50欧姆是最常见的阻抗射频连接器. 如此司空见惯，也就不足为奇了。 为什么是 50欧姆? 30欧姆好的？ 100怎么样欧姆? 这个标准是谁定的？ 今天我们就来聊聊50的来龙去脉欧姆.
射频电路设计是一个纠结的过程。 对于像我这样患有困难选择综合症的人来说尤其如此。 一种设计性能更好，一种更小，另一种更便宜。 有没有好的、小而便宜的设计？ 我认为应该有，所以我每次都在寻找最佳解决方案。 这种不断纠缠的过程可以说贯穿了项目的整个开发周期。 50欧姆也是来来去去的妥协。 这种妥协从何而来？ 射频电路设计中一个永恒的话题是功耗和功耗。 如何传输最大功率？ 如何最小化功耗？ 没有消费只存在于理想中，消费就是现实。 50欧姆是最大功率和最小损耗平衡中的一个值。
以我们最常用的同轴电缆为例。 看看50欧是一个什么样的阻抗值？
上图是同轴线的示意图，由内导体和外导体组成。 因为内导体和外导体是同轴的，所以称为同轴线。 同轴传输的主要模式是TEM模式。 除了TEM模式的倍频外，高阶模式还有由腔引起的TE和TM模式。 我们使用的同轴线都是工作在TEM模式下，场分布如下图所示：电场是从内导体外表面到外导体内表面，磁场围绕着 内导体，在长度方向呈周期性分布。
稳定的工作模式，超宽的工作带宽，超低的传输损耗，同轴电缆自发明以来就受到广大射频工程师的喜爱。 它比它的老前身 Double Line 好很多倍。 因此，从 1930 年代开始，RF 工程师开始寻找最佳的同轴电缆——最高的功率和电压传输，以及最低的损耗。
但研究越深入，越多的工程师发现这似乎是不可能的。 为什么？
一、最大功率容量对应的阻抗为30欧姆，最大电压对应的阻抗为60欧姆. 两者完全不同。 如下所示
更重要的是，最小损耗对应于更高的特性阻抗 77欧姆.
三者非常不同。 如果你不相信我，试试阻抗匹配，看看回声有多大变化？ 这与50无关欧姆. 妥协就在这里。 工程师喜欢平均。 最大功率阻抗和最小损耗阻抗的算术平均值为53.5欧姆. 接近50了吗？ 几何平均数为 48欧姆. 也就是说，阻抗范围为 48欧姆到 53欧姆对射频工程师来说是可以接受的，不会影响太大的功率容量和信号损失。 因此，50 的值欧姆出生于。 它逐渐成为射频设计的标准值。那里是 50欧姆进来。当然，在某些特定场合，75欧姆和 30欧姆也会被使用。
设置这个阻抗标准有什么好处？
除了上面提到的功率和损耗权衡之外，更重要的是，50欧姆是射频设备的端口标准。 一个射频系统由多个射频模块组成，我们在设计单个射频模块时，只需将端口设置为50即可欧姆，以便系统集成时可以轻松匹配端口。
当然，这只是理想情况，我们很难做到满50欧姆在实际电路设计中。 比如我们的端口回波损耗有时只能是10dB。 但请记住，这 10dB 回声仅适用于 50 的端口阻抗欧姆. 如果改变阻抗，性能会发生很大变化。 这个50欧的端口阻抗就是我们测试线端口的阻抗，所以在测试之前我们需要校准一下，保证测试线端口是50欧姆.
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