Dans les produits à haute précision tels que les smartphones, les ordinateurs portables, les sondes médicales et les équipements de détection industrielle, les câbles coaxiaux microscopiques (Micro Coaxial Cable) sont presque indéispensables pour la transmission de signaux à haute vitesse. Ils peuvent réaliser une transmission stable à haute fréquence dans une surface limitée, tout en possédant des caractéristiques telles que la souplesse et une longue durée de vie en cas de flexion. Dans cette structure de câble, les matériaux diélectriques - c'est-à-dire la couche isolante qui enveloppe le conducteur interne - jouent un rôle crucial. Les matériaux diélectriques non seulement influencent les pertes de signal, laimpédance caractéristique et la réponse en fréquence, mais déterminent également directement la durabilité du câble. Par conséquent, comprendre les caractéristiques et les scénarios d'application des différents matériaux diélectriques est essentiel pour la conception de câbles coaxiaux microscopiques à haute performance.
Un polyéthylène plein (Solid PE)
Le polyéthylène fondu est le matériau diélectrique le plus traditionnel et le plus couramment utilisé pour les coaxiaux extrêmement fins. Sa structure est simple, son coût est bas, et sa résistance mécanique est élevée, il se caractérise par une stabilité dans la transmission de signaux à basse fréquence. Cependant, en raison de sa constante diélectrique relativement élevée, l'atténuation des signaux à haute fréquence est significative, et donc ses performances sont limitées dans les scénarios de transmission à haute vitesse. Le polyéthylène fondu convient aux applications sensibles au coût et aux fréquences de transmission faibles, et est un choix idéal pour les scénarios à faible vitesse ou de niveau de base.
Deuxième partie : polyéthylène expansé (Foam PE)
Le polyéthylène expansé, en introduisant des bulles d'air à l'intérieur du matériau, réduit la constante diélectrique, réduisant ainsi l'atténuation du signal et augmentant la vitesse de transmission. Il possède une bonne flexibilité, adapté aux scénarios de flexion fréquente et de transmission à large bande. Cependant, la structure expansée est sensible à l'humidité ; sans conception anti-humidité, son utilisation à long terme pourrait affecter les performances. Par conséquent, le polyéthylène expansé est un choix de compromis entre le coût et les performances dans les transmissions de données à haute vitesse.
Tert, Polytéfluoréthylène (PTFE) et résine perfluoroalcoxy (PFA)
PTFE est le matériau représentatif des lignes coaxiales extrêmement fines à haute performance, caractérisées par une constante diélectrique très basse et une perte de signal faible. Il peut maintenir une performance stable dans des environnements à haute température, humidité et extrêmement difficiles, et est adapté aux scénarios à haute performance tels que les sondes médicales, l'aérospatiale et la communication 5G. Cependant, sa difficulté de traitement est élevée et son coût est élevé. Le PFA a des performances similaires au PTFE, mais il présente également de meilleures propriétés de formabilité et une résistance chimique accrue, ce qui en fait un choix très fiable pour des scénarios à usage prolongé tels que les tests industriels et les images médicales.
Quatre, comparaison des propriétés des matériaux et stratégies de choix
Les différents matériaux ont leurs propres avantages : le polyéthylène dense est bon marché et la structure est simple, mais ses performances à haute fréquence sont limitées ; le polyéthylène expansé se montre meilleur dans le contrôle des pertes de signal, mais il faut faire attention à la protection contre l'humidité ; le PTFE se distingue dans les hautes fréquences, les températures élevées et les environnements difficiles, et est le choix préféré pour les applications à haute performance ; le PFA combine les performances élevées, la flexibilité de traitement et la résistance chimique, ce qui le rend très approprié pour une utilisation à long terme dans les domaines industriel et médical. Dans la conception des coaxiaux extrêmement fins, le choix du matériau diélectrique détermine directement la qualité de transmission du signal et la durée de vie du système.
Les matériaux diélectriques sont comme le "cœur" d'un câble coaxial extrêmement fin ; choisir le bon matériau est crucial pour réaliser une transmission de signaux à haute vitesse et stable, et prolonger la durée de vie du système. Pour les applications qui cherchent à atteindre des fréquences élevées, des pertes faibles et une longue durée de vie, le PTFE et le PFA sont des solutions idéales ; lorsqu'il s'agit de trouver un équilibre entre les performances et les coûts, le polyéthylène expansé est une option de compromis ; et dans les applications sensibles au coût et à basses fréquences, le polyéthylène solide peut toujours assumer la tâche.
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