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來(lai)源：行業動態 閱(yue)讀：7319 發布時(shi)間(jian)：2021-05-09
同軸(zhou)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)使(shi)用內部(bu)(bu)(bu)導(dao)體(ti)（通常(chang)是實心(xin)銅(tong)，絞合銅(tong)線(xian)或鍍銅(tong)鋼絲）傳導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)信號，該內部(bu)(bu)(bu)導(dao)體(ti)被絕緣層包(bao)圍(wei)(wei)，并且全(quan)部(bu)(bu)(bu)被屏蔽(bi)(bi)層（通常(chang)為一到四層編織(zhi)的(de)(de)金屬編織(zhi)層和(he)金屬帶）包(bao)圍(wei)(wei)。電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)由(you)外(wai)(wai)部(bu)(bu)(bu)絕緣護(hu)套保護(hu)。通常(chang)，屏蔽(bi)(bi)層的(de)(de)外(wai)(wai)部(bu)(bu)(bu)保持接地電(dian)(dian)(dian)(dian)位，并且將信號傳輸(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓施加到中心(xin)導(dao)體(ti)。同軸(zhou)設計的(de)(de)優勢在于，在差分模式下，內部(bu)(bu)(bu)導(dao)體(ti)上和(he)外(wai)(wai)部(bu)(bu)(bu)導(dao)體(ti)內部(bu)(bu)(bu)具(ju)有(you)(you)相等的(de)(de)推挽電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，信號的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)場和(he)磁場被限制(zhi)在電(dian)(dian)(dian)(dian)介質內，屏蔽(bi)(bi)層外(wai)(wai)部(bu)(bu)(bu)幾(ji)乎沒有(you)(you)泄漏。此外(wai)(wai)，如果(guo)在線(xian)路的(de)(de)接收端濾除(chu)了不相等的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，則在很(hen)大程度上防止(zhi)了電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)外(wai)(wai)部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)場和(he)磁場干擾電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)內部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)信號。這種特(te)性使(shi)得(de)同軸(zhou)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)既適合承載微弱的(de)(de)信號（不能容忍(ren)來自環境的(de)(de)干擾），又適合于較強(qiang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)信號（必須不允許輻射或耦合到相鄰的(de)(de)結構或電(dian)(dian)(dian)(dian)路中）。較大直徑的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)和(he)帶多(duo)個屏蔽(bi)(bi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)泄漏較少。
同軸電纜的(de)常(chang)見應用(yong)包括視(shi)頻和(he)CATV分(fen)配，RF和(he)微(wei)波傳輸以及計算機和(he)儀器數據連(lian)接。
電(dian)(dian)纜的(de)特(te)性阻抗（{\ displaystyle Z_ {0}} Z_ {0}）由(you)內部絕緣體的(de)介電(dian)(dian)常數以及內部和(he)外部導體的(de)半徑確定。在(zai)射頻(pin)系統中(zhong)，電(dian)(dian)纜長(chang)度與所傳(chuan)輸(shu)(shu)信號(hao)的(de)波長(chang)相當，因此均(jun)勻的(de)電(dian)(dian)纜特(te)性阻抗對(dui)于最大(da)程度地降(jiang)低損(sun)耗很重(zhong)要。選擇源阻抗和(he)負(fu)載阻抗以匹配電(dian)(dian)纜的(de)阻抗，以確保最大(da)的(de)功率(lv)傳(chuan)輸(shu)(shu)和(he)最小的(de)駐(zhu)波比。同軸電(dian)(dian)纜的(de)其他重(zhong)要特(te)性包(bao)括衰減與頻(pin)率(lv)，電(dian)(dian)壓(ya)處理能力(li)和(he)屏蔽質量(liang)的(de)關系
。
同軸(zhou)電纜的(de)(de)設計(ji)選擇會(hui)影響物理(li)尺寸(cun)，頻率(lv)性能(neng)，衰減，功(gong)率(lv)處理(li)能(neng)力(li)，靈(ling)活性，強度(du)和成(cheng)本。內(nei)部導體可(ke)能(neng)是實心的(de)(de)或絞合(he)的(de)(de)；擱淺更(geng)靈(ling)活。為了(le)獲得更(geng)好的(de)(de)高頻性能(neng)，內(nei)部導體可(ke)能(neng)會(hui)鍍(du)銀。鍍(du)銅鋼絲(si)通(tong)常用作(zuo)有線電視行業電纜的(de)(de)內(nei)部導體。
圍繞內部(bu)導(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)絕緣子可以是實心(xin)塑料，泡沫塑料或帶(dai)有(you)支撐內部(bu)電線的(de)(de)(de)(de)(de)墊(dian)片的(de)(de)(de)(de)(de)空氣。介電絕緣體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)特性決定了電纜的(de)(de)(de)(de)(de)某些電氣特性。常見的(de)(de)(de)(de)(de)選擇是用(yong)于低損(sun)耗(hao)電纜的(de)(de)(de)(de)(de)固態(tai)聚乙(yi)烯(xi)（PE）絕緣子。固態(tai)聚四氟乙(yi)烯(xi)（PTFE）也用(yong)作絕緣體(ti)(ti)(ti)(ti)，并(bing)且僅用(yong)于增壓電纜中。[需(xu)要引證(zheng)]一些同(tong)軸線使用(yong)空氣（或其他氣體(ti)(ti)(ti)(ti)）并(bing)具(ju)有(you)隔離物，以防止內部(bu)導(dao)體(ti)(ti)(ti)(ti)接觸屏(ping)蔽層。
許多傳統的(de)(de)(de)同軸電纜使(shi)(shi)用編(bian)(bian)織(zhi)銅線(xian)形(xing)成屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)。這樣(yang)可以(yi)使(shi)(shi)電纜具有柔(rou)性，但(dan)是(shi)這也(ye)意味著(zhu)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)中存在間隙，并且屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)尺(chi)寸(cun)會稍有變(bian)化，因為(wei)編(bian)(bian)織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)不能(neng)平(ping)坦。有時編(bian)(bian)織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)是(shi)鍍銀的(de)(de)(de)。為(wei)了(le)(le)獲得更(geng)好的(de)(de)(de)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)性能(neng)，某(mou)些(xie)電纜具有雙層(ceng)(ceng)(ceng)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)。[4]屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)可能(neng)只是(shi)兩(liang)(liang)個編(bian)(bian)織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)，但(dan)現在更(geng)常見的(de)(de)(de)是(shi)用金(jin)屬(shu)絲編(bian)(bian)織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)覆蓋薄(bo)箔(bo)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)。一些(xie)電纜可能(neng)會投資于兩(liang)(liang)個以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)，例如“ quad-shield”，它使(shi)(shi)用了(le)(le)四個交替的(de)(de)(de)箔(bo)和(he)編(bian)(bian)織(zhi)層(ceng)(ceng)(ceng)。其(qi)他屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)設計則犧牲了(le)(le)靈活(huo)性，以(yi)獲得更(geng)好的(de)(de)(de)性能(neng)。一些(xie)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)是(shi)堅(jian)固的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)管。這些(xie)電纜不能(neng)急劇(ju)彎曲(qu)，因為(wei)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)會扭結，從而導致電纜損耗。當使(shi)(shi)用箔(bo)屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)層(ceng)(ceng)(ceng)時，箔(bo)中包含一根細小(xiao)的(de)(de)(de)導線(xian)，使(shi)(shi)焊(han)接屏(ping)(ping)(ping)(ping)蔽(bi)(bi)(bi)(bi)端子更(geng)加(jia)容(rong)易。
對于高達1 GHz的(de)大(da)功率(lv)射頻傳輸(shu)，可提供尺寸為0.25英(ying)寸以(yi)上的(de)帶實心(xin)銅外導體(ti)的(de)同(tong)軸(zhou)電纜。外導體(ti)像(xiang)波紋管一樣是(shi)波紋狀的(de)，以(yi)具有(you)柔(rou)韌性(xing)，而內(nei)導體(ti)則通過塑(su)料(liao)螺(luo)旋線(xian)保持在(zai)適當的(de)位置，以(yi)近似于空氣(qi)絕緣(yuan)。[4]這種電纜的(de)一個(ge)品(pin)牌名(ming)稱是(shi)Heliax。
同軸電纜(lan)需要絕緣（電介(jie)(jie)質）材料的內部結構，以(yi)(yi)保持中心導體和(he)屏蔽(bi)層之間的間距。介(jie)(jie)電損耗按(an)以(yi)(yi)下順序增加：理想(xiang)介(jie)(jie)電（無損耗），真空(kong)，空(kong)氣，聚四氟乙烯(xi)（PTFE），聚乙烯(xi)泡沫(mo)和(he)固態(tai)聚乙烯(xi)。不均勻(yun)的電介(jie)(jie)質需要通過(guo)非圓形導體進行補償，以(yi)(yi)避免產(chan)生電流熱點。
盡管許(xu)(xu)多(duo)電(dian)纜具(ju)有固體電(dian)介質，但其他電(dian)纜卻具(ju)有泡沫(mo)電(dian)介質，其中包含盡可能多(duo)的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)(qi)或其他氣(qi)(qi)(qi)體，以允(yun)許(xu)(xu)使(shi)用(yong)較大(da)(da)直徑的(de)(de)(de)(de)中心導(dao)體來減少(shao)損(sun)耗(hao)。泡沫(mo)同(tong)(tong)軸電(dian)纜的(de)(de)(de)(de)衰減將減少(shao)約15％，但某些類型的(de)(de)(de)(de)泡沫(mo)介質在(zai)潮(chao)(chao)濕的(de)(de)(de)(de)環境(jing)中（尤其是(shi)在(zai)其許(xu)(xu)多(duo)表(biao)面(mian)）可以吸收濕氣(qi)(qi)(qi)，從而(er)大(da)(da)大(da)(da)增(zeng)加了損(sun)耗(hao)。形(xing)狀像星(xing)形(xing)或輻條(tiao)的(de)(de)(de)(de)支撐甚(shen)至更(geng)(geng)好，但更(geng)(geng)昂(ang)貴，并且極(ji)易(yi)受(shou)潮(chao)(chao)氣(qi)(qi)(qi)滲(shen)透。更(geng)(geng)昂(ang)貴的(de)(de)(de)(de)是(shi)20世紀中葉用(yong)于某些城市間通(tong)信的(de)(de)(de)(de)空同(tong)(tong)軸電(dian)纜。中心導(dao)體每隔(ge)幾(ji)厘米(mi)被聚(ju)乙(yi)烯圓盤懸(xuan)掛(gua)。在(zai)某些低損(sun)耗(hao)同(tong)(tong)軸電(dian)纜（例如RG-62型）中，內部(bu)導(dao)體由(you)聚(ju)乙(yi)烯的(de)(de)(de)(de)螺旋線支撐，因此，大(da)(da)部(bu)分(fen)導(dao)體與(yu)護套內部(bu)之(zhi)間存在(zai)空隙。空氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)較低介電(dian)常數允(yun)許(xu)(xu)在(zai)相(xiang)同(tong)(tong)阻抗下具(ju)有更(geng)(geng)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)內徑，在(zai)相(xiang)同(tong)(tong)截止(zhi)頻率(lv)下具(ju)有更(geng)(geng)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)外徑，從而(er)降(jiang)低了歐姆(mu)損(sun)耗(hao)。內部(bu)導(dao)體有時會鍍銀，以使(shi)表(biao)面(mian)光滑并減少(shao)由(you)于集(ji)膚(fu)效應引起的(de)(de)(de)(de)損(sun)耗(hao)。[4]粗糙(cao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)會延伸電(dian)流路徑，并使(shi)電(dian)流集(ji)中在(zai)峰值處，從而(er)增(zeng)加歐姆(mu)損(sun)耗(hao)。
絕(jue)緣(yuan)外套可以(yi)(yi)由(you)許多材料制成。常見的選擇是PVC，但某些(xie)應用(yong)可能需要耐火材料。戶外應用(yong)可能需要夾(jia)克抵抗紫(zi)外線，氧(yang)化，嚙齒動物破壞或直接(jie)掩(yan)埋。同軸電纜泛濫時會使(shi)用(yong)阻水凝膠，以(yi)(yi)防止電纜因(yin)護套中的小切口而滲入水中。對(dui)于內部機箱連接(jie)，可以(yi)(yi)省略絕(jue)緣(yuan)護套。
在(zai)大功(gong)率，高壓和低(di)衰(shuai)減應用中，同軸(zhou)電(dian)纜的最(zui)佳阻抗(kang)是在(zai)1929年(nian)由貝爾實(shi)驗室通(tong)過實(shi)驗確定(ding)的，分別為(wei)30，60和77Ω。對于具有空氣絕緣層和給定(ding)內(nei)徑屏蔽的同軸(zhou)電(dian)纜，通(tong)過選擇內(nei)導體的直(zhi)徑以(yi)提供76.7Ω的特性阻抗(kang)，可以(yi)將(jiang)衰(shuai)減最(zui)小(xiao)化。[12]如果(guo)考(kao)慮使(shi)用更常見的電(dian)介(jie)質，則最(zui)佳損耗(hao)阻抗(kang)會降至(zhi)52–64Ω之間(jian)的值。 30Ω時(shi)可實(shi)現最(zui)大功(gong)率處理。[13]
在自由空間中匹(pi)配(pei)中心(xin)饋電(dian)偶極(ji)子(zi)天(tian)線（即沒有(you)地面(mian)反射的偶極(ji)子(zi)）所需的近(jin)似(si)阻抗為73Ω，因此(ci)通常(chang)使用(yong)75Ω同(tong)軸電(dian)纜(lan)(lan)將短波天(tian)線連接到接收(shou)器。這(zhe)些通常(chang)涉及如此(ci)低的RF功率(lv)，以致(zhi)與(yu)衰減(jian)相比(bi)，功率(lv)處理和高壓擊穿特性不(bu)重要。與(yu)CATV相似(si)，盡管許多廣(guang)播電(dian)視裝置和CATV前端使用(yong)300Ω折(zhe)疊(die)偶極(ji)天(tian)線來接收(shou)空中信號，但75Ω同(tong)軸電(dian)纜(lan)(lan)卻(que)為這(zhe)些天(tian)線提供(gong)了方(fang)便(bian)的4：1平衡-不(bu)平衡變壓器，并具有(you)低衰減(jian)。
30Ω至77Ω之間的(de)(de)算術(shu)平均值(zhi)為(wei)(wei)(wei)53.5Ω；幾何平均值(zhi)為(wei)(wei)(wei)48Ω。通常選擇(ze)(ze)50Ω作(zuo)為(wei)(wei)(wei)功率處(chu)理(li)能(neng)力和衰減(jian)之間的(de)(de)折衷選擇(ze)(ze)，以(yi)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)選擇(ze)(ze)該電(dian)阻的(de)(de)原因。[12] 50Ω也可以(yi)很好地(di)工作(zuo)，因為(wei)(wei)(wei)它大約對應于半波(bo)偶極子的(de)(de)饋電(dian)點(dian)阻抗，安裝在“正常”接地(di)上方大約半波(bo)處(chu)（理(li)想(xiang)情況下(xia)為(wei)(wei)(wei)73Ω，但對于水平懸掛較低的(de)(de)導(dao)線則減(jian)小）。
RG-62是一種93Ω同軸(zhou)電纜(lan)(lan)，最(zui)初用于(yu)1970年(nian)代(dai)(dai)和1980年(nian)代(dai)(dai)初期(qi)的(de)大(da)型(xing)計算機網絡（它(ta)是用于(yu)將IBM 3270終端連接(jie)到IBM 3274/3174終端集群(qun)控(kong)制器的(de)電纜(lan)(lan)）。后來(lai)，一些LAN設備制造商（例如ARCNET的(de)Datapoint）采(cai)用RG-62作為其同軸(zhou)電纜(lan)(lan)標準。與其他類(lei)似尺寸的(de)同軸(zhou)電纜(lan)(lan)相比，該電纜(lan)(lan)每單位(wei)長度的(de)電容最(zui)低。
同軸系(xi)統的(de)(de)所有(you)組件都應(ying)具有(you)相同的(de)(de)阻(zu)抗(kang)，以避免組件之間的(de)(de)連接處(chu)發生內部反(fan)(fan)射(she)(she)（請參(can)閱阻(zu)抗(kang)匹配）。這(zhe)種反(fan)(fan)射(she)(she)可能(neng)會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)信(xin)號(hao)衰減(jian)。它(ta)們會(hui)引入駐波，從而增加損耗，甚至可能(neng)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)大功率傳輸導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)介電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)擊穿。在(zai)模擬視頻或電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)視系(xi)統中(zhong)，反(fan)(fan)射(she)(she)會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)圖(tu)像重影；多次反(fan)(fan)射(she)(she)可能(neng)會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)原始信(xin)號(hao)后跟多個(ge)回波。如(ru)果(guo)同軸電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)是開放的(de)(de)（末端(duan)未連接），則(ze)終端(duan)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)幾乎無限大，這(zhe)會(hui)引起反(fan)(fan)射(she)(she)。如(ru)果(guo)同軸電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)短(duan)路，則(ze)終端(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)幾乎為零(ling)，這(zhe)會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)極(ji)性(xing)相反(fan)(fan)的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)(she)。如(ru)果(guo)同軸電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)(lan)的(de)(de)純電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)等于其阻(zu)抗(kang)，則(ze)反(fan)(fan)射(she)(she)將幾乎消除(chu)。
