同轴电缆的参数和使用(全文)

同轴电缆的参数和使用
《卫星电视与宽带多媒体》杂志20XX年第3期刊登了河北的张卫华先生所写的《馈线过短引发的问题》一文,文中提到了接收中所遇到的一种比较奇特的现象并给出了自己的一种解释。根据在实际工作中馈线使用方面的一些技术标准和经验,笔者写了这篇文章,和大家讨论一下上述文章中遇到的现象和同轴电缆使用中的一些问题。
    馈线是传输中需要普遍使用的连接线,它连接发送端的发射机和发射天线,接收端的接收机和接收天线,起到能量传输的作用,在任何系统中都是不可或缺的。但是和卫星接收天线、高频头和接收机等相比,它的价值要低很多,所以受到的关注也比较少。在系统中也会经常用到的一个部件是连接头,它的价值和电缆相比更加低,但是电缆或者连接接头出现问题,在系统中不会很直接的表现出来,对接收效果等方面的影响也不太容易察觉。
    馈线一般称为传输线,接收卫星电视节目所使用的传输线主要是同轴电缆,除此之外,传输线还包括同轴馈管、波导和微带线等,后面所提到的这些传输线主要用在发送系统中,因为发送系统中的频率比较高,传输功率也较大。传输线的作用是传输电磁能量,所以要求它自身的功率损耗要尽可能的小,同时要有良好的屏蔽,不会对外辐射或者接收电磁波。以同轴电缆为例,它是在米波和分米波波段内使用的十分广泛的一种传输线,最为我们熟悉,在
接收卫星电视或者家庭传输有线电视信号的场合都会用到。它的结构如图1所示,其内导体外径为d,外导体内径为D,中间以绝缘介质填充,在外导体的外面还有绝缘护套。
    根据导体的材料、阻抗、外径等参数的不同,同轴电缆的型号也不同,其主要的结构参数可以直接从电缆外部标注的型号中分辨出来。图2是同轴电缆型号的组成,可以分为四个部分:第一部分是电缆的结构,由英文字母组成,第二部分是电缆的阻抗特性,第三部分是绝缘层的外径,第四部分是结构的序号。以常用的SYV-75-5同轴电缆为例,它是同轴射频电缆,绝缘介质是聚乙烯,护套是聚氯乙烯,特性阻抗是75欧姆,绝缘介质的外径是5毫米(四舍五入)。具体的型号含义可以从表1中查出来。
    我们经常用到的同轴电缆是阻抗为75欧姆的SYV-75-5电缆,它多用于接收和天线之间的连接,以实现和接收机的输出阻抗匹配。除此之外,还有阻抗为50欧姆的SYV-50-5的同轴电缆是比较常见和常用的,发送端的设备多使用50欧姆的输出阻抗,所以很多场合需要选择这种电缆,这些常见电缆的参数可以参考表2。电缆的电气性能主要有特性阻抗和衰减常数,这在实际使用中属于比较重要的参数,阻抗的单位是欧姆,衰减常数的单位是dB/m或者dB/1000m,前者是一个固定的值,而后者和传输的频率有关,频率越高,衰减就会越大,这从前面5组电缆的参数表中就可以看出。
    和接收机等其它产品的市场趋势相同,由于市场竞争的加剧,不少的厂家出于操纵成本和抢占市场的需要,所生产的产品指标并不完全符合GJ标准,其中主要的表现在于减少金属丝编织XX的数目,改变内芯导体的直径等,这些都会直接改变同轴电缆的特性,其中改变最为明显的是衰减常数会加大,而且电缆会随着使用时间的加长而使特性很快变坏。
    除了电缆之外,还有一个值得我们关注的地方是电缆连接头。同轴电缆和卫星接收机的连接使用最多的是F型的简便接头,这种接头不需要焊接,可以直接把电缆的芯线和插座直接连接,外面的铜编织XX直接和接头相连,使用上非常方便。F型接头很常见,它的直径为10毫米,按照螺纹的不同,有英制和公制两种类型,需要区分使用。它的接头尺寸有5毫米、7毫米和9毫米三种,和不同直径的电缆配用。
同轴电缆接头    除了F型接头之外,还有一些其它的接头,如螺纹连接的L型接头,比如采纳M16螺纹的L16型接头;采纳英制超细牙螺纹连接的N型接头,如配合SYV-50-3电缆的N-J5接头;还有采纳卡口连接的BNC接头,如和3毫米的50欧姆同轴电缆配合使用的BNC-J5接头。
    张卫华先生在文章中提到了馈线内电磁波谐振的问题,这牵扯到传输中的长线理论,无法在此――展开讨论,但是对于长度超过波长1/10的均匀传输线,沿长度方向结构没有变化的,都可以按照长线理论的模型加以分析。按照长线理论,终端不匹配都会在电缆中产
生发射电波,反射波和入射波叠加形成驻波,这就是所谓驻波比的由来。在终端匹配的情况下,终端没有发射,只有入射波,没有反射波,称为行波状态,这是一种理想的状态。比较极端的状况是终端开路和终端短路两种状态,入射波在终端全部被反射回去,所有的能量都无法向前传输了,形成了驻波状态。
    在传输线理论中,经常会用到1/2波长、1/4波长的传输线,它们对应的阻抗分别是无穷大和等于负载阻抗,这两种传输线在波导中都经常会用到。只要电缆的长度大于1/10的波长,以文中提到的6.8米波长计算,只要超过68厘米,就完全可以认为是标准的传输线了,完全不需要考虑1/2或者1/4的概念,在使用中只需要考虑尽可能的满足终端的阻抗匹配。至于原文中提到的电波谐振的现象,在长线的传输中是不会发生的,电磁波的谐振至少需要一个和波长相近的空间。
    原文XX对所遇到的现象阐述得不是特别的详尽,但据笔者估量,比较短的馈线可能存在电缆老化、指标下降,或者连接的F头松脱导致连接不好等问题,所以对于电波的传输会有比较大的衰减才造成了短线的衰减反而较大,从而在门限附近接收的时候导致接收异常的现象。
    电缆和接头的故障经常会出现,但是由于它不是特别重要的部件,所以有时候会被忽略。
当遇到所接收信号比较弱的情况时,检查一下电缆和接头还是非常有必要的。
    编后话:刘广山老师从专业的角度,严谨地解释了一些读者在日常的卫星信号接收实践中所遇到的疑难问题,从而用平实的语言,把科学原理和实际工作巧妙有机地结合起来,为广大读者了解相关知识提供了极大的帮助。在此,我们向刘老师的热心相助表示感谢,并衷心希望更多的专业人士加入这一行列,为广大渴求知识的读者答疑解惑。

本文发布于:2024-09-22 15:36:03,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/375768.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:电缆   接收   使用   接头
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议