同轴电缆简介100页PPT
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同轴电缆基础知识产品材料产品结构同轴射频电缆由内导体、绝缘体、外导体、以及护套四部份组成,每一组成部份对电缆的性能都有一定的影响。
必须根据使用要求,从电性能、机械性能及热性能进行严密的计算,选择合理的结构形式。
一、内导体内导体与外导体是同轴电缆的主要结构元件,它起着电磁波的导向作用,由于内导体尺寸比外导体小得多,因此内导体的损耗在总的导体损耗中占有很大比重,导体损耗是电缆的主要损耗因素,因此对内导体提出了很高的要求。
内导体有实芯、绞线、空管及皱纹管等几种形式。
二、绝缘考虑衰减、传输功率、承受电压等要求,射频电缆的绝缘结构可制成实体绝缘、空气绝缘及半空气绝缘三种形式。
1、实体绝缘优点是耐电强度高,机械强度高,热阻小以及结构稳定;缺点是用的介质材料多,介电常数大,当频率高时,电缆的衰减较大。
2、空气绝缘是在内外导体之间除了以一定间隔或螺旋式固定在内导体上的支撑物外,均是空气,其等效介电常数及介质损耗角正切都较小,因此在保持同样波阻抗的条件下,内导可以做得更大,从而降低电缆衰减。
3、半空气绝缘各项性能则介于实体与空气绝缘之间。
三、外导体外导体起着回路和屏蔽双重作用,在外导体上的能量损耗占导体损耗的三分之一左右,因此对外导体材料的电导率要求,不如对内导体要求高,可以采用电导率比铜小的铝作为外导体,这对总衰减影响不大,但在成本及重量上有很大好处。
结构有编织、管状、绞合,镀层等形式。
1、编织外导体一般使用直径0.1~0.3mm的软铜线、镀银铜线、镀锡铜线编织而成。
为减少及改进屏蔽性能,应使用编织覆盖率不小于90%。
2、管状外导体具有衰减低、屏蔽性好,机械强度高,防潮及密封性好等优点,缺点是柔软性差,允许弯曲半径大,不宜用于需要经常移动或反复弯曲的情况下。
而大直径管状外导体需要轧纹,可以改善其弯曲性能。
3、绞合外导体电气性能不如密闭的管状外导体,但比编织外导体好,并且具有足够的柔软性。
4、电镀外导体是用化学方法在绝缘表面镀包一层0.05微米的铜层,电镀增加到0.025毫米。
同轴线缆是一种优质的宽带传输介质优点:传输信号的衰减小技术水平同轴:目前我国的同轴产品的技术水平已经做到了0-20Gz;双绞线:双绞线的传输带宽约为同轴的1/10抗干扰性:同轴线:它把传输信号产生的电磁场全部限制在屏蔽层内部,不向外辐射,根据收发可逆原理,外界电磁场也不能穿过屏蔽层进入内部。
双绞线:双绞线不同了,干扰产生原理是另一回事,它的信号传输电磁场理论上是分布在无限空间。
根据收发可逆原理,外部空间电磁场也可以直接进入双绞线。
双绞线无法防止外界电磁场进入,但采用了螺旋扭绞的办法,让两条线接收到的信号“尽量完全一样”,并采用平衡差分信号处理技术,把这种完全一样的“共模信号”抑制掉。
这里关键是双绞线的“平衡”特性,“平衡”一旦有差别,干扰便乘虚而入,外界物体也会影响平衡。
工程上“平衡”是相对的,不是绝对的,电路的“共模抑制”性能是有一定范围的。
这两项实际问题,决定了双绞线的抗干扰能力,是有限制的,整合网络布线规则中规定强干扰情况下,必须使用屏蔽双绞线,就是这个道理。
传输特性:同轴线特线:同轴和双绞线的传输特性是由国标规定的,改变不了。
如视频信号上边频为6M,对于2000米传输距离,SYWV-75-5电缆衰减为40db,即电压衰减100倍,1Vp-p的6M视频信号衰减到10mv,或80db微伏,在这个电平进行视频恢复,可以保证高信噪比。
具有有线电视系统设计经验的工程师,对此十分清楚;对于非屏蔽双绞线,2km的6M衰减为92db,衰减将近4万倍,比75-5同轴电缆大52db(近400倍);双绞线特性:双绞线传输2km,1Vp-p信号衰减到了25微伏,即电平为28db微伏,已经可以和电路噪声电平接近了,仅用末端补偿,信噪比会严重变坏,出路只能是提高前端电平。
这就是目前双绞线传输必须采用的“前推后拉”技术方案,要求前后设备的补偿提升总能力必须大于92db,实际应该做到100db。
需要注意的还有,前端大信号放大提升电路本身产生的固有噪声,要比末端小信号电路产生的固有噪声大很多,系统信噪比变坏的更快,有人提出双绞线传输设备接力的中继级数可以做得很多(比同轴多很多),这纯属想象,理论上和实践上都是讲不通的;结论:比较同轴和双绞线传输系统时,有两个要点必须抓住:一是比较两种线传输特性的区别,二是看传输设备的水平和性能。
同轴电缆同轴电缆是有线电视系统中用来传输射频信号的主要媒质,它是由芯线和屏蔽网筒构成的两根导体,因为这两根导体的轴心是重合的,故称同轴电缆或同轴线。
目前,在不能完全实现光纤到户的情况下,同轴电缆的使用量相当大,多方位了解同轴电缆的特性,对于有线电视工作者特别是刚刚从事有线电视工作的同志更是大有益处。
1同轴电缆的结构射频同轴电缆由内导体、绝缘介质、外导体(屏蔽层)和护套4部分组成。
1.1内导体内导体通常由一根实心导体构成,利用高频信号的集肤效应,可采用空铜管,也可用镀铜铝棒,对不需供电的用户网采用铜包钢线,对于需要供电的分配网或主干线建议采用铜包铝线,这样既能保证电缆的传输性能,又可以满足供电及机械性能的要求,减轻了电缆的重量,也降低了电缆的造价。
1.2绝缘介质绝缘介质可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)和氟塑料等,常用的绝缘介质是损耗小、工艺性能好的聚乙烯。
1.3外导体同轴电缆的外导体有双重作用,它既作为传输回路的一根导线,又具有屏蔽作用,外导体通常有3种结构。
(1)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。
(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,电磁波会从缝隙处穿出而泄漏,应慎重使用。
(3)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,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,目前这种结构形式被大量使用。
1.4护套室外电缆宜用具有优良气候特性的黑色聚乙烯,室内用户电缆从美观考虑则宜采用浅色的聚乙烯。
常用同轴电缆结构如表1所示。
表1常用同轴电缆结构尺寸型号SYKV-75SYWV-75-5-7-9-12-5-7-9-12内导体(mm)1.001.602.002.601.001.662.152.77绝缘介质(mm)4.807.259.0011.54.807.259.0011.5外导体(mm)5.808.3010.012.65.808.3010.112.6护套(mm)7.5010.612.615.67.2010.312.215.0重量(kg/km)46751081654370931422同轴电缆的分类及命名方式2.1按照同轴电缆在CATV系统中的使用位置可分为3种类型(1)干线电缆:其绝缘外径一般为9mm以上的粗电缆,要求损耗小,柔软性要求不高。
同轴电缆基础知识同轴电缆是通信电缆中一种,其从开始制造到现在已发展了四代:第一代:聚乙烯<LDPE>材料作实芯绝缘介质的电缆,使用型号有SBVD带状型,SYV实芯型。
第二代:化学发泡PE材料作绝缘介质的电缆,使用型号,SYFV型。
第三代:藕芯纵孔PE材料作绝缘介质的电缆,使用型号,CAT型。
第四代:物理发泡PE材料作绝缘介质,使用型号SYWV,94/95年。
同轴电缆从第一代到现在在信号传输上一直起着重要作用,随着国民收入的提高,数字化电视的普及是必然趋势,同轴电缆将会受到应用,同轴电缆在未来几十年里在电线电缆中所占比重将越来越高。
1.同轴电缆的简介1)同轴电缆的定义同轴电缆(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;最基本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材料的护套包住。
图2.32为最常见最简单的同轴电缆。
图2.32 常见同轴电缆同轴电缆同心结构使电磁场封闭在内外导体之间,故辐射损耗小,受外界干扰影响小。
常用于传送多路电话和电视。
同轴电缆也是局域网中最常见的传输介质之一。
2)同轴电缆的分类同轴电缆的使用场合较多,使用要求各种各样,故其型号规格较为繁多,很难将其进行具体分类,人们只是将其简单进行归类。
同轴电缆按用途可分为两种基本类型:(1)基带同轴电缆目前基带常用的电缆,其屏蔽线是用铜做成的网状的,特征阻抗为50(如RG-8、RG-58等)。
(2)宽带同轴电缆宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的,特征阻抗为75(如RG-59等)。
按同轴电缆的直径大小分为:(1)粗同轴电缆粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。
由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。
但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。
(2)细同轴电缆细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。