GBT11322.1-2008射频电缆详细规范设计指南第1篇同轴电缆.pdf 15页

'免费标准网(www.freebz.net)标准最全面ICS33.120.10L26中华人民共和国国家标准GB/T11322.1—2008代替GB/T11322.1-1997射频电缆第0部分：详细规范设计指南第1篇同轴电缆Radio-frequencycablesPartO:GuidetothedesignofdetailspecificationsSection1-Coaxialcables（IEC60096-0-1：2008,MOD）2008-04-01发布2008-09-31实施1免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008前言本标准修改采用IEC60096-0-1：2000《射频电缆第0部分：详细规范设计指南第1篇同轴电缆》。考虑到我国国情，在采用IEC60096-0-1：2000时，本标准做了一些修改。有关技术性差异已编入正文中(以边缘一垂直线“”表示修改的技术内容)。——表3.4中，增加9.00mm；——4.2中，增加“标称介质外径D2的优选值为0.87mm、1.50mm、2.95mm、3.70mm、4.80mm、7.25mm、9.00mm、11.50mm、17.30mm；——表4中，实心PE介质外径标称值，增加9.00mm和11.50mm;泡沫PE介质外径标称值，增加2.95mm、3.70mm、9.00mm、11.50mm和17.30mm。为便于使用，对于IEC60096-0-1：2000还做了下列编辑性修改：ε601）ε601）——在5.2中D1e=D3eexp（－Z。）改为D1e=D3eexp（－Z。）；222.2.1.25——图1中k4（W/mK）改为k4（W/mK）；1）ε24ε——在6.3中C2=⋅10（pF/m）改为24(pF/m)C=1023Z31）0Z0——表4中实心PE介质外径17.30mm的公差0.40mm改为0.30mm。——在表7.1中补充公式F=10DD(N)。21本标准代替GB/T11322.1-1997《射频电缆第0部分：详细规范设计指南第1篇同轴电缆》。本标准与GB/T11322.1-1997相比主要变化如下：——表3.1中，增加了半空气PE和泡沫FEP材料数值；——表3.4中标称介质外径D2值均为“优选值”，增加9.00mm；——4.2中根据我国国情,推荐了介质外径D2的优选值为0.87mm、1.50mm、2.95mm、3.70mm、4.80mm、7.25mm、9.00mm、11.50mm、17.30mm。——表4中根据IEC标准,规定了实心PE、泡沫PE、半空气PE、聚四氟乙烯（PTFE）、泡沫FEP特性阻抗和介质外径及其公差值。——表4中根据我国国情对实心PE中增加介质外径优选值9.00mm和11.50mm；对泡沫PE中增加介质外径优选值2.95mm,3.70mm，9.00mm，11.50mm和17.30mm。本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由TC190《全国电子设备用高频电缆及连接器标准化技术委员会》归口。本标准起草单位：中国电子科技集团公司第二十三研究所。本标准主要起草人：高文浩、张建平。本标准所代替的历次版本发布情况为：——GB/T11322.1-1997《射频电缆第0部分：详细规范设计指南第1篇同轴电缆》；——GB/T11322-1989《射频同轴电缆设计指南》。1免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008射频电缆第0部分：详细规范设计指南第1篇同轴电缆1范围本标准给出了标称特性阻抗和介质外径等设计参数的推荐值，并为具有编织、金属带或管状外导体的同轴电缆的设计提供指导。2使用符号符号意义单位α单位长度的总衰减，20℃……………………………………………………………dB/mαＴ单位长度的总衰减，T≠20℃…………………………………………………………dB/mαχ组成部分χ引起的衰减，20℃………………………………………………………dB/mβχ组成部分χ的编织角…………………………………………………………………º（度）3γχ组成部分χ的材料的密度……………………………………………………………g/cmδχ组成部分χ的材料的损耗角…………………………………………………………radεχ组成部分χ的材料的相对介电常数…………………………………………………－2χχ组成部分χ的材料的电导率，20℃…………………………………………………m/Ω·mmσχ组成部分χ的材料的热阻率…………………………………………………………K·m/WBχ有关组成部分χ的编织密度…………………………………………………………－Co在自由空间中的传播速度……………………………………………………………m/sCχ组成部分χ单位长度的电容…………………………………………………………pF/mｄχ组成部分χ的单线直径………………………………………………………………mmDχ组成部分χ的外径……………………………………………………………………mmDχe组成部分χ的电气有效直径…………………………………………………………mmDχm组成部分χ的平均直径………………………………………………………………mmE2介质允许的最大电压梯度（峰值）…………………………………………………kV/mmf频率……………………………………………………………………………………MHzhχ有关组成部分χ的覆盖层厚度………………………………………………………mmkχ,kχy按表2.1和表2.2确定的计算系数……………………………………………………－Lχ有关组成部分χ的编织节距…………………………………………………………mmm单位长度电缆的总质量………………………………………………………………g/mmχ组成部分χ的质量……………………………………………………………………g/mN1绞合内导体的单线根数………………………………………………………………－Nχ有关编织χ的每个锭子的导线根数…………………………………………………－nχ有关组成部分χ的编织中的锭子数…………………………………………………－P40允许的最大输入功率，环境温度40℃………………………………………………W2免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008符号意义单位PＴ允许的最大输入功率，环境温度T≠40℃……………………………………………WPd单位长度允许的最大耗散功率………………………………………………………W/mｑχ有关组成部分χ的编织的填充系数…………………………………………………－Rχ导电组成部分χ的单位长度直流电阻………………………………………………Ω/m以及绝缘组成部分χ的绝缘电阻……………………………………………………MΩ·kmSχ组成部分χ的标称厚度………………………………………………………………mmSχmin组成部分χ的最小厚度………………………………………………………………mmTχ组成部分χ的温度……………………………………………………………………℃Ta环境温度………………………………………………………………………………℃Ut试验电压（50Hz），圆整后的有效值………………………………………………kVUtc试验电压（50Hz），计算的有效值…………………………………………………kVUd放电试验电压，有效值………………………………………………………………kVUo允许的最大工作电压，圆整后的有效值……………………………………………kVUoc允许的最大工作电压，计算的有效值………………………………………………kVvr速比……………………………………………………………………………………－zo特性阻抗，标称值…………………………………………………………………….Ω有关结构组成部分编号：1——内导体；6——屏蔽层；2——介质；7——第一屏蔽层和第二屏蔽层间的中间层；3——外导体；8——第二屏蔽层；4——护套；等等。5——外导体和屏蔽层间的中间层；表2.1kχ系数的应用实例符号意义单位k2由内导体决定的介质电压梯度系数-21.25k4护套表面在空气中的散热系数W/mK表2.2kχy系数的应用实例有关结构组成部分系数1368覆盖层系数k1ck3c绞合或编织系数——对于衰减k1ak3a——对于直流电阻和质量k1rk3rk6rk8r总外径与单线直径之比k1d特性阻抗的有效直径系数k1z3免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20083材料常数3.1介质和护套的材料常数以及不同材料的数值表表3.1材料常数及材料数值1）各种材料数值符号意义单位2）半空气泡沫2）实芯PE泡沫PEPTFEFEPETFEPFAPVCPEFEPε2介质的介电常-2.281.41.31.51.72.12.11.52.62.1数-4-4-4-4-43)6)-35)5)tanδ2介质的损耗系-2.5×102.5×104×106×106×101.2×10数5)5)E2介质允许的最kV/mm112222112大电压梯度32)γ2，γ4介质或护套的g/cm0.930.360.280.440.582.22.20.901.72.21.4密度5)5)σ2，σ4介质或护套的K×m/W3.515964.45.04.44.57.0热阻率4)4)7)7)7)7)T1允许的最高工℃85/8085/8070707025020020015020070作温度1）PE=聚乙烯；PTFE=聚四氟乙烯；FEP=全氟乙烯-丙烯共聚物；ETFE=乙烯-四氟乙烯共聚物；PFA=全氟烷氧基；PVC=聚氯乙烯。2）典型值。3免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20083）有关频率下tanδ2值：频率MHztanδ2-411×101-4101.5×102-4102.5×103-4104.3×104-4102×104）85℃：高密度材料。80℃：其他密度材料。5）正在考虑中。6）有关频率下tanδ2值：频率MHztanδ2-414×101-4104×102-4108×103-41010×103-42×1010×104-4107×107）仅对内、外导体镀银情况。3.2导体材料常数表表3.2.1电导率（在20℃时）和密度材料符号单位数值符号单位数值23铜χ1,χ3,χ6m/Ω·mm58γ1,γ3,γ6g/cm8.9铝352.7锡8.37.3银6110.5a铜包钢线（30%）17.48.15a铜包钢线（40%）23.28.20a只适用于计算直流电阻。a表3.2.2覆盖层系数导体符号数值裸铜线1镀银铜线k1c和k3c1镀锡铜线见表3.2.3铜包钢线见表3.2.4a覆盖层系数是覆盖层导线的射频电阻与裸铜线的射频电阻之比，它取决于频率及覆盖层厚度。表3.2.3镀锡铜线的覆盖层系数h1f或h3fk1c或k3ch1f或h3fk1c或k3ch1f或h3fk1c或k3c0.011.010.061.250.152.240.021.030.081.440.182.460.031.060.101.670.202.600.041.110.121.91≥0.252.70表3.2.4铜包钢线的覆盖层系数aaah1fk1ch1fk1ch1fk1c0.00511.040.0252.570.0501.350.0106.060.0302.160.0601.160.0154.160.0351.870.0701.040.0203.170.0401.650.0801.00a2假定钢的电导率χ=8m/Ω·mm，相对磁导率μr=200。4免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20083.3结构常数3.3.1内导体的结构常数表表3.3.1内导体的结构常数不同绞线根数（N1）时的数值符号意义171219k1r直流电阻和质量的绞合系数1.001.031.031.03k1a衰减的绞合系数1.001.251.251.25k1z有效直径系数1.000.940.960.98k1d总外径与单线直径之比1.003.024.165.00k2电压梯度系数1.000.900.900.903.3.2编织外导体和屏蔽层的结构常数表表3.3.2编织外导体和屏蔽层的结构常数编织角LL3；6β3；β6Dk3r；k6rD3m6m20°8.631.0625°6.741.1030°5.441.1535°4.491.2240°3.741.3045°3.141.41定义：21k3r=1+（πD/L）=3m3cosβ321k6r=1+（πD/L）=6m6cosβ63.4编织单线尺寸外导体和屏蔽层的编织单线尺寸见表3.4。表3.4编织单线尺寸编织单线的标称直径d3，d6标称介质外径D2mmmm单层编织双层编织0.87和1.500.09～0.11-2.95,3.70，4.80和6.400.13～0.150.13～0.157.25,9.00，9.80和11.500.18～0.200.16～0.1817.300.24～0.260.18～0.205免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20083.5衰减系数表3.5计算衰减用的系数符号意义结构特征数值实芯导线1.0k1a绞合导线1.25内导体引起的衰减镀锡铜线见表3.2.3k1c铜包钢线见表3.2.4管状外导体1.0k3aa外导体引起的衰减编织外导体2.0k3c镀锡铜线编织见表3.2.3a粗略的近似值（尚无可靠的理论）3.6允许的最大输入功率））1.25K2.（W/m4护套表面在空气中的散热系数k电缆外径D4（mm）图1允许的最大输入功率计算用曲线4特性阻抗和介质外径的标准值4.1同轴电缆的标称特性阻抗在本条款中规定的所有阻抗都是在频率为200MHz，以及温度为20℃时定义的。标称特性阻抗的标准值是：50Ω，75Ω，93Ω。4.2同轴电缆的标称介质外径介质外径D2标称值及其公差应符合表4的规定。推荐的介质外径D2优选值为0.87mm、1.50mm、2.95mm、3.70mm、4.80mm、7.25mm、11.50mm和17.30mm。6免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008表4介质外径标称值及其公差特性阻抗介质外径aΩmmin介质标称值公差标称值公差标称值公差±±±1.500.100.0600.0042.950.130.1160.0053.700.150.1460.0062.04.800.200.1890.0086.400.200.2520.008507.250.250.2850.0109.000.25--b1.07.250.150.2850.00611.500.300.4530.0122.017.300.300.6800.016实心聚乙烯23.700.300.9330.012（实心PE）1.500.100.0600.0043.02.950.130.1160.0053.700.130.1460.005b1.53.700.100.1460.0044.800.200.1890.0083.0757.250.250.2850.010b1.57.250.150.2850.0069.000.25--11.500.300.4530.0123.017.300.300.6800.01623.700.300.9330.0121.500.100.0600.0042.300.100.0900.0045.02.950.130.1160.0053.700.130.1460.0054.800.200.1890.008505.850.200.2300.0086.250.200.2460.0084.07.250.250.2850.010泡沫聚乙烯9.000.25--（泡沫PE）11.500.300.4530.01217.300.300.6800.0122.950.150.1460.0053.700.200.1890.0084.800.250.2850.010755.07.250.25--9.000.300.4530.01211.5017.30502.57.250.250.2850.010半空气聚乙烯2.500.150.0980.006（半空气PE）935.53.700.130.1460.005a仅供参考。b紧公差电缆。7免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008表4（续）介质外径特性阻抗ammin介质标称值公差标称值公差标称值公差±±±0.870.070.0340.0033.51.500.100.0600.004502.52.950.130.1160.0057.250.150.2850.006聚四氟乙烯2.011.500.300.4530.012（PTFE）5.01.500.100.0600.004753.700.130.1460.0053.07.250.250.2850.010935.52.600.130.1020.005502.52.400.080.0950.003泡沫全氟乙烯3.400.130.1350.005-丙烯共聚物753.54.300.080.1700.003（泡沫FEP）7.250.250.2850.010935.53.700.130.1460.005a仅供参考。5电缆结构细节5.1概述首先要确定：a）标称特性阻抗，z。（按4.1）；b）介质外径，D2（按4.2）；c）介质的介电常数，ε2（按表3.1）。计算外导体的有效直径，D3e。表5.1外导体的设计特征外导体直径D3e管状外导体D3e=D2编织外导体D3e＞D2（见5.4）5.2内导体内导体的电气有效直径D1e按下式计算确定；(60)1）D1e=D3eexp−Z0ε2表5.2内导体的设计特征实芯内导体直径D1按计算值绞合内导体直径D1＞D1e（见5.3）1）60是从59.96圆整而成。8免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20085.3绞合内导体直径D1由电气有效直径D1e计算确定：D1=D1e/k1z单线直径d1由D1计算确定：d1=D1/k1dk1d和k1z按表3.3.1。5.4编织外导体表5.4有效直径D3e外径D3平均直径D3m可由介质外径D2和编织线直径d3计算确定：D3e=D2+1.5d3D3=D2+4.5d3D3m=D2+2.25d3d3按表3.4编织的填充系数：Nndk3333rｑ3＝2πD3md3和D3m如上所述k3r按表3.3.2外导体的编织密度和编织角按下式计算确定：2B3=2ｑ3-ｑ3β3=arctan(πD3m/L3)5.5外导体和屏蔽层间的中间层表5.5中间层的外径D5=D3+2s55.6编织屏蔽层表5.6外径D6和平均直径D6m由中间层外径D5和编织单线直径d6计算确定：D6=D5+4.5d6D6m=D5+2.25d6d6按表3.4编织的填充系数为：Nndk6666rｑ6＝2πD6md6和D6m如上所述k6r按表3.3.2屏蔽层的编织密度和编织角按下式计算确定：2B6=2ｑ6-ｑ6β6=arctan(πD6m/L6)9免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20085.7护套表5.7单位为毫米a材料屏蔽层的外径D6标称厚度s4最小厚度s4minFEP＜2.50.250.15PTFE2.5～5.90.250.386.0～9.00.301)PE＜2.50.07D6+0.30.9s4-0.11)PVC≥2.50.07D6+0.5a对于无屏蔽层的电缆，用外导体外径D3代替D6。5.8质量计算电缆的近似总质量按下式计算：m=∑mx各部分质量按下表所示公式计算：表5.8πm=D2⋅γ实心内导体1114γ1按表3.2.1π2k1r按表3.3.1绞合内导体m1=d1⋅N1k1rγ14πγ2按表3.122介质m2=()D2−D1γ24D1按5.3管状外导体m3=π(D2+S3)S3γ3γ3按表3.2.1π2编织外导体m3=d3⋅N3n3k3rγ3k3r按表3.3.24外导体和屏蔽层之间的中γ5取决于所用材料m5=π(D3+S5)S5γ5间层D3按表5.4πγ6按表3.2.1编织屏蔽层md2Nnkγ6=6⋅666r64k6r按表3.3.2a护套mD44=+π()S4S4γ4γ4按表3.1a对于无屏蔽层的电缆，用外导体外径D3代替D6。10免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20086电气性能计算6.1导体和屏蔽层单位长度的直流电阻直流电阻值应按下表所示公式计算。表6.14实芯内导体R=12πDχ114kR=1r绞合内导体12χNπdχ1，χ3，χ6按表3.2.11111k1r按表3.3.1管状外导体R=3π（D+s）sχ2333k3r和k6r按表3.3.24k3rd编织外导体R3=23和d6按表3.4Nnπdχ33334kR=6r编织屏蔽层62Nnπdχ66666.2衰减单位长度的总衰减应按下式计算：α=α+α+α123式中：α——内导体引起的衰减分量；1α——介质引起的衰减分量；2α——外导体引起的衰减分量。3此衰减为电缆温度20℃时的值。当温度T不等于20℃时，衰减α应按下式计算：Tα=(α+α)1+.000393（T−20℃）+αT132注：对于某些介质材料，α可能与温度有关。2频率f≥10MHz时，α、α和α计算公式于下表中，频率低于10MHz时的计算公式正在考虑中。123表6.2.458kkεfχ1和χ3，k1C和k3C按表3.2.1和表3.2.2α=1c1a⋅21DlnD/Dχ1e3e1e1k1a和k3a按表3.5α=1.9ε⋅tanδf222ε2和tanδ2按表3.1.458kkεfα=3c3a⋅23DlnD/DχD3e3e1e31e和D3e按5.2和表5.1或表5.46.3称特性阻抗Z0和单位长度的电容C260)1D3eZ0=lnεD21eε24(pF/m)C=⋅1021）3Z0ε2按表3.1；D3e按表5.1或5.4；D1e按5.2。1）60是从59.96圆整而成；3从2.9979圆整而成。11免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 标准分享网www.bzfxw.com免费下载免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—20086.4额定功率的计算额定功率由衰减和环境温度为40℃时允许的最大耗散功率计算确定。单位长度允许的最大耗散功率（Pd）取决于内导体允许的最高温度T1，而后者由介质允许的最高温度确定（见表3.1）。内导体对于静止的周围空气的温升为：8.0p⎧α+12αDD⎫⎛1000P⎞T−40℃=d12σln2+σln4+⎜d⎟1⎨24⎬⎜⎟2π⎩αD1D6⎭⎝πD4k4⎠σ2和σ4按表3.1；k4按图1选取。对于无屏蔽层的电缆，D6用外导体外径D3代替。上式中的第一项是内导体对护套表面的温升（T1-T4），第二项是护套对周围空气的温升（T4-Ta）。建议用图解法解此方程。求出Pd之后，允许的最大输入功率按下式计算：8686.P395Pp=d=d402.2ααTT上式中α按6.2。T最大衰减可能要比标称值大10%。由于外导体温度是未知的，计算时假定外导体温度和内导体温度相同。这样引起的误差可以忽略。当环境温度Ta不等于40℃时，额定功率可由P40用经验公式计算确定：.114⎛T−T⎞P=P×⎜1a⎟T40⎜T−40℃⎟⎝1⎠6.5允许电压6.5.1介质的试验电压Ut最大电压梯度应在内导体表面求得，它受介质允许的最大电压梯度E2的限制，因此试验电压Utc（计算有效值）按下式计算：E2D1⋅k2D3eU=⋅lntc22D1eE2按表3.1；k2按表3.3.1；D1按5.3；D1e按5.2；D3e按表5.1或5.4。然后应对Utc值进行圆整，当电压值低于5kV时，应将此值圆整到最接近0.2kV的整数倍；当电压值为5kV及以上时，应将此值圆整到最接近0.5kV的整数倍，圆整后的试验电压用Ut表示。圆整后的试验电压应施加2min，其频率为40Hz～60Hz。6.5.2介质的放电试验电压Ud放电试验电压Ud（有效值）按下式计算：Ud=0.5Ut但对于聚四氟乙烯介质，Ud=0.4Ut，而最小值为1kV。6.5.3允许的最大工作电压U。允许的最大工作电压UOC（有效值）由试验电压Ut求出：UOC=0.45Ut但输入功率应不超过允许的最大输入功率P40，在所有情况下，必须满足条件：U≤ZP/1000004012免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准网(www.freebz.net)标准最全面GB/T11322.1—2008然后应对UOC值进行圆整，当电压值低于5kV时，应将此值圆整到最接近0.2kV的整数倍；当电压值为5kV及以上时，应将此值圆整到最接近0.5kV的整数倍，圆整后允许的最大工作电压用U0表示。6.5.4护套的试验电压对聚氯乙烯护套：表6.5护套的标称厚度试验电压（有效值）（S4）kVmm浸水试验火花试验S4≤0.5不试验不试验0.5＜S4≤0.8230.8＜S4≤1.035S4＞1.0586.6绝缘电阻R2≥10000MΩ·km。7气候和机械耐久性7.1试验表7.1项目详细规范中应包括的细节a高温和低温电容稳定性允许的最大电容量变化a高温和和低温衰减稳定性试验频率允许的最大衰减增量（当适用时，在频率为3000MHz时的优选值为0.3dB/m和1.5dB/m）热稳定性试验温度：b对于实心聚乙烯：80（85）℃±2℃尺寸稳定性a对于其他材料：应指出内导体端面和介质端面之间允许的位移流动性试验(仅适用于实芯聚乙施加力的最小值用经验公式计算：烯介质，1.5mm＜D2＜17.3mm的电F=10D2D1(N)缆)计算值应圆整到最接近5N的整数倍耐紫外线稳定性正在考虑中a温度应优先采用IEC60068-2标准：试验A：-65，-55，-40，-25，-10℃；试验B：+200，+155，+125，+100，+85，+70，+55，+40℃。b按3.1注4的规定。7.2使用数据表7.2项目要求最小弯曲半径对于一次室内敷设：5×D4对于一次室外敷设：10×D4最小卷绕直径—对于PE介质、1类PVC护套：-15℃对于PE介质、2类PVC护套：-40℃允许的最低敷设温度对于FEP或PTFE介质和护套：-55℃谨慎敷设，建议在敷设时避免受到冲击13免费标准网(www.freebz.net)无需注册即可下载'