同軸電纜特性介紹
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來(lái)源：未知發(fā)布日期：2020-03-17 10:23
同軸電纜是有線(xiàn)電視系統(tǒng)中用來(lái)傳輸射頻信號(hào)的主要媒質(zhì)，它是由芯線(xiàn)和屏蔽網(wǎng)筒構(gòu)成的兩根導(dǎo)體，因?yàn)檫@兩根導(dǎo)體的軸心是重合的，故稱(chēng)同軸電纜或同軸線(xiàn)。目前，在不能完全實(shí)現(xiàn)光纖到戶(hù)的情況下，同軸電纜的使用量相當(dāng)大，多方位了解同軸電纜的特性，對(duì)于有線(xiàn)電視工作者特別是剛剛從事有線(xiàn)電視工作的同志更是大有益處。
1同軸電纜的結(jié)構(gòu)
射頻同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)、外導(dǎo)體(屏蔽層)和護(hù)套4部分組成。
1.1內(nèi)導(dǎo)體
內(nèi)導(dǎo)體通常由一根實(shí)心導(dǎo)體構(gòu)成，利用高頻信號(hào)的集膚效應(yīng)，可采用空銅管，也可用鍍銅鋁棒，對(duì)不需供電的用戶(hù)網(wǎng)采用銅包鋼線(xiàn)，對(duì)于需要供電的分配網(wǎng)或主干線(xiàn)建議采用銅包鋁線(xiàn)，這樣既能保證電纜的傳輸性能，又可以滿(mǎn)足供電及機(jī)械性能的要求，減輕了電纜的重量，也降低了電纜的造價(jià)。
1.2絕緣介質(zhì)
絕緣介質(zhì)可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)和氟塑料等，常用的絕緣介質(zhì)是損耗小、工藝性能好的聚乙烯。
1.3外導(dǎo)體
同軸電纜的外導(dǎo)體有雙重作用，它既作為傳輸回路的一根導(dǎo)線(xiàn)，又具有屏蔽作用，外導(dǎo)體通常有3種結(jié)構(gòu)。
(1)金屬管狀。這種結(jié)構(gòu)采用銅或鋁帶縱包焊接，或者是無(wú)縫銅管擠包拉延而成，這種結(jié)構(gòu)形式的屏蔽性能最好，但柔軟性差，常用于干線(xiàn)電纜。
(2)鋁塑料復(fù)合帶縱包搭接。這種結(jié)構(gòu)有較好的屏蔽作用，且制造成本低，但由于外導(dǎo)體是帶縱縫的圓管，電磁波會(huì)從縫隙處穿出而泄漏，應(yīng)慎重使用。
(3)編織網(wǎng)與鋁塑復(fù)合帶縱包組合。這是從單一編織網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展而來(lái)的，它具有柔軟性好、重量輕和接頭可靠等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證明，采用合理的復(fù)合結(jié)構(gòu)，對(duì)屏蔽性能有很大提高，目前這種結(jié)構(gòu)形式被大量使用。
1.4護(hù)套
室外電纜宜用具有優(yōu)良?xì)夂蛱匦缘暮谏垡蚁?，室?nèi)用戶(hù)電纜從美觀(guān)考慮則宜采用淺色的聚乙烯。2.1按照同軸電纜在CATV系統(tǒng)中的使用位置可分為3種類(lèi)型
(1)干線(xiàn)電纜：其絕緣外徑一般為9 mm以上的粗電纜，要求損耗小，柔軟性要求不高。
(2)支線(xiàn)電纜：其絕緣外徑一般為7 mm以上的中粗電纜，要求損耗較小，同時(shí)也要求一定的柔軟性。
(3)用戶(hù)分配網(wǎng)電纜：其絕緣外徑一般為5 mm，損耗要求不是主要的，但要求良好的柔軟性和室內(nèi)統(tǒng)一協(xié)調(diào)性。
2.2命名方式
為了便于大家從同軸電纜的型號(hào)大致看出其結(jié)構(gòu)類(lèi)型，下面給出我國(guó)電纜的統(tǒng)一型號(hào)編制方法以及代號(hào)含義，供大家參考。同軸電纜的命名通常由4部分組成：第一部分用英文字母，分別代表電纜的代號(hào)、芯線(xiàn)絕緣材料、護(hù)套材料和派生特性(見(jiàn)表2)，第二、三、四部分均用數(shù)字表示，分別代表電纜的特性阻抗(Ω)、芯線(xiàn)絕緣外徑(mm)和結(jié)構(gòu)序號(hào)，例如"SYV-75-7-1"的含義是：該電纜為同軸射頻電纜，芯線(xiàn)絕緣材料為聚乙烯，護(hù)套材料為聚氯乙烯，電纜的特性阻抗為75 Ω，芯線(xiàn)絕緣外徑為7 mm，結(jié)構(gòu)序號(hào)為1。
3同軸電纜的主要特性
3.1特性阻抗
同軸電纜的主體是由內(nèi)、外兩導(dǎo)體構(gòu)成的，對(duì)于導(dǎo)體中流動(dòng)的電流存在著電阻與電感，對(duì)導(dǎo)體間的電壓存在著電導(dǎo)與電容，這些特性是沿線(xiàn)路分布的，稱(chēng)為分布常數(shù)，若單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電導(dǎo)、電容分別以R、L、G、C表示，則其特性阻抗為： Z=R+jωlG+jωC(ω=2πf)
顯然，特性阻抗隨f不同而不同。如果我們假定內(nèi)、外導(dǎo)體都是理想導(dǎo)體，即R和G忽略不計(jì)，則Z=L/C，特性阻抗與頻率無(wú)關(guān)，完全取決于電纜的電感和電容，而電感和電容取決于導(dǎo)體材料、內(nèi)外導(dǎo)體間的介質(zhì)和內(nèi)外導(dǎo)體直徑，則 Z=138ε×D/d(Ω)式中ε為絕緣體的相對(duì)介電常數(shù)，它隨材料的種類(lèi)和密度而不同，D為外導(dǎo)體內(nèi)徑，d為內(nèi)導(dǎo)體外徑。
由于在制造中尺寸精度和介質(zhì)材料純度不均勻的影響，在有線(xiàn)電視系統(tǒng)中盡管要求使用的同軸電纜特性阻抗為75 Ω，但通常實(shí)際使用的同軸電纜的特性阻抗為(75±5)Ω。因此，為防止產(chǎn)生信號(hào)能量反射，達(dá)到最好的傳輸效果，終端負(fù)載阻抗也應(yīng)盡量等于電纜的特性阻抗。
3.2衰減特性
同軸電纜的衰減特性通常用衰減常數(shù)來(lái)表示，即：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度(如100 m)電纜對(duì)信號(hào)衰減的分貝數(shù)。信號(hào)在同軸電纜里傳輸時(shí)的衰耗與同軸電纜的尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關(guān)，相近的計(jì)算公式如下： A=3.56fZK+C 式中f為傳輸信號(hào)頻率，Z為特性阻抗，K是由內(nèi)外導(dǎo)體直徑、電導(dǎo)率和形狀決定的常數(shù)，C項(xiàng)通常較小，工程計(jì)算中通常忽略。由上式可見(jiàn)，衰減常數(shù)與信號(hào)的工作頻率f的平均方根成正比，即頻率越高，衰減常數(shù)越大，頻率越低，衰減常數(shù)越小。因此，損耗常數(shù)和頻率的關(guān)系可按下列公式推算： A1/A2=f1/f2 式中，A1為工作頻率為f1時(shí)的衰減常數(shù)，A2為工作頻率為f2時(shí)的衰減常數(shù)。
3.3電纜的使用期限
任何電纜都有一定的壽命，電纜在使用一段時(shí)間后，由于材料老化，導(dǎo)體電阻變大，絕緣介質(zhì)的漏電流增加，當(dāng)電纜的衰減常數(shù)比標(biāo)稱(chēng)值增加10%~15%時(shí)，該電纜就應(yīng)該更新，一般電纜的壽命根據(jù)質(zhì)量和使用場(chǎng)合的不同在7~20年之間。
3.4溫度系數(shù)
溫度系數(shù)表示溫度變化對(duì)電纜特性的影響程度，溫度升高，電纜的損耗增加，溫度降低，電纜的損耗減少。電纜衰減值的溫度變化量大約為0.2% dB/℃，表明電纜衰減在原基礎(chǔ)上變化0.2%，若溫度變化為±25℃，則電纜的衰減量變化±5% dB。假設(shè)某型號(hào)電纜長(zhǎng)1 500 m，在20℃時(shí)，550 MHz信號(hào)，α=7.9 dB/100 m,設(shè)溫度系數(shù)為0.2%/℃，其衰減量為1 500 m×7.9 dB/100 m=118.5 dB，當(dāng)溫度變化40℃時(shí)，衰減量變化為：118.5 dB×0.2%/℃×40℃=9.48 dB。
另外，同軸電纜的衰減量隨頻率的不同是存在斜度的，溫度的變化不僅會(huì)引起衰減量的變化，而且會(huì)引起斜度的變化。在實(shí)際工作中，消除溫度變化對(duì)系統(tǒng)影響的措施是采用溫度補(bǔ)償型放大器、自動(dòng)增益控制放大器和自動(dòng)斜率控制放大器。
3.5屏蔽特性
屏蔽特性是衡量同軸電纜抗干擾能力的一個(gè)參數(shù)，也是衡量同軸電纜防泄漏的一個(gè)重要參數(shù)。如果電纜屏蔽不好，傳輸信號(hào)不僅會(huì)受到外來(lái)雜波的串?dāng)_，影響有線(xiàn)電視信號(hào)質(zhì)量，也會(huì)泄漏出去干擾其他信號(hào)，為非CATV用戶(hù)所接收，嚴(yán)重影響有線(xiàn)電視的正常入戶(hù)。
4同軸電纜質(zhì)量的簡(jiǎn)易檢測(cè)
4.1觀(guān)察絕緣介質(zhì)的圓整度
標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的截面很圓整，電纜外導(dǎo)體、鋁箔貼于絕緣介質(zhì)的外表面，介質(zhì)的外表面越圓整，鋁箔與它外表的間隙就越小，越不圓整間隙就越大。實(shí)踐證明，間隙越小電纜的性能越好，另外，大間隙空氣容易侵入屏蔽層而影響電纜的使用壽命。
4.2檢測(cè)同軸電纜絕緣介質(zhì)的一致性
同軸電纜絕緣介質(zhì)直徑波動(dòng)主要影響電纜的回波系數(shù)，此項(xiàng)檢查可剖出一段電纜的絕緣介質(zhì)，用千分尺仔細(xì)檢查各點(diǎn)外徑，看其是否一致。
4.3檢測(cè)同軸電纜的編織網(wǎng)
同軸電纜的編織網(wǎng)線(xiàn)對(duì)同軸電纜的屏蔽性能起著重要作用，而且在集中供電有線(xiàn)電視線(xiàn)路中還是電源的回路線(xiàn)，因此同軸電纜質(zhì)量檢測(cè)必須對(duì)編織網(wǎng)是否嚴(yán)密平整進(jìn)行察看，方法是剖開(kāi)同軸電纜外護(hù)套，剪一小段同軸電纜編織網(wǎng)，對(duì)編織網(wǎng)數(shù)量進(jìn)行鑒定，如果與所給指標(biāo)數(shù)值相符為合格，比所給指標(biāo)數(shù)值少為不合格。另外對(duì)單根編織網(wǎng)線(xiàn)用螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量，在同等價(jià)格下，線(xiàn)徑越粗質(zhì)量越好。
4.4檢查鋁箔的質(zhì)量
同軸電纜中起重要屏蔽作用的是鋁箔，它在防止外來(lái)開(kāi)路信號(hào)干擾與有線(xiàn)電視信號(hào)泄露方面具有重要作用，因此對(duì)新進(jìn)同軸電纜應(yīng)檢查鋁箔的質(zhì)量。首先，剖開(kāi)護(hù)套層，觀(guān)察編織網(wǎng)線(xiàn)和鋁箔層表面是否保持良好光澤;其次是取一段電纜，緊緊繞在金屬小軸上，拉直向反向轉(zhuǎn)繞，反復(fù)幾次，再割開(kāi)電纜護(hù)套層觀(guān)看鋁箔有無(wú)折裂現(xiàn)象，也可剖出一小段鋁箔在手中反復(fù)揉搓和拉伸，經(jīng)多次揉搓和拉伸仍未斷裂，具有一定韌性的為合格，否則為次品。
4.5檢查外護(hù)層的擠包緊度
高質(zhì)量的同軸電纜外護(hù)層都包得很緊，這樣可縮小屏蔽層內(nèi)間隙，防止空氣進(jìn)入造成氧化，防止屏蔽層的相對(duì)滑動(dòng)引起電性能飄移，但擠包太緊會(huì)造成剝頭不便，增加施工難度。檢查方法是取1 m長(zhǎng)的電纜，在端部剝?nèi)プo(hù)層，以用力不能拉出線(xiàn)芯為合適。
4.6觀(guān)察電纜成圈形狀
電纜成圈不僅是個(gè)美觀(guān)問(wèn)題，而且也是質(zhì)量問(wèn)題。電纜成圈平整，各條電纜保持在同一同心平面上，電纜與電纜之間成圓弧平行地整體接觸，可減少電纜相互受力，堆放不易變形損傷，因此在驗(yàn)收電纜質(zhì)量時(shí)對(duì)此不可掉以輕心。
