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同轴电缆特性及在CATV信号传输中的应用 　　摘要：同轴电缆是有线电视系统中应用较广泛的传输媒介，在有线电视领域中占有举足轻重的地位，是电视信号传输系统不可缺少的重要组成部分。只有深刻理解同轴电缆的结构和电气性能，才能保证传输系统的信号质量。对今后的网络维护、维修起到重要作用。 　　关键词：同轴电缆；导体 　　 　　1 同轴电缆的组成：同轴电缆由内导体、外导体、绝缘介质和防护套四部分组成 　　 　　内导体的任务是传输高频电流。细电缆的内导体一般由实心铜作导体，由于高频电流在导体中传输的趋肤效应，也有用空心金属管或用刚性好的金属作芯外表面度铜等导电较好金属作成。 　　外导体除了传输高频电流外，还担负着屏蔽的任务。要使电缆内部的电磁场不受外界的干扰，也不影响外界的电磁场，特别要防止空中的电磁波直接从电缆窜入系统，必须要有良好的屏蔽作保证。细电缆的外导体一般采用铝塑复合膜加疏编织网组成。为了增强屏蔽特性，有的电缆采用三屏蔽、四屏蔽等。较粗电缆一般采用无缝铝管或氩弧焊接铝管、感应焊接铝管等作外导体。 　　绝缘介质的作用是阻止沿径向的漏电流，同时也要对内、外导体起支撑作用，使整个电缆构成稳定整体。绝缘介质的介电常数越小，电缆的衰减量和温度系数也越小。在各种介质中，空气的介电常数最小，衰减量和温度系数也最小，但无法固定内、外导体，故只能采用半空气心。如：竹节型或藕心型等。 　　防护套用塑料作成，用以增强电缆的抗磨损、抗机械损伤、抗化学腐蚀的能力，对电缆起保护作用。使用不同的环境有不同的护套，如：室内需阻燃的塑料，室外需防紫外线的塑料。在护套外缠绕一层钢带后在加一层护套的铠装电缆，以加强抗腐蚀性、机械损伤和动物肯咬等。还有的在电缆的外导体和护套间填充聚异丁烯等流动物，当护套有裂口时自动流出，具有一定的自愈能力。其目的都是增强同轴电缆的可靠性。 　　 　　2 同轴电缆的电气特性： 　　 　　2．1 特性阻抗：根据电波传输理论，在无限长的传输线上，任意一点的电压和电流，都可看作由入射波和反射波相互叠加而成，其入射波电压与电流的比值应等于反射波电压与电流的比值。这个比值称为特性阻抗。用ZC表示： 　　 　　其中：D-外导体直径：d-内导体直径：εr-绝缘介质的相对介电常数。 　　国际归定CATV系统都使用75Ω电缆。从公式可以看出：电缆的特性阻抗与电缆的材料和几何形状尺寸有关；而电缆的材料由生产厂家决定，电缆内导体和外导体的直径由用户设计传输系统的需要决定。只要保证电缆的同轴度不变，特性阻抗75Ω不变，就能保证有线电视信号在电缆中无失真传输。 　　2．2衰减特性：信号在同轴电缆传输时，由于内导体存在一定的阻，绝缘介质不可避免地存在一些漏电流使电缆发热而损失一部分能量，这部分能量就是电缆的损耗。其损耗随电缆的长度增加和频率的增加而增加。大小用衰减系数α表示，公式： 　　 　　f:传输高频信号的频率：k1、k2是内、外导体的材料和形状决定的常数：d、D是内、外导体的直径（单位：厘米），εr绝缘介质相对介电常数。 　　从公式中看出，电缆衰减与材料、形状和频率及相对介电常数有关。电缆传输距离越长、频率高越高，损耗越大。在设计传输系统时，要根据传输距离、频率选择适合的电缆作为传输线。 　　任何电缆都有使用寿命的，在使用一段时间后，由于材料老化，导体电阻增加，绝缘介质的漏电流加大，使电缆的衰减增加。当电缆的衰减量比标称值增加10%-15%时，该电缆就被淘汰更新了。一般的电缆的寿命在7-20年间。 　　2．3 驻波比： 　　信号在传输过程中，系统的各个部件与电缆匹配越好，信号传输效率也越高。如果系统中的器件与电缆线的阻抗不匹配，就会使信号传输产生反射波，使传输信号质量变差。驻波比就是反应系统匹配程度，驻波系数VSWR用公式表示： 　　VSWR=Vmax／Vmin 　　其中，Vmax：入射波与反射波的电压相同位点相加的波峰；Vmin：入射波与反射波的电压同相位点相减的波谷。 　　如果线路在阻抗匹配的情况下，损耗非常小，甚至为零，在理论上能实现无损耗传输。但由于设计计算和生产工艺的误差，致使特性阻抗不可能达到理论值：而且在使用过程中，也无法保证所有接口都符合设计值要求，达到精确匹配。电缆在设计生产时只是尽可能接近理论值，在使用中，也只能尽量达到匹配。一般驻波比达到1.1-1.5已经属于良好匹配状态了。 　　2．4温度特性： 　　由于导体电阻、绝缘介质的介电常数等都与温度有一定的关系，因此，同轴电缆的衰减也与温度有关系。随着温度的升高，电缆衰减量随之增大。我们把温度升高1℃时电缆衰减的相对增加值定义为温度系数。一般电缆的温度系数大约为0.2％℃，即温度每升高1℃时，电缆衰减量增加0.2％。 　　在设计系统时