同轴电缆的基础知识

1、射频同轴电缆线知识同轴电缆(Coaxial)是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。最常见的同轴电缆由绝缘材料隔离的铜线导体组成，在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体，然后整个电缆由聚氯乙烯等材料的护套包住。目前，常用的同轴电缆有两类：50和75的同轴电缆。75同轴电缆常用于CATV网，传输带宽可达1GHz，但目前常用CATV电缆的传输带宽为750MHz。一、结构简介：射频同轴电缆是指无线电频率范围内传输电信号或能量的同轴电缆的总称。它按用途可分为三类，即：CATV同轴电缆、移动通信基站用同轴电缆和漏洩同轴电缆。通常也被称之为：有线电视电缆、同轴电缆线、同轴电缆等。同轴电缆是由两个同轴布置的导体组成（内导体和屏蔽层），中间由绝缘介质隔离，传输的信号完全封闭在外导体内部，从而具有高频损耗低、屏蔽及抗干扰能力强、使用频带宽等显著特点。同轴电缆从外至内结构为（如图1所示）：1.内导体2.绝缘介质3.铝箔麦拉4.编织屏蔽层5.护套新西帝公司目前投资的设备，在同轴电缆生产领域，属于中上水准的，不仅可以生产以上所述的普通高质量同轴电缆线，还可以生产半密封式同轴电缆线。半密

2、封式同轴电缆线结构如下图4、图5所示：从上图中可以看出，半密封式同轴电缆线与常规的同轴电缆线相比，就是在内导体和绝缘层之间增加了一层很薄的“隔离PE层”，其作用是防止电缆线在沿海或潮湿地区使用时，因为潮气进入造成内导体氧化，起到防止内导体氧化的保护作用。同半密封式同轴电缆线对应的还有全密封式同轴电缆线，全封密型射频同轴电缆，它是在宽带通信接入网中采用的新同轴电缆。它有内导体，绝缘层，外导体和护套，绝缘层为一层高压物理高发泡聚乙烯层，其内有一层实心内皮层（PE隔离层），其外有一层实心外皮层（PE隔离层）；实心内皮层与内导体和聚乙烯泡沫层相粘结，实心外皮层与外导体和聚乙烯泡沫层相粘结，同时外导体与护套的空隙填有涂覆复合物或防腐物。全封密同轴电缆，可以防止水分和潮湿空气迁入或浸入，避免造成内导体及外导体锈蚀，保持电缆性能稳定，满足宽带通信接入网的要求。二、同轴电缆线的结构材料与工艺区别：同轴电缆线虽然在结构上大同小异，但如果从各个结构的不同材料或工艺，不同型号的同轴电缆线区别还是有很大的。现在结合电缆线的结构，对采用不同的材料及工艺，分别予以说明：1.内导体： 内导体也被称之为：芯线。它的作

3、用是传输高频信号或交直流电流，根据材质、工艺或用途的不同可以分为：铜单线、多根铜线绞合、铜包钢或空心铜管等。内导体对信号传输影响很大，因为衰减主要是内导体电阻损耗引起的。其电导率，尤其是表面电导率，应尽可能高，一般要求是58ms/m（+20），因为在高频下，电流仅在导体表面的一个薄层内传输，这种现象称为趋肤效应，电流层的有效厚度称为趋肤深度。内导体用的铜材质量要求很高，要求铜材应无杂质，表面干净、平整、光滑。内导体直径应稳定且公差很小。直径的任一变化都会降低阻抗均匀性和回波损耗，因此应精确控制制造工艺。2.绝缘介质：绝缘介质也被称之为内导体绝缘层。射频同轴电缆的绝缘介质远不只是起绝缘作用，最终的传输性能主要是在绝缘之后才确定的，因此介质材料的选择和其结构非常重要。所有重要的性能，如衰减、阻抗和回波损耗，都与绝缘关系很大。对绝缘介质最重要的要求有：相对介电常数低，介质损耗角因子小，以保证衰减小结构一致，以保证阻抗均匀，回波损耗大机械性能稳定以保证寿命长绝缘介质根据材质、工艺或用途的不同可以分为：物理发泡、化学发泡、藕芯、实芯、空气芯等。物理高发泡绝缘可以达到以上所有要求。用先进的挤塑和注

4、气工艺及特殊的材料，发泡度可以达到80以上，这样的电气性能与空气绝缘电缆比较接近。注气方法中，氮气直接注入挤塑机内的介质材料中，该工艺也称为物理发泡方法。与此相对的化学发泡方法，其发泡度只能达到50左右，介质损耗较大。注气法得到的发泡结构一致，意味着其阻抗均匀，回波损耗大。泡沫聚乙烯材料比实心聚乙烯更不易损耗视频信号，还增加了电缆的灵活性，安装方便，但容易吸潮从而改变电气性能。实心聚乙烯因其刚性，比泡沫材料保形性好，能承受以外挤压的压力。由于发泡绝缘介质有吸潮的缺点，因此又出现了半密封型和全密封型同轴电缆线。半密封型同轴电缆线的隔离PE绝缘层通过内薄层紧紧地包在内导体上，进一步提高了电缆的机械稳定性。而且，薄层中含有特殊的稳定剂，即能保证和铜的相容性，又能保证我们电缆的长期使用寿命。选用合适的内薄层材料，完全可以获得满意的性能，如：防潮、粘接和稳定性。全封密型射频同轴电缆，它是在宽带通信接入网中采用的新同轴电缆。它有内导体，绝缘层，外导体和护套，绝缘层为一层高压物理高发泡聚乙烯层，其内有一层实心内皮层，其外有一层实心外皮层；实心内皮层与内导体和聚乙烯泡沫层相粘结，实心外皮层与外导体和聚

5、乙烯泡沫层相粘结，同时外导体与护套的空隙填有涂覆复合物或防腐物。全封密同轴电缆，可以防止水分和潮湿空气迁入或浸入，避免造成内导体及外导体锈蚀，保持电缆性能稳定，满足宽带通信接入网的要求。隔离PE绝缘层根据不同的市场要求，又分为内粘型和外粘型。内粘型和外粘型的区别是，在完全切割绝缘介质并将其从内导体上抽出时，如果隔离PE绝缘层还粘附在内导体上的称之为内粘型，反之则为外粘型。在沿海及潮湿严重的地区或国家要选择内粘型同轴电缆线。3.外导体： 外导体有两个基本的作用：第一是回路导体的作用，第二起屏蔽作用。同轴电缆的外导体完全封闭，不允许电缆有任何信号的辐射。外导体用的铜材也应质量很好，导电率高，无杂质。外导体尺寸应严格控制在公差范围内，以保证均匀的特征阻抗和高的回波损耗。外导体通常有3种结构。3.1编织网与铝塑复合带纵包组合。这是从单一编织网结构发展而来的，由铝箔和编织网构成。它具有柔软性好、重量轻和接头可靠等特点，实验证明，采用合理的复合结构，对屏蔽性能有很大提高。公司能满足这种结构形式的电缆生产。3.2铝塑料复合带纵包搭接。这种结构有较好的屏蔽作用，且制造成本低，但由于外导体是带纵缝的圆管

6、，电磁波会从缝隙处穿出而泄漏，使用范围小。3.3金属管状。这种结构采用铜或铝带纵包焊接，或者是无缝铜管挤包拉延而成，这种结构形式的屏蔽性能最好，但柔软性差，常用于干线电缆。这种电缆需要专用的设备生产，公司目前还不生产。铝箔麦拉作用是起防辐射抗干扰的屏蔽作用，根据材质、生产工艺或用途的不同，也可以分为：普通OPE型铝箔、双面OPE型铝箔、单面自粘OPE铝箔、双面自粘OPE铝箔、PET高温型铝箔。 编织丝层的作用一是起紧固纵包层的作用，并能与插头有良好接触，及防辐射抗干扰的屏蔽作用，二是为了提高屏蔽效果，三是为了连接方便，以及为了增大电流，便于焊接等。编织丝层根据材质及工艺不同，分为：裸铜线、镀锡丝、镀银线、铝镁合金丝等，其中铝镁合金丝性价比最高被广泛使用。铝箔外层的编织应采用镀锡铜丝而不能采用裸铜丝，以免产生双金属的腐蚀。同轴电缆屏蔽层铜网能屏蔽电磁干扰或EMI的无用外部信号干扰，编织层中绞合线的多少和含铜量决定了其抗干扰的能力。编织层松散的同轴电缆能屏蔽掉80%干扰信号，适合于电气干扰较低的场合，如果使用金属管道效果更好。高干扰的场合要使用高屏蔽或高编织密度的电缆。铝箔屏蔽或包箔材料的

7、电缆不适用于电视监控系统，但可用于发射无线电频率信号。4.护套：护套的作用是保护电缆，使其不受机械力、摩擦、潮气、腐蚀、高低温环境等因素影响。根据不同使用的要求，护套分为白色和黑色等。常用护套料是PVC（聚氯乙烯）和PE（聚乙烯），PVC由于价格低廉及利于加工被大量采用，而对于要求防水要求高的场所护套最好采用PE材料。三、同轴电缆线的命名方式：为了便于大家从同轴电缆的型号大致看出其结构类型，下面给出我国电缆的统一型号编制方法以及代号含义，供大家参考。 同轴电缆的命名通常由4部分组成：第一部分用英文字母，分别代表电缆的代号、绝缘介质、介质工艺、护套材料（见表1），第二、三、四部分均用数字表示，分别代表电缆的特性阻抗（）、芯线绝缘外径（mm）和结构序号，例如“SYWV-75-5”的含义是：该电缆为射频同轴电缆，绝缘介质为聚乙烯，介质工艺为物理发泡，护套材料为聚氯乙烯，电缆的特性阻抗为75，芯线绝缘外径为5mm。以上介绍的命名方式为国家标准的命名方式，由于目前我们针对的是国际市场，而国外不同国家对于电缆的命名方式是各不相同的。例如我国的SYWV-75-5射频同轴电缆与美国的军用规范MIL-C

8、-17F射频电缆的RG-59类似。四、同轴电缆线的主要技术参数：1、特性阻抗：同轴电缆的主体是由内、外两导体构成的，对于导体中流动的电流存在着电阻与电感，对导体间的电压存在着电导与电容，这些特性是沿线路分布的，称为分布常数，由于在制造中尺寸精度和介质材料纯度不均匀的影响，通常实际使用的同轴电缆的特性阻抗为755，即有一个误差范围存在。特性阻抗是选择电视电缆首先要考虑的主要参数，为了尽可能降低系统的传输损耗，有线电视系统及卫星接收器电缆采用75特性阻抗。通讯无线电传输系统、业余和基地台无线电传输一般采用50特性阻抗。因此同轴电缆的特性阻有50、75等。2、衰减常数：衰减常数也称之为插入损耗或衰减特性，同轴电缆的衰减特性通常用衰减常数来表示，即：单位长度（如100m）电缆对信号衰减的分贝数。信号在同轴电缆里传输时的衰耗与同轴电缆的尺寸、介电常数、工作频率有关，即频率越高，衰减常数越大，频率越低，衰减常数越小。衰减常数也是电视电缆的主要参数，它反映了电磁场波能量沿电缆传输时的损耗大小。电缆插入损耗由内外导体的损耗（衰减）与绝缘材料的介质损耗（衰减）之和构成。在低频段主要是导体的衰减，频率越高

9、，介质引起的衰减就越大。因此UHF频段用的电视电缆优先选用高频性能好的物理发泡聚乙烯介质，它可以明显降低电缆衰减。导体的衰减又可分为内外导体的衰减，然而减小内导体的衰减犹为重要，减小内导体衰减有两个途径：一是采用导电率高的导电材料，二是通过减小绝缘材料的等效介电常数，促使内导体直径增大，从而使影响整个电缆衰减最为主要的一项内导体衰减明显下降。衰减常数的单位为dB/m。3、回波损耗：回波损耗也称之为回波系数，其大小对有线电视系统中图象清晰度影响较大，尤其是干线电缆对其要求很高，它主要是电缆制造过程中产生结构尺寸偏差和材料变形，而使电缆沿长度方向上的区域特性阻抗产生随机性及周期性不均匀的现象。当电缆加上传输信号时，这些地方便会出现信号的反射，电缆内部均匀性好坏用回波损耗来表示。除了以上主要技术指标以外，还有以下指标：温度系数：温度系数表示温度变化对电缆特性的影响程度，温度升高，电缆的损耗增加，温度降低，电缆的损耗减少。电缆衰减值的温度变化量大约为0.2%dB/，表明电缆衰减在原基础上变化0.2%，若温度变化为25，则电缆的衰减量变化5%dB。屏蔽特性：屏蔽特性是衡量同轴电缆抗干扰能力的一个参数，也是衡量同轴电缆防泄漏的一个重要参数。如果电缆屏蔽不好，传输信号不仅会受到外来杂波的串扰，影响有线电视信号质量，也会泄漏出去干扰其他信号。波速比：电磁波在线路的介质中传播速度与在真空中传播速度的比值。五、同轴电缆线的特点：1.抗干扰能力好2.频带较宽，传输数据稳定3.价格便宜，性能价格比高4.同轴电缆越细越长，损耗越大，信号频率越高，损耗越大5.即可传输信号也可以同时供电传输

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