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同轴电缆知识定义详解!

类别:行业动态 文章出处:鑫鹏博电子发布时间:2019-04-03 浏览人次:

同轴电缆是一种专门用金属屏蔽和其他组件构建的铜缆,用于阻止信号干扰。它主要用于有线电视公司将其卫星天线设施连接到客户家庭和企业。电话公司有时也会将中央办公室连接到客户附近的电话杆上。一些家庭和办公室也使用同轴电缆线,但其在企业和数据中心中作为以太网连接介质的广泛使用已经被双绞线布线的部署所取代。


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为什么叫同轴电缆?是因为它包含一个物理通道,该通道承载信号经过一层绝缘后,由另一个同心物理通道包围,两者都沿着同一轴运行。外部通道用作地面。许多这类电缆或成对的同轴管可以放置在单个外护套中,并且利用中继器可以携带远距离的信息。


同轴电缆是由英国工程师和数学家Oliver Heaviside于1880年发明的,他同年获得了该发明和设计的专利。AT&T于1940年建立了第一个跨大陆同轴传输系统。根据所使用的载波技术和其他因素,双绞线铜线和光纤是同轴电缆的替代品。


同轴电缆如何工作?

同轴电缆具有同心的电导体层和绝缘材料。这种结构可确保信号封闭在电缆内,并防止电噪声干扰信号。


同轴电缆说明:

同轴电缆的中心导体层是细导线,实心或编织铜。由具有非常明确的电特性的绝缘材料制成的介电层围绕导线。然后,屏蔽层用金属箔或编织铜网围绕介电层。整个组件包裹在绝缘夹套中。同轴电缆的外金属屏蔽层通常在两端的连接器中接地,以屏蔽信号,并作为杂散干扰信号消散的位置。


同轴电缆设计的关键是严格控制电缆尺寸和材料。它们一起确保电缆的特性阻抗具有固定值。高频信号在阻抗不匹配时部分反射,从而导致错误。


同轴电缆的特征阻抗对信号频率非常敏感。在1 GHz以上,电缆制造商必须使用不会过度衰减信号的电介质,或者以产生信号反射的方式改变特性阻抗。


同轴电缆的电气特性取决于应用,对于良好的性能至关重要。两个标准特性阻抗为50 欧姆,用于中等功率环境,75欧姆通常用于连接天线和住宅设施。


同轴电缆的类型:

硬线同轴电缆:依赖于圆形铜管和金属组合作为屏蔽,例如铝或铜。这些电缆通常用于将发射器连接到天线。


三轴电缆:具有第三层屏蔽,其接地以保护沿电缆传输的信号。


刚性同轴电缆:由双铜管组成,可用作不可弯曲的管道。这些线路设计用于高功率射频(RF)发射器之间的室内使用。


辐射电缆:模仿硬线电缆的许多组件,但屏蔽中的调谐插槽与电缆工作的RF波长相匹配。它通常用于电梯,军事设备和地下隧道。


同轴电缆的应用:

在家庭和小型办公室中,短同轴电缆用于有线电视,家庭视频设备,业余无线电设备和测量设备。从历史上看,同轴电缆也被用作早期的以太网形式,支持高达10 Mbps的速度,但同轴电缆已经被双绞线布线所取代。但是,它们仍广泛用于有线宽带互联网。同轴电缆还用于汽车,飞机,军事和医疗设备,以及将卫星天线,无线电和电视天线连接到它们各自的接收器。


同轴电缆标准:

大多数同轴电缆规格的阻抗为50,52,75或93欧姆。由于在有线电视行业中的广泛使用,具有双屏蔽或四屏蔽以及75欧姆阻抗的RG-6电缆已成为许多行业的事实上的标准。同轴电缆有近50个不同的标准,通常设计用于业余无线电或低损耗有线电视的特定用途。其他示例包括用于承载来自闭路电视系统的宽带信号的RG-59 / U 或用于高频信号传输的RG-214 / U。


同轴电缆连接器的范围从有线电视系统上使用的简单单连接器到多个薄同轴连接的复杂组合,与电源和其他信号连接混合,安装在半定制机身中。这些常见于军事电子和航空电子设备中。


同轴电缆的机械刚度可以根据内部结构和同轴电缆的预期用途而有很大差异。例如,高功率电缆通常制成具有厚绝缘并且非常坚硬。有些电缆是用厚中心线故意制作的,因此会产生抗皮肤效应。它是由导体表面上的高频信号产生的,而非整个信号。如果中心导体较大,则导致电缆坚硬,每米损耗低。


同轴电缆受干扰问题:

同轴电缆可能会遇到各种不同形式的干扰。当电磁场穿过电缆外部的屏蔽时,会发生信号泄漏。在其他情况下,外部信号可能会通过绝缘层泄漏。对商业无线电广播塔的直线馈电具有最小的泄漏和干扰,因为这些电缆具有平滑的导电屏蔽,其中具有很少的间隙。在需要特殊屏蔽的核反应堆中,干扰最为显着。


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