同轴电缆的信号传输特性分析

编织中间加一层高μ合金带。

管状外导体虽然屏蔽性能非常好，但不易弯曲，使用不方便。单层编织的屏蔽效率最差。双层编织比一层编织的转移阻抗减少3倍，可见双层编织的屏蔽效果比单层有了很大的改善。双层编织中间若加入一层复合铝箔，其内部感应电压将比双层编织降低25%，但这种结构的成本有所增加。另外一种结构为在两层编织中间加入一层半导电层，这种屏蔽结构其内部感应电压比双层编织降低50%，但因为增加了半导电层，电缆尺寸增大，成本也相应增加。超屏蔽电缆是在双层编织中间加一层高μ合金带作为屏蔽，高μ合金带高导磁率的镍、铁金属带。这种电缆制造成本很高，因此只能在要求特别高的情况下使用。

下表例出几种电缆在50MHz以上高频段的屏蔽衰减

表7

同一电缆对于不同频率的屏蔽衰减是不同的。以下是某种电缆对不同频率的屏蔽衰减值。

表8

频率低于5MHz以下时，屏蔽衰减急剧下降，频率越低，屏蔽性能越差。因此，在电缆设计中，只要最低工作频率符合屏蔽指针，高频自然没问题。

三、电缆的选择和使用

同轴电缆通常用于传输有线电视信号、视频信号、数字信号和其它各种高频信号。根据用途不同，选用电缆的标准也有差异。

质量好的电缆从外观上看结构紧密、挺实、外护套光滑柔韧。编织网丝粗、密度大。除编织丝数量外，屏蔽层编织角小于45°。但有些产家为了节省材料，电缆的编织角大于70°，这会使电缆的屏蔽特性变差。工艺差的电缆中心导体或绝缘部分都能从中拉出。四屏蔽电缆外导体的铝箔分粘接和搭接两种。搭接是将铝箔在电缆物理发泡绝缘体上裹上一层，接头处重迭一部分，一般为3mm。粘接是铝箔与物理发泡绝缘体粘在一起。粘接较搭接屏蔽性能更好。最好的四屏蔽电缆都采用粘接。

有线电视系统和高带宽频监控系统所用同轴电缆多为高频物理发泡电缆。由于电缆的低频抗干扰特性差，外界在低频段的干扰强度大、干扰频率多。所以，在使用上有意避开了5MHz以下的频段。但上述系统工作的频带宽，因此，在选择电缆时，应特别注意高频的衰减特性和反射损耗。在有线电视反向传输信号时，所有终端的噪声将汇集到前端。所以，为了尽量减小电缆受外界的干扰，通常选用4层屏蔽或铝管电缆。

在监控系统中，目前采用视频基带传输方式较为普遍，习惯上大多采用聚乙烯实心电缆。由于视频的频率范围是0-6MHz，这种电缆在生产中即使采用杂质含量高的再生塑料作为介质材料。在传输低频（视频）时有时也看不出大的问题。实心电缆通常为单层屏蔽，抗干扰特性当然不能与多层电缆相比。视频基带传输中，采用高频物理发泡电缆具有更低的信号衰减。但在发泡电缆中采用劣质的介质材料，传输效果比聚乙烯实心电缆要差。这是因为劣质材料介电常数增大，而导体直径未变，从而造成特性阻抗严重偏移。如果介质的发泡度不够，也会造成上述情况。鉴别介质材料最有效的方法是测试电缆的高频衰减值。如果材料纯度和发泡度不够，高频衰减会明显增加。

电缆在生产过程中，如果加工质量不好，还会造成外导体圆度不规则或中心导体偏心。这直接影响电缆的反射损耗，即阻抗。从而影响图像传输质量，阻抗指针只能用网络分析仪才能测出。

在施工中，不能破坏电缆的外型。否则会影响电缆的阻抗特性和屏蔽特性。电缆连接时，切记不要随意将导线拧在一起了事。必须采用专用接头连接。制作前，应参考同轴电缆的接头制作方法。这一点应特别重视。具统计，在工程中有80%以上故障出在接头上。

如果电缆对过强的干扰信号屏蔽达不到传输要求时，只能采用辅助措施才能解决。如：在外导体加金属管或磁环，屏蔽或短路信号；在传输线两端加调制解调器，转移频率，躲避干扰；或增加视频幅度，压制干扰等方法。

作者：深圳市西艾特电子技术有限公司 总工程师 heml

参考文献：
《小同轴综合通信电缆》作者：简水生
《射频电缆的屏蔽衰减》作者：永鼎