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高功率电缆及其组件

技术简介

      各种高频雷达、对流层雷达、超远程电离层雷达等大功率雷达以及微波中继多路通信系统,均要求使用能够承受很大功率的电缆及其组件,将大功率的射频能量传输到发射天线上去。随着通信与侦测能力的不断发展,发射机功率愈来愈高,因此要求电缆应传输更大的功率,而且整机单位对于高功率电缆及其组件的环境适应性、可靠性、国产化的要求不断提高,如大环境温差工作、大长度工作、大功率工作等。

      该项目技术成果的高功率电缆可做到最大尺寸94mm,在30MHz下环境温度为40℃、散热良好、行波状态下理论计算达到的平均功率值超过20kW。在研制过程中突破了以下关键技术:

      1) 基于现场环境的高功率电缆及其组件结构设计技术;

      2) 基于聚四氟乙烯材料的绝缘支撑技术和制造工艺;

      3) 满足一定弯曲半径的基础上,提高电缆组件驻波特性的导体成型技术;

      4) 应用条件下的组件设计与可靠性分析技术。

      该产品已经应用在国内一些需要功率传输项目中,在应用过程中已经掌握配相技术、组件现场装配技术。电缆在使用过程中正常运行,经受住了实际使用中的各项考验。


        


技术指标

      1. 电缆组件绝缘电阻:≥1000MΩ;

      2. 工作频率:6MHz~28MHz;

      3. 电压驻波比:≤1.1;

      4. 插入损耗:≤0.8 dB;

      5. 组件间插入损耗一致性:≤±0.1dB;

      6. 组件间相位一致性:≤±4°; 

      7. 特性阻抗:50±2Ω;

      8. 最大耐受功率:连续波20kW。


技术特点

      该技术成果产品采用轧纹内导体、空气绝缘、轧纹外导体结构。空气绝缘可以使衰减远低于相同外径的实体绝缘电缆和半空气绝缘电缆,从而降低电缆内部的发热情况,采用聚四氟乙烯材料的绝缘支撑可防止绝缘垫片因内导体热胀冷缩相对位置变化而导致垫片倾斜,提高电缆组件的承受功率,解决恶劣环境下大长度高功率电缆组件使用时可能出现的内导体拱起造成电缆组件的机械损坏,提高高功率电缆组件长期使用的可靠性。采用皱纹铜管形式,采用整体型模片实现导体成型,在满足一定弯曲半径的基础上,提高电缆组件的驻波特性。



电缆结构示意图

      采用加接连接器的方式,减短了每段电缆的长度以减小由于热应力作用使大长度电缆的内导体伸长量,提高组件性能与可靠性。电缆组件上设置两个充气孔(在连接器上),一个充气,一个可在必要时放气,采用硅橡胶支撑的D形密封圈,施以足够的压力,堵住可能漏气的通道。在每一个长度单元上,尽可能保持一致的特征阻抗,对于每一个不可避免的不连续电容,采取单独的共面补偿,把机械公差和磨损对电性能的影响降到最低。

 

预期效益

      该产品是为改进大功率馈线的性能提供实用的技术成果,现已应用在包括对流层雷达、超远程电离层雷达等大功率雷达中,通过技术转化可扩宽应用在微波中继多路通信系统、满足广播电视功率传输需要的广电发射系统的主馈线及移动基站等。

      本产品不仅能替代进口,节约外汇支出而且一旦国际形势突变还能打破国外的禁运,因此必将产生巨大的社会、经济效益,预期新增销售收入1000万元/年;利润30%(300万);税金17%(170万),每年还能为国家节省大量的外汇。而且此技术成果可推广至其它高功率电缆及其组件的研制工作中,对专业发展起积极的推动作用。