同軸電纜特性介紹

來源：未知發(fā)布日期：2020-03-17 10:23

同軸電纜是有線電視系統(tǒng)中用來傳輸射頻信號(hào)的主要媒質(zhì)，它是由芯線和屏蔽網(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，故稱同軸電纜或同軸線。目前，在不能完全實(shí)現(xiàn)光纖到戶的情況下，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)于有線電視工作者特別是剛剛從事有線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)不需供電的用戶網(wǎng)采用銅包鋼線，對(duì)于需要供電的分配網(wǎng)或主干線建議采用銅包鋁線，這樣既能保證電纜的傳輸性能，又可以滿足供電及機(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，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)用戶電纜從美觀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種類型

(1)干線電纜：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)、芯線絕緣材料、護(hù)套材料和派生特性(見表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，這些特性是沿線路分布的，稱為分布常數(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+jωlG+jωC(ω=2πf)

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，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)受到外來雜波的串?dāng)_，影響有線電視信號(hào)質(zhì)量，也會(huì)泄漏出去干擾其他信號(hào)，為非CATV用戶所接收，嚴(yán)重影響有線電視的正常入戶。

4同軸電纜質(zhì)量的簡(jiǎn)易檢測(cè)

4.1觀察絕緣介質(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電視線路中還是電源的回路線，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)線用螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)量，在同等價(jià)格下，線徑越粗質(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，它在防止外來開路信號(hào)干擾與有線電視信號(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，剖開護(hù)套層，觀察編織網(wǎng)線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，再割開電纜護(hù)套層觀看鋁箔有無折裂現(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，以用力不能拉出線芯為合適。

4.6觀察電纜成圈形狀

電纜成圈不僅是個(gè)美觀問題，而且也是質(zhì)量問題。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。

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