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同轴电缆原理及图解,同轴电缆与双绞线相比的优缺点

同轴电缆的结构是什么?

同轴电缆的结构是什么?

由里到外: 导芯,绝缘层,屏蔽层(一般是铜网),绝缘外皮.

什么是同轴电缆

什么是同轴电缆

接有线天线那样的线!!【☑知无不言☑言无不尽☑尽无不精☑本人原创☑鄙视复制☑欢迎采纳】

同轴电缆是甚么

同轴电缆是甚么

同轴电缆(Coaxial)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绝缘材料隔离的铜线导体组成,在里层绝缘材料的外部是另一层环形导体及其绝缘体,然后整个电缆由聚氯乙烯或特氟纶材料的护套包住.目前,常用的同轴电缆有两类:50Ω和75Ω的同轴电缆.75Ω同轴电缆常用于CATV网,故称为CATV电缆,传输带宽可达1GHz,目前常用CATV电缆的传输带宽为750MHz.50Ω同轴电缆主要用于基带信号传输,传输带宽为1~20MHz,总线型以太网就是使用50Ω同轴电缆,在以太网中,50Ω细同轴电缆的最大传输距离为185米,粗同轴电缆可达1000米.

识光纤、双绞线、同轴线缆等的传输原理和具体操作过程

智能社区线缆用什么 在数字化小区的建设中,线缆的选择是至关重要的环节之一.当前所采取几种方案有:1、双绞线;2、同轴电缆;3、光纤. 从实际应用来看,双绞线由于价格因素较后两种线缆有优势,但因其不宜用在视频需求上,加之理…

同轴电缆是什么?各传输距离是多少?主要用于哪个方面?

同轴电缆就是家里的闭路电视的通讯线

漏泄同轴电缆的基础理论

简 介:在基站与移动站之间的通讯,通常是依靠无线电传送。目前通讯业的不断发展越来越要求基 站与移动站之间随时随地能接通,甚至要求在隧道中也是如此 。

然而在隧道中,移动通信用的电磁波传播效果不佳。隧道中利用天线传输通常也很困难,所 以关于漏泄同轴电缆的研究也应运而生。无线电地下传输有着极其广泛的用途,例如:

·用于建筑物内、隧道内及地铁的移动通信(GSM,PCN/PCS,DECT…)

·用于地下建筑的通讯,例如停车场、地下室及矿井

·公路隧道内 FM 波段(88-108MHz)信息的发送

·公路隧道内无线报警电信号的转发

·公路隧道内移动电话信号的发送

·地铁或地铁隧道中的信号传输

图 1 所示为一发射站位于隧道口的典型图例。

图 1 典型系统结构图 随着新型无线移动发射系统的发展,新型漏泄元件应能以较低的衰减转发 900MHz 波段内的信号。

当前无线移动通信朝以下趋势发展:

·趋向更高的使用频段:使用频段从 50-150 MHz 扩展至 450-900 MHz 甚至 1800-2200 MHz。

·要求通讯接通质量更高:数字化传输、高比特率,等等。

·在市区和以下特定范围,具有更佳的综合性能:隧道、地下机动车道、地下停车场等。

2. 漏缆的工作原理:

横向电磁波通过同轴电缆从发射端传至电缆的另一端。当电缆外导体完全封闭时,电缆传输 的信号与外界是完全屏蔽的,电缆外没有电磁场,或者说,测量不到有电磁辐射。同样地, 外界的电磁场也不会对电缆内的信号造成影响。

然而通过同轴电缆外导体上所开的槽孔,电缆内传输的一部分电磁能量发送至外界环境。同 样,外界能量也能传入电缆内部。外导体上的槽孔使电缆内部电磁场和外界电波之间产生耦合。具体的耦合机制取决于槽孔的排列形式。

漏泄同轴电缆的一个典型例子是编织外导体同轴电缆。绝大部分能量以内部波的形式在电缆中传输, 但在外导体覆盖不好的位置点上,就会产生表面波,沿着电缆正向或逆向向外传播,且相互 影响。

无线电通信信号的质量通常因为电缆外界电波电平波动情况不同而相差很大。电缆敷设方式 和敷设环境对电缆辐射效果也有影响。大部分隧道内还有各种各样金属导体,比如沿两侧墙 面安装的电力电缆、铁轨、水管等等,这些导体将彻底改变电磁场的特性。

漏泄同轴电缆电性能的主要指标有纵向衰减常数和耦合损耗。

2.1 纵向衰减 衰减常数是考核电磁波在电缆内部所传输能量损失的最要特性。

普通同轴电缆内部的信号在一定频率下,随传输距离而变弱。衰减性能主要取决于绝缘层的 类型及电缆的大小。

而对于漏泄同轴电缆来说,周边环境也会影响衰减性能,因为电缆内部少部分能量在外导体附近的外 界环境中传播。因此衰减性能也受制于外导体槽孔的排列方式。

2.2 耦合损耗

耦合损耗描述的是电缆外部因耦合产生且被外界天线接收能量大小的指标,它定义为:特定 距离下,被外界天线接收的能量与电缆中传输的能量之比。由于影响是相互的,也可用类似 的方法分析信号从外界天线向电缆内的传输。

耦合损耗受电缆槽孔形式及外界环境对信号的干扰或反射影响。宽频范围内,辐射越强意味 着耦合损耗越低。根据信号与外界的耦合机制不同,主要分有下三种漏缆:

·辐射型(RMC) ·耦合型(CMC) ·泄漏型(LSC)

3 漏缆种类

3.1 辐射型漏缆(RMC) 辐射型电缆的电磁场由电缆外导体上周期性排列的槽孔产生的。槽孔间距(d)与工作波长(λ)相当(见图 2),辐射型电缆的使用频段可由以下不等式确定:( -1)(1) =介质相对介电常数

图 2 辐射型电缆示例

考虑下面的情形,电缆的外导体上开了一组周期性槽孔,屏蔽层的辐射机制类似于朝着电缆 轴向的一系列磁性偶极子的辐射。最简单的例子是,外导体上每个相邻小孔间距为半波长距离,例如100MHz 下为 1.5m。

辐射模式所有槽孔都符合相位迭加原理。只有当槽孔排列恰当及在特定的辐射频率段,才会出现此模式。也只在很窄的频段下,才有低的耦合损耗。高于或低于此频率,都将因干扰因素导致耦合损耗增加。

电磁波的传播方向如图 4 所示呈放射状发散。

3.2 耦合型漏缆(CMC) 耦合型电缆则有许多不同的结构形式,例如,在外导体上开一长条形槽,或开一组间距远远小于工作波长的小孔(见图 2.3)。还有就是两侧开缝。

图 3 耦合型电缆示例

电磁场通过小孔衍射激发电缆外导体外部电磁场。电流沿外导体外部传输,电缆象一个可移动的长天线向外辐射电磁波。因此,耦合型电缆亦等同于一根长的电子天线。

与耦合模式对应的电流平行于电缆轴线,电磁能量以同心圆的形式紧密分布在电缆周围,并 随距离的增加而迅速减小,所以这种模式也被称为“表面电磁波”。这种模式的电磁波主要 分布在电缆周围,但也有少量因随机存在于附近的障碍物和间断点(如吸收夹钳、墙壁等) 而被衍射,如一部分能量沿径向随机衍射。

图 4 表示这种模式电缆中的两种辐射过程。

图 4 辐射过程

3.3 漏泄型(LSC) 这种模式可理解为在一根非漏泄电缆中,插入一段漏泄电缆(如图 5 所示)。

图 5 漏泄型电缆示例

这一段漏缆等同于一个通过功率分配器与同轴电缆相连的定位天线。其中电缆内部只有一小 部分的能量转变为辐射能。选择相邻漏泄段之间的合适间距,以便为不同频段提供满意的效 果。事实表明,10 至 50 米之间的间距可满足 1000MHz 内的所有情形的通信。

这样设计的漏缆型电缆,在同样的条件下又可作为连续的补偿馈线,且具有更好的衰减常数和耦合损耗特性。

漏泄部分相当于有效的模式转换器,可以控制电缆附近的电磁场强度大小,它是漏泄部分长度和电气性能的函数。

使用漏泄型电缆的系统的一个特点是漏泄部分长度占电缆总长度不到 2%~3%,这样便减少了由于辐射引起的附加损耗。这些模式转换器有很低的插入损耗,通常只有 0.3 或 0.2dB, 因此使用这些模式转换器引起的同轴电缆纵向衰减增加很小。

例如,图 6 表示的是使用完全相同的等间距的模式转换器后,场强沿电缆长度方向变化的情况。

图 6 场强沿电缆长度方向变化

·X 轴表示的是模式转换器在 X 轴上的位置,用“MC”表示。

·虚线表示的是天线接收可能性为 95%时的场强值,包括电缆的衰减和转换器插入损耗。

·Px=95%功率接收可能性对应的电平与 Y 轴的交点

·P0=输入功率

·Prmin=最低接收功率(灵敏度)

·Px 与 P0 之间差为漏缆的耦合损失

·95%功率衰减线与最低接收功率线交点表示电缆最大传输长度。

什么是同轴电缆接头?

同轴电缆接头(BNC)就是同轴电缆的接头:同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成.内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开.根据传输频带的不同,同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型.按直径的不同,同轴电缆可分为粗缆和细缆两种.

同轴天线是什么

关于同轴天线自上到下各节的一般结构、原理和调试

1,同轴阵列天线的顶部为一截1/4波长振子,可以是金属杆,也可以利用电缆外皮(或和芯线接在一起)做成。

2,振子下面为一截1/4波长同轴电缆,起阻抗变换作用,上端以低阻抗与1/4 波长振子的低阻抗匹配,下端呈现高阻抗,与下面各节来的高阻抗馈电相匹配。

3,再下面为若干节1/2波长的同轴电缆,各节之间芯线和外皮交叉连接。交叉连接破坏了电缆的连续性,所以高频电流不再被屏蔽在电缆芯线和内壁,使一部分高频电流从电缆外壁流过而辐射能量,每一节都有点类似于一支半波长垂直天线。

流过每一截电缆段的电流相位比前面一段落后1/2 波长,而电缆又被交叉连接,所有外皮的电流正好变成同方向,组成了一个半波长同相振子陈列,它们在水平方向辐射的电磁场互相叠加,而在垂直方向的辐射由于路径差别而互相抵消,使能量集中在水平面附近,形成较高的天线增益。所有芯线段的电流互相之间也是同方向的(但与外皮反向),不过它们被屏蔽在内腔,不会影响外皮的辐射。1/2 波长的同轴电缆从

两端看进去的阻抗总是一样的。如果我们以高阻抗从最下面一节馈电,则这一节的上端也呈现高阻抗,继续以高阻抗向更上一节馈电,直到第2项所说的阻抗变换节。

4,天线的最下面一节为1/4波长同轴电缆,将收/发信的 50欧低阻抗变换成高阻抗,与上面的1/2 波长辐射段相匹配。

5,馈电的同轴电缆的芯线与第4项匹配段的芯线相接,馈电电缆的外皮与第 4项匹配段的外皮相接,同时连接到3或4根长度为 1/4的奇数倍的地网辐射条上,地网使天线的电流形成完整的通路,不使高频电流从馈电电缆的外皮通过。

6,如果不采用地网辐射条, 则需要在馈电点加入为天线提供电流通路、消除馈电电缆外皮电流的任何措施。

7,第 3项所述1/2波长辐射段的节数越多,不同方向辐射能量的叠加/抵消作用越强,天线在垂直面内的方向性越强, 天线的增益越高。但是随着能量的辐射,越靠上面天线电流越小,所以随着总节数变多,每增加一节 1/2波长辐射段所能带来的增益越来越少。8 节辐射段的增益约为6 dB,16节辐射段的增益约为 9dB(相对于1/4 波长垂直接地天线)。

8,计算:上述各节的计算与一般电缆或天线,例如1/2波长辐射段的实际长度应该是相应频率的真空波长乘以电缆的速度系数(约为0.65-0.75),顶部 1/4波长辐射段的速度系数则应取0.95左右。

9,调试: 先做一个只带有两节辐射段的天线,垂直悬挂在空旷处。用天线分析仪测出谐振频率。如果偏高,准备一、两节偏长的辐射段。如果偏短,准备一、两节偏长的辐射段。将准备的这一、两节辐射段加进去,再测试谐振频率,以决定再准备什么样的辐射段。依次类推,在不断加进新的辐射段的同时使谐振频率趋于设计的中心频率,最终偏差不应大于+/-0.5MHz。如果制作小心,这样得到的SWR应小1.3。

10,封装: 天线应封装在直径20-25mm玻璃钢管中,并妥善加以防水密封。顶端的 1/4波长振子最好伸出管外以利中和静电,管子下面应比电缆长出 300mm 以便固定。 如果没有玻璃钢管,国外爱好者也有用PVC工程塑料管的。