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同轴电缆传输特性解析

2016-10-19 23:08:38 点击：

同轴电缆传输特性解析

同轴电缆（CoaxtalCabLe）常用于设备与设备之间的连接，或应用在总线型网络拓扑中。同轴电缆中心轴线是一条铜导线，外加一层绝缘材料，在这层绝缘材料外边是由一根空心的圆柱网状铜导体包裹，最外一层是绝缘层。它与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰能力强、屏蔽性能好、传输数据稳定、价格也便宜，而且它不用连接在集线器或交换机上即可使用。同轴电缆从用途上分可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。同轴电缆分50Ω基带电缆和75Ω宽带电缆两类。基带电缆又分细同轴电缆和粗同轴电缆。基带电缆仅仅用于数字传输，数据率可达10Mbps。

1、同轴电缆的特性阻抗

同轴电缆是由两个不一样的、彼此之间用绝缘材料隔开的同芯导体组成。内导体是铜包铝或者铜芯线，外导体是铝管或金属编织网护套，若外导体接地，将充当中心导体的屏蔽层，具有抗外来干扰作用。在同轴电缆传输理论中，它能保证射频在电缆内部进行传输。由于内外导体之间相隔距离近，相互之间会有一定电缆，实际上电感和电容是沿着传输线均匀分布。所以传输线的特性阻抗取决于线路的电感和电容，而他们又取决于线的尺寸。

2、同轴电缆的衰减特性

同轴电缆的衰减常数反映了电磁能量沿电缆传输时损耗的大小，是同轴电缆主要传输特性之一。传输线中信号的衰减是由传输线中的分布电容和分布电感引起的。同轴电缆中的衰减与频率有关，随频率的增加、串联电感的感抗要增加，并且并联电容的容抗要减少。

信号在电缆中传输时，经过一段距离后，信号将变得越来越弱，信号的减弱成为衰减，频率越高，损耗越大。电缆内外导体的损耗与支承该道题的绝缘材料介质损耗相关，其中以导体损耗为主，内导体的损耗约占整个导体损耗的80%。为尽量减少损耗，使信号传送的距离更远，在生产电缆时采用介电常数较小的绝缘材料是唯一可行的办法。

3、同轴电缆的温度特性

环境温度变化是有线电视系统中信号电平波动的主要原因，由于同轴电缆特性与环境温度的变化有着紧密的关系，特别是大系统的长干线更为突出，所以系统传输性能好坏将随温度的变化而变化。当周围环境温度升高时，相应的电缆损耗也增加较多。环境温度变化是使电缆电视系统中信号电平变化的最主要因素之一。

温度主要对同轴电缆的直流电阻以及介质损耗产生影响。环境温度升高时，如同频率增加一样，会使电缆中的导体和介质的损耗增加；反之温度减小时，电缆中的导体和介质的损耗也随之减小。由于温度对电缆损耗的影响较大，应引起维护工作人员的特别注意。

4、电缆的选择和使用
同轴电缆通常用于传输有线电视信号、视频信号、数字信号和其它各种高频信号。根据用途不同，选用电缆的标准也有差异。
质量好的电缆从外观上看结构紧密、挺实、外护套光滑柔韧。编织网丝粗、密度大。除编织丝数量外，屏蔽层编织角小于450。但有些产家为了节省材料，电缆的编织角大于700，这会使电缆的屏蔽特性变差。工艺差的电缆中心导体或绝缘部分都能从中拉出。四屏蔽电缆外导体的铝箔分粘接和搭接两种。搭接是将铝箔在电缆物理发泡绝缘体上裹上一层，接头处重叠一部分，一般为3mm。粘接是铝箔与物理发泡绝缘体粘在一起。粘接较搭接屏蔽性能更好。最好的四屏蔽电缆都采用粘接。
有线电视系统和高频宽带监控系统所用同轴电缆多为高频物理发泡电缆。由于电缆的低频抗干扰特性差，外界在低频段的干扰强度大、干扰频率多。所以，在使用上有意避开了5MHz以下的频段。但上述系统工作的频带宽，因此，在选择电缆时，应特别注意高频的衰减特性和反射损耗。在有线电视反向传输信号时，所有终端的噪声将汇集到前端。所以，为了尽量减小电缆受外界的干扰，通常选用4层屏蔽或铝管电缆。
在施工中，不能破坏电缆的外型。否则会影响电缆的阻抗特性和屏蔽特性。电缆连接时，切记不要随意将导线拧在一起了事。必须采用专用接头连接。制作前，应参考同轴电缆的接头制作方法。这一点应特别重视。具统计，在工程中有80%以上故障出在接头上。如果电缆对过强的干扰信号屏蔽达不到传输要求时，可以采用辅助措施解决。如：在外导体加金属管或磁环，屏蔽或短路信号；在传输线两端加调制解调器，转移频率，躲避干扰；或增加视频幅度，压制干扰等方法。

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