《通信线路工程施工与监理（活页式）》课件 2.4 同轴电缆基础知识

通信线路工程施工与监理

同轴电缆的基本概念

一、同轴电缆的基本结构

二、同轴电缆的工作原理

三、同轴电缆的类型和连接器

四、同轴电缆的特征参数一、同轴电缆的基本结构同轴电缆的结构对射频信号的传输有直接影响。它由里往外依次是内导体、塑胶绝缘层、屏蔽层和塑料护套而组成，铜芯与网状导体同轴，故名同轴电缆。同轴电缆（coaxialcable）以硬线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料，其频率特性比双绞线好，能进行较高速率的传输。由于它的屏蔽性能好，抗干扰能力强，通常多用于基带传输。同轴电缆的内导体（又称芯线）用来传送RF信号，有时也传送AC电源，通常是一股实心铜线或多股绞合铜线，对于大直径电缆也可以是“铜包铝”（一种镀有薄铜层的铝线）。为了提高强度，往往用“铜包钢”丝作为进户电缆（小直径电缆）的芯线。介质绝缘层的基本任务是在保证内外导体之间有足够介电强度的同时，还要保持内外导体结构上的同心。绝缘层通常采用介质损耗很小的介电材料，例如聚乙烯等，目前渗氮聚乙烯应用最为普遍。一般来说，绝缘介质的相对介电常数越小，也就是介质中空气含量越大，它对电磁波阻碍越小，从而电缆的衰减量和温度系数也越小。因此，如何增加介质中的空气含量减小其相对介电常数，是决定同轴电缆性能的关键。同轴电缆的发展史就是一部如何利用技术手段改进绝缘介质层空气含量的历史。一、同轴电缆的基本结构外导体的作用是防止自身RF信号的泄露和外部RF信号的的侵入，同时它也是RF信号和AC电源的“地”，跟内导体一起构成完整的传输回路。一、同轴电缆的基本结构

外导体最常见的构成方式有三种：一是纵向搭接、拼接或焊接的铜管或铝管，管子可以是光滑的，也可以是皱纹管，后者多用于大直径电缆。

二是铜丝编织的网状外导体或铝箔纵包加铜丝密编的复合外导体。

三是铜箔纵包或铝带纵包，这类结构对系统的屏蔽性能带来一定程度的改善。同轴电缆由里到外分为四层：中心铜线，塑料绝缘体，网状导电层和电线外皮。电流传导于中心铜线和网状导电层形成的回路中，因为中心铜线和网状导电层为同轴关系而得名。下图所示为同轴电缆的等效回路。二、同轴电缆的工作原理同轴电缆的等效回路图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。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)。三、同轴电缆的类型和连接器50Ω同轴电缆75Ω同轴电缆

按同轴电缆的直径大小分为：

(1)

细同轴电缆

直径为0.25英寸。细缆比粗缆灵活方便，易于安装。安装两头装上BNC头,然后接在T型连接器两端。

最大的干线电缆长度：185m

最大网络干线电缆长度：925m

每条干线段支持的最大节点数：30BNCT型连接器之间的最小距离：0.5m

每个以太网中最多可使用的中继器数：4

三、同轴电缆的类型和连接器BNC头T型头

按同轴电缆的直径大小分为：

(2)

粗同轴电缆

粗缆直径为0.5英寸，一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆两端头设有终端器，以削弱信号的反射作用。

最大干线段长度：500m最大网络干线电缆长度：2500m每条干线支持的最大结点数：100收发器之间最小距离：2.5m

三、同轴电缆的类型和连接器TAP接头终端匹配器可以分成三种类型：①实心绝缘型：防潮防水性能好但衰减大；②半空气绝缘型：半空气贯通式：衰减小，但防潮防水不好；半空气封闭式：衰减小，防潮防水好；③空气绝缘型：衰减很小但防潮防水差且不易制造。显然，使用时应首选封闭半空气式介质形式。现在应用最为广泛的有两种，即封闭竹节介质和封闭物理发泡介质。

三、同轴电缆的类型和连接器按照同轴电缆的绝缘结构按在CATV系统中的使用位置也可分为三种类型：①干线电缆：其绝缘外径多为9mm以上的粗电缆，要求损耗小，对柔软性的要求并不高；②支线电缆：其绝缘外径一般为7mm或以上的中粗电缆，要求损耗较小，同也要求一定的柔软性；③用户线电缆：其绝缘外径一般为5mm，损耗要求不重要，要求良好的柔软性。

三、同轴电缆的类型和连接器按同轴对的结构尺寸大小(d/D

d—内导体外直径，D—外导体内直径)可分为如下系列：

(a)小同轴

1.2/4.4

mm

(b)中同轴

2.6/9.5

mm

(c)大同轴

5/18

mm，5.5/20

mm，11/41

mm

(d)微同轴

0.6/2.0

mm,

0.7/2.9

mm,

0.9/3.2

mm

三、同轴电缆的类型和连接器同轴电缆产品作为特殊线缆产品，其质量指标主要体现在以下几个方面：①电气性能：它是传输质量的主要标志，包括特性阻抗、衰减常数、相移常数、回波损耗、屏蔽性能等几项测试参数；②机械性能：包括最小弯曲半径、最大拉力等测试参数；③温度特性：主要是指衰减常数（衰减量）随温度的变化率，单位为%/℃；④防潮性能；⑤成本及使用寿命。四、同轴电缆的特征参数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。若单位长度的电阻、电感、电导、电容分别是以R、L、G和C表示，则其特性阻抗Z0为：四、同轴电缆的特征参数阻抗匹配是保证电磁波行波传输的重要条件。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。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。四、同轴电缆的特征参数②衰减系数：反映电磁波能量沿电缆传输时的损耗的大小。定义：α=10（1/L）lg（P2/P1）[dB/100m]，

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。

四、同轴电缆的特征参数③反射损耗：这里所说的反射，不是指由于电缆特性阻抗与负载或信号源不匹配所产生的反射，而是电缆本身的原因所引起的内部反射。反射的大小可用反射系数、驻波比或反射损耗来衡量，它们之间的关系为：四、同轴电缆的特征参数④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。如果电缆屏蔽不好，传输信号不仅会受到外来杂波的串扰，