同轴电缆知识讲解

一、什么是同轴电缆

同轴电缆（Coaxial Cable）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中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成，其结构如上图所示。

二、同轴电缆的应用

同轴线缆的应用范围极为广泛，同轴电缆能以低损耗的方式传输模拟信号和数字信号，适用于各种应用，其中常见的有电视广播系统、长途电话传输系统、计算机系统之间的短距离跳线以及局域网互联等。

同轴线缆按不同阻抗值共分为两类，50Ω和75Ω，其中50Ω型号用于数字信号传输，75Ω信号用于视频信号传输。

同轴电缆作为将电视信号传播到千家万户的一种手段发展迅速，这就是有线电视网络。一个有线电视系统可以负载几十个甚至上百个电视频道，其传播范围可以达几十千米。

三、同轴电缆相关名词解释

衰减（插入损耗）：衰减即是传输过程中丢失的那部分能量，通常使用”dB/长度”作为计算单位，例如：31.0dB/100inch。衰减会随着频率的增加而增加；

弯曲半径：在不影响任何性能的前提下，线缆被弯曲后所能达到的最小半径；

中心导体：指同轴线中心位置的导线，可为单股或多股。导体直径使用”AWG（美国线规）”计量；

同轴适配器：用于转换不同型号连接器或转换公母头的设备（例如：BNC至SMA适配器）；

同轴连接器：位于同轴线缆组件两端的连接设备。常用的同轴连接器型号多样，如：BNC、SMA、SMB、F型；

绝缘层：绝缘材料，将中心导体和屏蔽层分隔；

电磁干扰：电能或电磁能，会对电子信号造成破坏；

阻抗：在交流或变流电路中，对电流所产生的阻碍，单位为欧姆（Ohms）。同轴线中常见的两种阻抗值为50欧姆和75欧姆，分别用于数据和视频信号传输；

插入损耗：系统输出端在与线缆、设备连接时，接入前后所测得的衰减值；

射频：频率范围在3MHz至300GHz的称为”射频”，主要用于无线及电视信号的传输；

屏蔽层：具备导电性的包覆层，材质为线材编制层或金属箔，包裹住绝缘层和中心导体，常见屏蔽层类型及屏蔽效能：1.单层编制层屏蔽（95%覆盖率）2.单层编制层屏蔽（60%）+铝箔缠绕（100%）；

传播速度：通常以百分比表示，指在一定长度的线缆中，电能传播速度与光速的比值；

电压驻波比：在射频传输线中，所测得的有效电压最大值和最小值之间的比例。其比值通常会随着频率的递增而递增，比值越大，表示能力损耗越大，效率越低。

四、同轴电缆的性能

1.屏蔽特性

屏蔽特性是衡量同轴电缆抗干扰能力的一个重要参数，也是衡量同轴电缆防泄漏的一个重要参数。屏蔽性不好，将会对信号的质量造成影响。屏蔽性能主要决定于电缆外导体的结构，用一张表格进行总结：

从表格中可以看出，固态屏蔽是最好的，这种常见于刚性或半刚性同轴电缆。

2.特性阻抗

式中：R为单位长度的电阻；L为单位长度的电感；G为单位长度的电导；j是复数虚部；C为单位长度的电容。

由上式可知，特性阻抗随着频率f的变化而变化，假定内外导体都是理想导体，则R和G忽略不计，故：

即特性阻抗与频率无关，完全取决于电缆的电感和电容。

而电感和电容则与导体材料、内外导体间的介质和内外导体直径有关，用公式表示为：

式中ε为绝缘体的相对介电常数，其随着材料种类密度的不同而不同，D为外导体内径，d为外导体外径。

为保证最佳传输效果，终端负载阻抗应尽量等于电缆的特性阻抗。

3.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。

式中：f为传输信号频率；Z为特性阻抗；K是由内外导体直径、电导率以及形状决定的常数；C较小，可忽略。

即衰减常数与信号工作频率的平方根成正比，频率越高，衰减常数越大，频率越低，衰减常数越小。

4.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。