Kepentingan Kekonsistenan Galangan (50Ω / 75Ω) dalam Kabel Mikro Koaksial AWG Ultra Halus: Mengapa Penyimpangan Dimensi 0.01 mm Boleh Mempengaruhi Penghantaran GHz

Dalam penghantaran isyarat kelajuan tinggi dan frekuensi tinggi, "kekonstanan impedans 50Ω / 75Ω" adalah topik yang tidak dapat dielakkan oleh jurutera. Terutamanya apabila menggunakan kabel koaksial mikro yang sangat halus seperti 38–50 AWG, walaupun penyimpangan sekecil 0.01 mm boleh 'dibesarkan' pada tahap GHz, menyebabkan pantulan isyarat yang ketara dan penurunan prestasi.

Artikel ini menerangkan asas-asas penghantaran frekuensi tinggi dan impedans, digabungkan dengan ciri-ciri geometri struktur koaksial mikro, bagi menjelaskan mengapa kabel mikro sangat sensitif terhadap ralat dimensi. Ia juga memperkenalkan keupayaan kejuruteraan Hotten dalam mengawal kekonsistenan impedans.

1. Konsep Asas Penghantaran Frekuensi Tinggi dan Impedans

Dalam aplikasi frekuensi rendah atau kuasa, kita sering memberi tumpuan kepada keratan rentas konduktor, rintangan, kejatuhan voltan, dan kenaikan suhu.

Namun begitu, dalam **penghantaran isyarat frekuensi tinggi**, salah satu parameter elektrik paling kritikal menjadi **Rintangan Ciri (Z₀)**.

Apakah Rintangan Ciri?

Rintangan ciri adalah sifat asal bagi talian penghantaran yang ditentukan oleh struktur konduktor, bahan penebat, dan dimensi geometri. Bagi kabel koaksial, dua piawaian biasa ialah:

• **50Ω** – digunakan dalam RF, gelombang mikro, dan isyarat digital kelajuan tinggi

• **75Ω** – digunakan dalam penghantaran video dan imej

Pada frekuensi tinggi, jika impedans sumber, kabel, penyambung, dan beban tidak sepadan, **pantulan berlaku pada ketidakselanjaran**, menyebabkan:

• Kehilangan pantulan meningkat

• Kehilangan sisipan meningkat

• Penutupan rajah mata dan BER yang lebih tinggi

• Hingar imej, bayangan samar, atau artifak seperti salji

Oleh itu, apabila beroperasi dalam julat **GHz**, kestabilan impedans menjadi sangat penting.

2. Perkaitan Geometri Antara Struktur Mikro-Koaks dan Impedans

Bagi struktur koaksial, impedans ciri terutamanya ditentukan oleh:

• Diameter pengalir dalaman (d)

• Diameter dalam/luar penebat (untuk mikro-koaks, biasanya diameter luar D)

• Pemalar dielektrik (εr)

• Liputan dan struktur perisai

Secara ringkas:

**Z₀ bergantung kuat kepada nisbah D/d dan εr**.

Dengan bahan tidak berubah:

• Konduktor dalaman lebih tebal / dielektrik lebih nipis → Z₀ berkurang

• Konduktor dalaman lebih nipis / dielektrik lebih tebal → Z₀ meningkat

Memandangkan diameter luar mikro-koaksial kerap berada dalam julat **0.08–0.30 mm**, sebarang perubahan dimensi yang kecil akan memberi kesan besar terhadap nisbah D/d dan seterusnya rintangan.

Penebat berbuih (PFA/PTFE berbuih) meningkatkan sensitiviti lagi disebabkan oleh nilai εr yang lebih rendah dan kesannya terhadap taburan medan elektromagnet.

3. Mengapa Penyimpangan 0.01 mm Diperbesarkan pada Frekuensi GHz?

Walaupun 0.01 mm kelihatan sangat kecil, bagi mikro-koaksial 0.08–0.30 mm, ia mewakili sisihan relatif yang besar:

• Pada OD 0.30 mm → 0.01 mm ≈ 5%

• Pada OD 0.08 mm → 0.01 mm ≈ 20%

Tindak balas rintangan tidak linear—perubahan dimensi kecil menghasilkan kesan **yang diperbesarkan**:

• Jika OD penebat meningkat (D↑), maka D/d meningkat → Z₀ meningkat.

• Bagi kabel 50Ω, penyimpangan sedemikian boleh mengakibatkan **penyimpangan impedans 2%–10%**.

Pada frekuensi rendah, masalah mungkin tidak jelas kelihatan.

Tetapi dalam julat **GHz**, walaupun ketidaksempurnaan impedans yang kecil boleh menyebabkan:

• Pelepasan pantulan yang lebih tinggi

• Kehilangan pantulan meningkat

• Kehilangan sisipan yang lebih tinggi

Jika beberapa ketidaksempurnaan berlaku sepanjang kabel akibat turun naik OD, pantulan-pantulan ini akan terkumpul—menyebabkan BER yang tinggi, penutupan gambarajah mata, atau gangguan imej.

Oleh itu, kabel mikro koaksial ultra halus mesti mengawal rongga OD dalam lingkungan **±0.005 mm** atau lebih ketat.

4. Cabaran Pengeluaran untuk Mencapai Konsistensi Dimensi & Impedans

Mencapai konsistensi impedans yang baik dalam mikro-koaksial 38–50 AWG memerlukan lebih daripada rekabentuk yang betul—ia menuntut pengeluaran yang sangat tepat dan presisi tinggi.

4.1 Penarikan Konduktor Ultra Halus & Kebulatan

Semakin nipis konduktor, semakin rendah kekuatan mekaniknya. Semasa penarikan dan penggentian:

• Regangan, lenturan, dan kejadian bentuk bujur berlaku dengan mudah

• Ketepatan AWG dan kebulatan secara langsung mempengaruhi nisbah D/d

4.2 Pengekstrusi Penebat — Kawalan OD & Kekoncentrikan

Pengekstrusi penebat mikro-koaksial memerlukan:

• Kawalan OD seperti 0.08 mm ±0.003 mm

• Kekoncentrikan melebihi 90%

• Nisbah kembung yang stabil untuk dielektrik berbuih

Sebarang fluktuasi dalam OD serta merta menyebabkan fluktuasi rintangan.

4.3 Struktur Perisai

Mikro-koaks menggunakan dawai perisai ultra-halus:

• Diameter dawai perisai

• Ketumpatan dan kepadatan liputan

Ini mempengaruhi taburan medan elektromagnet di sekeliling teras, yang mempengaruhi impedans.

4.4 Kekonsistenan Kelompok & Ujian Dalam Talian

Memastikan impedans yang konsisten memerlukan:

• Peralatan stabil & parameter proses piawaian

• Pemantauan OD secara dalam talian atau persampelan

• Ujian TDR, kehilangan pantulan, dan kehilangan sisipan

Hanya kombinasi **rekabentuk + proses + pengujian** yang menjamin kestabilan rintangan sebenar.

5. Keupayaan Kejuruteraan Kabel Hotten dalam Kawalan Rintangan Mikro-Koaks

Hotten Cable mengkhususkan diri dalam produk mikro-koaks frekuensi tinggi dan mempunyai kepakaran jangka panjang dalam kestabilan rintangan.

Untuk mikro-koaks **38–50 AWG**, kami menyediakan:

• Rekabentuk elektrik & geometrik untuk 50Ω / 75Ω

• Ekstrusi frekuensi tinggi PFA / PTFE / PFA Berbusa

• Ketepatan OD peringkat mikron & kepekatan tinggi

• Pelbagai struktur pelindung (sebat tunggal, sebat berganda, kerajang + sebat)

• Pengujian dan penilaian rintangan, IL/RL pada tahap GHz

Melalui kawalan ketat saiz konduktor, OD penebat, bahan dielektrik, dan pelindung, kami mengekalkan kestabilan rintangan yang sangat baik—sesuai untuk:

• Pemancaran video UAV

• Kamera industri

• Ultrasonik perubatan

• Endoskop

• Sebarang aplikasi jalur lebar tinggi pada aras GHz dengan ruang kecil

Bagi pelanggan yang memerlukan **jalur lebar tinggi, kehilangan rendah, dan pemancaran isyarat definisi tinggi yang stabil dalam peranti kompak**, kabel mikro-koaksial dengan dimensi terkawal dan kepersisan impedans bermakna prestasi lebih baik, pembangunan lebih cepat, dan risiko sistem yang lebih rendah.