En los productos de alta precisión como smartphones, laptops, sondas médicas y equipos de detección industrial, el cable coaxial extremadamente fino (Micro Coaxial Cable) es prácticamente indispensable como solución de transmisión de señales de alta velocidad. Puede realizar transmisiones estables de alta frecuencia en un espacio limitado, y posee características como alta flexibilidad y larga vida útil de doblado. En la estructura de este tipo de cables, los materiales dieléctricos, es decir, la capa aislante envuelta alrededor del conductor interno, juegan un papel crucial. Los materiales dieléctricos no solo afectan la pérdida de señal, la impedancia característica y la respuesta en frecuencia, sino que también determinan directamente la durabilidad del cable. Por lo tanto, entender las características y aplicaciones de diferentes materiales dieléctricos es crucial para el diseño de cables coaxiales extremadamente finos de alta performance.
Uno, polietileno sólido (Solid PE)
El polietileno rígido es el material dieléctrico más tradicional y común para el coaxial extremadamente delgado. Su estructura es simple, el costo es bajo y la resistencia mecánica es alta, presentando un rendimiento estable en la transmisión de señales de baja frecuencia. Sin embargo, debido a que la constante dieléctrica es relativamente alta, la atenuación de las señales de alta frecuencia es significativa, por lo que su rendimiento es limitado en escenarios de alta velocidad de transmisión. El polietileno rígido es adecuado para aplicaciones sensibles al costo y de baja frecuencia de transmisión, y es una elección ideal para escenarios de baja velocidad o de entrada.
Polietileno espumado (Foam PE)
El polietileno espumado, al introducir burbujas de aire en el material, reduce la constante dieléctrica, lo que resulta en una disminución de la atenuación de la señal y un aumento de la velocidad de transmisión. Posee buena flexibilidad, adecuada para escenarios de flexión repetida y alta banda ancha de transmisión. Sin embargo, la estructura espumada es sensible a la humedad; si falta un diseño de protección contra la humedad, el uso a largo plazo puede afectar el rendimiento. Por lo tanto, el polietileno espumado es una opción de equilibrio entre costo y rendimiento en la transmisión de datos a alta velocidad.
Tres, Politetrafluoroetileno (PTFE) y resina fluorada perfluoroalcanoica (PFA)
PTFE es el material representativo de alta gama de alambres coaxiales extremadamente delgados, con una constante dieléctrica muy baja y baja pérdida de señal, capaz de mantener una estabilidad de rendimiento en condiciones de alta temperatura, alta humedad y ambientales adversas, adecuado para escenarios de alta performance como sondas médicas, aviación y espacio y comunicación 5G. Pero tiene una dificultad de procesamiento grande y un costo alto. La PFA tiene una performance similar a la del PTFE, al mismo tiempo posee mejores propiedades de procesamiento y formado y una mayor resistencia a la corrosión química, es muy confiable en escenarios de uso a largo plazo como la detección industrial y la imagen médica.
Cuatro, comparación de propiedades de materiales y estrategias de selección
Los diferentes materiales tienen sus propias ventajas: el polietileno de alta densidad es económico y tiene una estructura simple, pero su rendimiento en alta frecuencia es limitado; el polietileno espumado tiene una mejor capacidad de control de la pérdida de señal, pero se debe prestar atención a la protección contra la humedad; el PTFE tiene un excelente rendimiento en alta frecuencia, alta temperatura y entornos adversos, y es la opción preferida para aplicaciones de alto rendimiento; el PFA combina el rendimiento alto, la flexibilidad de procesamiento y la resistencia química, y es muy adecuado para el uso a largo plazo en industrias y campos médicos. En el diseño de cables coaxiales muy delgados, la elección del material dieléctrico determina directamente la calidad de transmisión de señales y la vida útil del sistema.
Los materiales dieléctricos son como el "corazón" de un cable coaxial extremadamente fino, y la elección del material adecuado es esencial para lograr la transmisión de señales de alta velocidad y estabilidad, así como para extender la vida útil del sistema. Para aplicaciones que buscan altas frecuencias, baja pérdida y larga duración, el PTFE y el PFA son soluciones ideales; cuando se busca un equilibrio entre rendimiento y costo, el polietileno espumado es una opción intermedia; y en aplicaciones sensibles al costo y de baja frecuencia, el polietileno sólido sigue siendo adecuado.
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