同轴电缆的结构与类型.pptx

第10讲 同轴电缆电子信息学院一、教学内容1.同轴电缆的结构与类型2.同轴电缆的特性和指标3.有线电视传输系统中常用的几种同轴电缆 二、教学目的1.了解同轴电缆的结构与分类2.掌握同轴电缆的传输规律3.掌握同轴电缆的特性和指标三、教学重点和难点重点：同轴电缆的特性和指标 难点：率减系数、温度系数 一、同轴电缆的结构与类型一、同轴电缆的结构与类型 1 1 结构结构2 类型类型按照同轴电缆的绝缘结构可以分成三种类型：实心绝缘型：防潮防水性能好但衰减大；半空气绝缘型：空气绝缘型：衰减很小但防潮防水差且不易 制造。二、同轴电缆的电气性能参数 1 1、特性阻抗、特性阻抗定义：电缆处于匹配状态（即线路上无反射波）时沿线的电压与电流的比值。计算公式：Z=ln Z 特性阻抗 d2:外导体有效直径 r 相对介电常数 d1：内导体有效直径阻抗匹配：在CATV系统中，电缆的特性阻抗应尽可能和负载的阻抗相一致，否则，（1）造成信号的反射，使负载得到的功率减少，电缆的传输效率下降；（2）会造成传输信号的畸变，使电缆图象传输出现重影。2 2、衰减常数、衰减常数定义：=10（1/L）lg（P2/P1）dB/100m，反映电磁波能量沿电缆传输时的损耗的大小，通常要求电缆有尽可能小的衰减常数。规律：衰减由内外导体的损耗与绝缘材料的介质损耗之和构成。在低频段主要是导体的衰减，频率越高，介质引起的衰减就越大。衰减的频率特性曲线：是评价电缆衰减指标最有效的依据，基本要求主要是：(1)曲线上各频率点的衰减值要达到技术指标，且越低越好。(2)曲线越光滑越平坦越好，不得有吸收点。同轴电缆衰减测试电缆电缆型号型号5MHz15MHz30MHz50MHz65 MHz100MHz750MHz75-51.82.63.64.75.36.71975-71.31.82.33.03.44.31375-90.91.31.82.32.63.31075-120.60.91.31.71.92.47.4电缆的衰减系数dB/100m3、回波损耗定义：LR=-20lg(dB)，式中代表电缆输入端反射系数。本质：回波损耗表示电缆内部均匀性好坏。回波损耗LR越大，反射系数越小，也就是驻波系数S越小，则表示电缆内部均匀性好。回波损耗曲线是判断电缆传输信号时反射程度的依据，它是在电缆的信号输入端测到的各使用频率点的反射损耗数据组成的连续曲线。优质电缆的反射损耗曲线上没有孤立的特别低的峰值。同轴电缆反射损耗测试4、屏蔽特性 屏蔽衰减s定义：向电缆内外导体间形成的内回路（一次系统）馈入的功率P1与根据测得表面电流的最大值面计算出电缆的外导体和周围环境形成的非回路（二次系统）的最大功率P 2mnx的对数比。本质：屏蔽衰减越大，则表示电缆的屏蔽性能越好。三、电缆结构及其对电缆质量的影响 1、内导体重要性：电缆总损耗主要由内导体电阻引起。要求：有较好的电气特性和一定的机械强度。类型：纯铜内导体（BC）铜包铝内导体（CCA）铜包钢导体（CCS）2 2、绝缘体、绝缘体藕型：易受潮、易腐蚀、寿命低，传输衰减大，建议不采用。竹节状：传输速率大、衰减小，结构不合理，非均匀传输线，在563MHz处出现波峰，不易安装施工。化学发泡：发泡不均匀，开放式气孔，有毛细现象，极易吸潮，影响传输性能，残留活性基团受紫外线照射易被激化，老化严重，寿命短；大部分制造商已摒弃的工艺。物理发泡：衰减小，寿命长，工作环境好，充入高压氮气发泡，能源消耗低，无残留物质，发泡孔细小、数量多、分布均匀一致、彼此间不联通、表面光滑平整，防潮性好，结构反射损耗2 0dB以上，是当今低损耗射频电缆最先进的绝缘介质。3、外导体 铝箔铝箔+金属编织网金属编织网：弯曲半径小，便于安装施工，有双重、三重、四重屏蔽可供选择，如添加浸渍剂，抗腐蚀性能和寿命可提高3-4倍，一般用在用户线中。铝箔纵包铝箔纵包：易弯曲，屏蔽性能、机械性能一般，生产成本较低。焊接铝管焊接铝管：采用氩弧焊方式，铝管壁较薄，易弯曲，屏蔽性能、机械性能较好，回路电阻较大，与连接器连接不太稳定。无缝铝管无缝铝管：无缝拉伸工艺,保证纵向完整性，壁厚0.6-0.7mm，机械性能好，不易受损，性能好，屏蔽衰减最好达120dB以上，回路电阻小，功率损耗低，特别适合馈电传输，连接器连接稳定。4、护套 射频电缆的护套应柔软、坚固、能抵抗环境污染、化学试剂、辐照、高低温、腐蚀以及霉菌等作用，表面光滑圆整、不透潮气，并印有公司、型号及长度标记。常用护套材料：聚氯乙烯护套（多为用户线采用）耐环境应力聚乙烯护套（主干线优先采用）四、电缆的特性 三大特性：传输特性、温度特性和阻抗特性。1、电缆的传输特性 （1）电缆对不同频率的高频信号有着不同的衰减量，在其上面传输的信号频率越高，衰减就越大。（2）电缆对高频信号的衰减量与电缆的长度成正比。电缆传输特性相关概念 衰减系数：单位长度（一般取100米）电缆信号功率衰减的分贝值dB/100m。电缆的斜率特性：电缆的损耗大小随频率变化的这种特性，理想的电缆的传输衰减量与传送信号频率的平方根成正比。由于电缆存在这种斜率特性，为此在CATV系统中，要进行斜率补偿或叫均衡处理。电缆的电长度：电缆在最高工作频率下的损耗总分贝数。均衡器EQ 均衡器EQ：对电缆所产生的负斜率进行补偿的器件。均衡量两种表示方式：直接标注高低频参考点的损耗分贝差；标注当量均衡值。某段电缆的斜率等于其电长度除以系数=1/1-(fL/fH)1/2，式中fL是低端频率，fH是高端频率。均衡器指标：1.均衡量（上、下限频率衰减量的差值）=工作范围内下限频率衰减量-上限频率衰减量。2.接入衰减：上限频率衰减量。2、电缆的温度特性 电缆的斜率和损耗还与环境的温度有关。温度系数：描述电缆损耗随温度变化特性的参数。一般电缆的温度系数是0.2%/摄氏度，即温度增加一度，损耗将增加0.2%。在我国的大部分地区,气温对电缆所造成的损耗变化量为5%，当电缆网较长时，电缆的温度特性所造成的影响就不容忽视。3、电缆的阻抗特性 常用的CATV电缆标称特性阻抗均为75。阻抗匹配是保证电磁波行波传输的重要条件。阻抗失配将造成电磁波的部分反射。电缆因受长期的自身重量、风压负荷等作用使其机械特性变差时，电缆的特性阻抗将会发生变化，其结果使网络的反射损耗变小，严重时使图像产生重影现象。在网络的铺设施工中，对电缆的弯曲程度和绑扎工艺都有一定的要求，目的就是防止因为施工不当造成电缆的机械性能变差，使电缆的特性阻抗变值，从而使网络的反射损耗指标变差。