了解毫米波電纜的基礎知識 | 解釋其特性和優勢

隨著下一代通訊系統的發展，毫米波電纜變得越來越重要。它作為實現高頻帶穩定訊號傳輸的關鍵設備，特別是在5G/6G通訊系統中受到關注。

本文對毫米波電纜的基本特性、發展背景、結構以及實際使用場景進行了全面的講解。另外，也對高頻特性、耐久性等選擇產品時應考慮的點進行說明，請作為參考。

什麼是毫米波電纜？

毫米波電纜是為了在30GHz以上高頻段實現穩定訊號傳輸而開發的具有特殊結構和材料的電纜。

它們在5G和自動駕駛使用的車載雷達等需要超高速無線通訊和精確雷達測量的領域中是不可缺少的。

毫米波電纜的特性

毫米波電纜最大的特點是即使在高頻下也能將損耗降至最低，且不易降低訊號品質。

傳統的同軸電纜隨著頻率的增加衰減會增加，因此不適合長距離傳輸或高精度通訊。

然而，透過組合特殊的導體和絕緣體，毫米波電纜即使在幾十GHz的頻段也能實現穩定的資料傳輸。

還有透過優化外徑和彎曲半徑，將易於操作與優異的高頻特性相結合的產品。很多情況下，會選擇在車輛內部的感測器佈線、基地台的連接天線等有限空間內易於佈線的結構。

毫米波電纜發展背景

毫米波電纜的出現得益於通訊和雷達技術更高頻率的快速進步。

近年來科技加速普及的第五代行動通訊系統（5G）遇到了傳統頻段的頻寬不足的問題，需要使用數十GHz的更高頻率。現有的同軸電纜無法有效傳輸如此高頻段的無線電波，因此開發新型電纜已成為當務之急。

其中一個例子就是自動駕駛領域，為了提高車載雷達的偵測能力，使用毫米波段正成為主流。

透過在傳統的 24 GHz 頻段之外考慮 77 GHz 頻段，可以提高障礙物偵測的準確性並創建更安全的系統。

這些技術創新需要大量具有優良高頻傳輸能力的電纜，因此毫米波電纜已開發並普及。

毫米波電纜的材料和結構

毫米波電纜的製作以實現低損耗為目標，從材料選擇到結構設計都經過仔細的考慮。

內部導體通常採用銅合金或鍍銀銅來降低電阻。

此外，絕緣體採用聚四氟乙烯（PTFE）和介電常數較低的特殊樹脂，努力將介電損耗降至最低。

外部屏蔽對於阻擋外部雜訊極為​​重要。典型的設計採用多層屏蔽來實現高屏蔽效果，例如多層金屬箔或編織屏蔽，或金屬管結構。

透過結合這些材料和屏蔽設計，建立了一種機制，即使在幾十GHz的訊號傳輸中也可以最大限度地減少損失，同時也能抑制外部幹擾。

毫米波電纜的優勢

毫米波電纜的一大優點是即使在高頻下也能輕鬆實現低插入損耗。

頻率越高，即使導體特性和絕緣體的介電常數略有不同，對通訊品質的影響也越顯著。因此，透過使用旨在減少損耗的毫米波電纜，可以充分利用必要的頻寬，而不會造成浪費。

此外，現在還有產品可以減少電纜本身的外徑和彎曲半徑，使其適合在狹小空間內佈線。

這樣就可以在不對現有設施進行重大改造的情況下實現更高的頻率。此外，強大的外部屏蔽還有減少鄰近設備和電纜噪音幹擾的額外好處。

隨著 5G 基地台的安裝、波束成形技術的引入以及車載雷達的多通道化，這些毫米波電纜的性能將變得越來越至關重要。

毫米波電纜的應用

毫米波電纜的應用範圍很廣，但典型的例子是無線基地台天線周圍的佈線。

使用高頻段的天線存在著即使很小的損失也可能直接導致較大損失的風險。因此，透過使用損耗耗盡可能小的毫米波電纜，可以更有效地利用通訊頻率範圍。

毫米波無線電波目前正用於汽車雷達，以防止碰撞並提高自動駕駛的準確性。利用毫米波電纜可以實現車內感測器和控制設備之間的高品質連接，並提高雷達的偵測精度。

它們也經常用於實驗室和工廠等測量環境中，作為連接數十GHz頻段測量儀器和被測對象的電纜。

這樣，它將在通訊和感測器技術進步的所有領域中發揮作用，並且未來其使用範圍很可能還會繼續擴大。

毫米波電纜挑戰

用於實現高頻傳輸的毫米波電纜也面臨一些挑戰。

最大的障礙之一是生產成本高。

由於需要精密的導體加工、特殊樹脂、多層屏蔽層等先進工藝，生產成本往往會上升。

還要注意的是，處理時必須小心。需要嚴格的品質控制以避免損害高頻特性，例如限制彎曲半徑和小心連接連接器時。

特別是在數十GHz頻段，即使是輕微的機械變形或接觸不良也會嚴重降低測量值和通訊品質。

另一個問題是盡量減少大規模生產過程中的變化。由於導體橫截面積的微小變化也會影響高頻性能，因此嚴格的檢查過程對於保持穩定的品質至關重要。

摘要

毫米波電纜是一種尖端電纜技術，即使在高頻下也能提供低損耗和高屏蔽。

雖然它對加工精度和材料選擇的要求比傳統同軸電纜更為嚴格，但在5G、自動駕駛雷達等先進通訊和偵測領域卻能發揮巨大作用。

隨著技術不斷發展以克服這些挑戰，毫米波電纜的應用範圍可能會進一步擴大。