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无源技术－RF 同轴电缆
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与有用信号的趋肤深度完全相同。如果频率很高，干扰信号和有用信号各自在外导体的两侧 表面传输，相互影响不大。对于低频信号，情况刚好相反。这种现象说明，导体对高频屏蔽 效果好，对低频屏蔽效果差。如果增加屏蔽层的厚度，干扰信号和有用信号在相交的距离上 强度减弱，相互影响减小。
２、同轴电缆的屏蔽特性
同轴电缆的屏蔽特性是反映电缆特性的一个重要指标。但长期以来，许多厂商和用户 未受到重视。具调查，国内电缆生产厂家只有极少数测试过相关的屏蔽指标。用户对此更是 无从了解。他们对该方面性能的唯一了解只有电缆外导体的编织丝数量。
●屏蔽与趋肤效应
我们从图 2(b)可以看出，当外界干扰信号侵入导体时，在导体的厚度方向上迅速衰减， 这种衰减是呈指数下降的。当幅度下降到表面电压的 1/e 的深度时，该深度定义为趋肤深度。 在图 2(b)中，左边和右边分别表示高频和低频信号进入导体内部的衰减情况。显然，高频 进入后衰减较快，趋肤深度浅；低频进入后衰减较慢，趋肤深度深，见表 1。干扰信号的强 度集中于外导体的外表面，电缆传输信号的强度集中于外导体的内表面。同频率的干扰信号
特性阻抗和截止频率
对于 TEM 传播模，在截止频率以下，同轴线的特性阻抗与频率无关。Z 由外导体内径 D 与内导体外径 d 的比值以及介质材料的相对介电常数ε 决定，其关系如下式所示：
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参考资料＞＞＞ 一、概述
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D
Z = √ε × ln d
第一代电缆采用实芯材料作为填充介质，由于它对高频衰减大，现在通常主要把它用于 传输视频信号。后来人们把聚乙烯采用化学方法发泡作为填充介质。其发泡度可达 30%，高 频传输特性有所提高。我们把这称为第二代电缆。80 年代，第三代纵孔藕芯电缆出现，它 的高频衰减达到目前新型电缆的水平。但化学发泡电缆和纵孔藕芯电缆的防潮特性都不好。 90 年代初，市场推出了物理发泡电缆和竹节电缆。我们称为第四代电缆。竹节电缆虽然防 潮和高频损耗低，但介质具有不均匀性，在高频有反射点。后来无人使用。
●屏蔽指标
同轴电缆屏蔽性能的好坏常用屏蔽系数、屏蔽衰减、转移阻抗等指标来反映。屏蔽系 数定义为有屏蔽护套的纵向感应场强和没有屏蔽护套的纵向感应场强之比，屏蔽系数越小越 好；屏蔽衰减定义为电缆内部信号功率强度与辐射到电缆外部的最大功率强度之比的对数值， 用分贝（db）表示。这个比值越大，说明屏蔽性能越好；转移阻抗定义为在单位长度的电缆 中，从被干扰系统中沿屏蔽层测得电压 U 与干扰系统中流过的电流 I 之比，用Ω/m 表示。 如果干扰系统中流过的电流不变，在电缆屏蔽表面测得的电压越小，即转移阻抗越低，则屏 蔽质量越好，屏蔽效率越高。
介电常数为 1.4 的 75-5 物理发泡电缆电阻衰减对照表
频率(MH
1
z)
5
55 211 270 300 400 550 750
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衰减（dB） 5．94 13.28 44.04 86.28 97.57 103 118 139 162
电阻损耗在传输低频时，由导体材料的直流电阻起主要作用；在传输高频时，由趋肤 效应引起变化的电阻起主要作用。
功率的表示：dBm 和 W
50 ≈ √30 × 70
在 50Ω系统中，功率和电压的对应关系是确定的，如下表：
功率（W） 10W 1W 10mW 1mW
功率（dBm） 40 30 10 0
峰值电压（V） 31.6V 10V 1V 0.316V
6．6．2 同轴电缆的特性
TEM 传播模
同轴电缆的主要特点是特性阻抗的带宽非常宽。同轴电缆的基模为 TEM 模，即电场和 磁场的方向均与传播方向垂直。
信号在传输中反射的程度通常可用驻波比或反射损耗（回波损耗）来表示。以反射损 耗与传输效率的对照表，可以了解不同的反射损耗对信号传输的影响。
反射损耗与功率传输效率对照表
传输效率
100 99 97.5 93.6 90 81.6 76
(％)
反射损耗（d 34
20
16
12
10 7.4
6
B）
37 19.9
2
1
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无关，它是由电缆中的等效电容和电感决定的。而这些等效电容和电感又是由内外导体直径 和介质的介电常数决定的。
电缆阻抗不均匀或与信号源及负载不匹配均会造成电缆在传输信号时，部分信号能量 向传输方向相反的方向返回，即反射。它将使原有信号受到影响。造成传输效率下降。严重 时直接影响系统的正常工作。
综上所述，同轴电缆对信号的传输损耗具有多种因素。它的最终损耗是上述各种损耗 的总和，这种综合损耗可用网络分析仪测试。电缆的直流电阻只有在低频时才对信号衰减起 主要作用；在高频时，信号的衰减主要由趋肤效应和介质损耗决定。同轴电缆随着传输信号 频率的增加，信号衰减成倍增长。因此，电缆的传输损耗重要是考虑高频损耗。电缆除了在 设计、生产加工外，使用中施工不当，同样会对电缆正常使用产生重大影响。
频率(MH
1
z)
衰减（dB） 0.07
5 0.35
55 211 270 300 400 550 750 3.8 14.56 18.63 22.77 27.6 37.95 51.75
从表中可以看出，介电损耗对于低频（如 0-6MHz 的视频）影响不大。而在高频传输时， 它的影响就十分明显。
●失配损耗
失配损耗主要与同轴电缆的物理结构密切相关。如果同轴电缆在设计和生产中造成电 缆脱离标称阻抗或者电缆阻抗不均匀，均会造成信号的失配损耗。在施工中造成电缆的过度 弯曲、变形、损伤和接头进水，也会造成失配损耗。特性阻抗（不是直流电阻）与电缆长度
下表例出几种电缆在 50MHz 以上高频段的屏蔽衰减
电缆 屏蔽衰减(dB)
标准屏蔽 70
三层屏蔽 85
四层屏蔽 104
某种电缆对不同频率的屏蔽衰减值不同。
频率(MHz) 屏蔽衰减(dB)
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●电阻损耗
电阻损耗是电缆所具有的直流电阻和导体高频感应所产生的涡流对信号能量的消 耗。 电阻值的大小与电缆使用的材料和生产工艺有关。同时它会随传输频率的改变而改变， 原因是导体在传输交流信号中，具有趋肤效应。随着频率的增加，有效电阻会不断加大。
从图中可看到，当交流电流流通过导体时，会在导体周围产生交变磁场。该磁场又会 使导体内部生成新的感应电流（涡流），该电流的方向如图所示。它与导体中心的信号电流 方向相反。与导体表面的信号电流方向相同。这样，导体内部的信号电流被反向涡流抵消， 电流减小；导体表面的信号电流与同向涡流相加同，电流增大。这就是交流通过导体的趋肤 现象。
介电常数为 1.4 的 75－5 物理发泡电缆介电衰减对照表
频率(MH
1
z)
衰减（dB） 0.05
5 0.27
55 211 270 300 400 550 750 2.96 11.36 14.54 16.15 21.53 29.61 40.38
介电常数为 2.3 的 75－5 物理发泡电缆介电衰减对照表
1、同轴电缆的损耗特性
同轴电缆在传输信号过程中，会对信号不断地损耗，从而造成信号到达终点后幅度减小， 有时可能达不到正常工作要求。影响信号损耗的因素主要有电缆的电阻损耗、介质损耗、失 配损耗。同时泄漏损耗在低质电缆工作于高频时，也是一个不可忽略的问题。我们下面分别 对这些损耗进行分析。
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电缆的反射损耗可直接用网络分析仪测得。好的同轴电缆在工作频段内，反射损耗一 般可作到 20db 以上，也就是说，在不考虑它其它因素时，它的传输效率可达 99%以上。
●泄漏损耗
泄漏损耗是信号通过电缆屏蔽的编织间隙辐射出去的信号。它同样造成信号在传输过 程中的能量损失。这是高频传输中不可忽略的问题。为此，电缆的编织覆盖率不能过低。
同轴电缆的内外导体相当于电容的两极。由于实用中的电缆电介质有电阻存在，介电 常数通常大于 1。因此，传输中对信号的损耗是必然的。介电常数的大小与材料和加工工艺 （如发泡）有关。介电常数越大，对信号的损耗也越大。温度越高，频率越高，介电损耗越 大。下面是两种不同介电常数电缆在 20℃，1000 米时的频率损耗表。
物理发泡电缆的发泡度可达 80%。介质主要成分是氮气，气泡之间是相互隔离的。因此， 它具有防潮和低损耗的特点，是目前综合特性最好的同轴电缆。
二、电缆结构与信号传输特性
在信号通过电缆时，所建立的电磁场是封闭的，在导体的横切面周围没有电磁场。因此， 内部信号对外界基本没有影响。电缆内部电场建立在中心导体和外导体之间，方向呈放射状。 而磁场则是以中心导体为圆心，呈多个同心圆。这些场的方向和强弱随信号的方向和大小变 化。
10k 100k 1M
Hale Waihona Puke 10M 100M 1000M
深度（m） 20.8 6.6 2.1 0.66 0.21 66μ 20μ 7.6μ 2.0μ
导体内部的涡流能量来自于信号源本身，涡流在导体中流动，最终变成热被耗散掉。 频率越高涡流越大，趋肤越严重，导体的有效电阻越大，而传输信号损耗也就越大，这就是 同轴电缆传输信号的频率越高损耗越大的主要原因。通过下面同轴电缆在 20℃，1000 米时 的导体电阻衰减对照表，可以进一步明确上述概念。
随着信号频率的增高，感应电流增大，这种现象就越加明显。它使电流只集中在表面 很小的截面流动，造成导体的有效电阻明显增加。
信号的趋肤深度与频率和材料有关，频率越低，趋肤深度越深；频率越高，趋肤深度 越浅。铁比铜的趋肤深度小许多。
下面给出铜对各种频率的趋肤深度表，供大家参考