透入深度一般用下式来计算：

θ＝67/ƒ1/2（mm）――――――（1）

式中：θ——透入深度，mm；

f——为频率（Hz）；

铜包钢线导体，只要铜包钢线的铜层厚度，在电缆使用频率围，大于透入深度，就可以将铜包钢线导体看作为纯铜导体。

铜包钢线导体的电阻率计算公式：

ρccs＝RS/L＝RπD2CCS/4/L―――――（2）式中：ρccs——铜包钢线导体的电阻率，Ωmm2/m;

R——导体电阻，Ω/km；

S——导体截面积，mm2 ；

D CCS——铜包钢线直径，mm；

L——导体长度，km；

铜包钢线的导电率百分数计算公式：

δccs＝ρ标/ρccs――――――――（3）式中：δccs——铜包钢线的导电率百分数；

ρ标——20℃时导电率100％的退火铜线的电阻率，0.017241Ωmm2/m；

ρccs——铜包钢线导体的电阻率，Ωmm2/m；

根据GB12269的规定，铜包钢线的铜镀层厚度t有以下表示公式：

t＝0.06237 D CCS (30% IACS)

t＝0.0951 D CCS (40% IACS) —―――（4）4，铜包钢导体选用要求

铜包钢导体适合作为CATV电缆的导体和细小线径射频或通讯

电缆的导体，以提高电缆的强度和使用寿命、降低电缆成本。

铜包钢线成型的基本过程是在钢的表面包覆铜层，然后再通过拉拔或轧制到所需成品尺寸，其中最关键的是铜层的包覆过程及质量。铜包钢线有若干生产方法，如电镀法、包覆焊接法、套管包覆法、热浸涂法、铜带压接法等。国最常用的加工工艺是电镀法和包覆焊接法。

（1），铜包钢线导体，选用包覆焊接法制造的质量比电镀法制造的好。包覆焊接法生产的铜包钢线，铜层与钢芯线间实现治金原子结合，铜层沿圆周方向及纵向分布均匀，同心度好、质量稳定、均匀性好，铜层和钢芯线之间形成牢固的冶金结合，其表面光亮、圆整、无任何缺陷。铜和钢实现冶金结合，即使在严格的扭绞试验中，也不会像电镀制品那样出现脱离、开裂或剥落等现象，表面十分光亮，同时也避免了电镀法电镀过程中酸、碱等清洗液，对人和环境的伤害，包覆焊接法制造铜包钢线的工艺有利于环境保护。

包覆焊接法生产铜包钢线，是目前国际上较先进的加工工艺。它是选用优质高纯度的铜带，在钢线上同心地包覆铜层，经氩弧焊接成铜包钢杆坯料，氩弧焊焊接后的铜包钢经过多次特殊工艺拉制，然后再热处理成各种规格的线材。但是，目前用这种方法生产的铜包钢线价格要比电镀法高；同时，生产细直径铜包钢线难度较大。