同轴电缆网络.pptx

第4章 同轴电缆网络
基本要求：了解同轴电缆干线传输系统的基本组成，掌握同轴电缆的结构和特性、放大器的基本组成、主要无源器件的工作原理、传统无源分配网的组成方式与计算
主要内容：




重点：放大器、主要无源部件的工作原理、同轴电缆的结构和特性、用户分配网设计
难点：同轴电缆的特性
学时分配：8学时



同轴电缆的结构对射频信号的传输有直接影响。它由里往外依次是内导体、塑胶绝缘层、屏蔽层和塑料护套而组成，铜芯与网状导体同轴，故名同轴电缆。
同轴电缆的内导体（又称芯线）用来传送RF信号，有时也传送AC电源，通常是一股实心铜线或多股绞合铜线，对于大直径电缆也可以是“铜包铝”（一种镀有薄铜层的铝线）。为了提高强度，往往用“铜包钢”丝作为进户电缆（小直径电缆）的芯线（导体的趋肤效应：1MHz，趋肤深度：66μm， 100MHz，趋肤深度：， 1000MHz，趋肤深度：）。
介质绝缘层的基本任务是在保证内外导体之间有足够介电强度的同时，还要保持内外导体结构上的同心。绝缘层通常采用介质损耗很小的介电材料，例如聚乙烯等，目前渗氮聚乙烯应用最为普遍。一般来说，绝缘介质的相对介电常数越小，也就是介质中空气含量越大，它对电磁波阻碍越小，从而电缆的衰减量和温度系数也越小。因此，如何增加介质中的空气含减小其相对介电常数，是决定同轴电缆性能的关键。同轴电缆的发展史就是一部如何利用技术手段改进绝缘介质层空气含量的历史。
外导体的作用是防止自身RF信号的泄露和外部RF信号的的侵入，同时它也是RF信号和AC电源的“地”，跟内导体一起构成完整的传输回路。外导体最常见的构成方式有三种：一是纵向搭接、拼接或焊接的铜管或铝管，管子可以是光滑的，也可以是皱纹管，后者多用于大直径电缆。二是铜丝编织的网状外导体或铝箔纵包加铜丝密编的复合外导体。三是铜箔纵包或铝带纵包，这类结构会对系统的屏蔽性能带来一定程度的改善。
双向网络采用加厚屏蔽同轴电缆的原因：趋肤效应？
外护套仅起防护作用，用以增强电缆的抗磨损、抗机械损伤、抗化学腐蚀的能力。室外电缆应使用抗紫外线辐射、寿命长、绝水的聚乙烯外护套，室内电缆则应使用天然阻燃、无挥发、对人体无害的聚***乙烯外护套(聚***乙烯的增塑剂必须是无挥发性，这样无毒、寿命长）。
有些同轴电缆还针对机械损伤和腐蚀采取了额外的保护措施。为了防止机械损伤（如鼠咬、挖掘设备对其损伤及埋地挤压等），有些电缆常常用一层铠装外护套；为了防腐有些电缆外面再加一层特殊塑料护套；有些带外护套的电缆在外护套和外导体之间加有一种叫做复合流动）物（如聚异丁烯）的粘性流体，当外护套受损时大量的复合流动物暴露到空气中便会凝固，从而使护套的受损部分“自愈”；还有的电缆在外护套外装了附加的金属悬缆丝，以增加机械强度。

按照同轴电缆的绝缘结构可以分成三种类型：
①实心绝缘型：防潮防水性能好但衰减大；
②半空气绝缘型：
半空气贯通式：衰减小，但防潮防水不好；
半空气封闭式：衰减小，防潮防水好；
③空气绝缘型：衰减很小但防潮防水差且不易制造。
显然，使用时应首选封闭半空气式介质形式。现在应用最为广泛的有两种，即封闭竹节介质和封闭物理发泡介质。
按照同轴电缆在CATV系统中的使用位置也可分为三种类型：
①干线电缆：其绝缘外径多为9mm以上的粗电缆，要求损耗小，对柔软性的要求并不高；
②支线电缆：其绝缘外径一般为7mm或以上的中粗电缆，要求损耗较小，同也要求一定的柔软性；
③用户线电缆：其绝缘外径一般为5mm，损耗要求不重要，要求良好的柔软性。
同轴电缆的特性和指标

同轴电缆的质量指标主要体现在以下几个方面：
①电气性能：它是传输质量的主要标志，包括特性阻抗、衰减常数、相移常数、回波损耗、屏蔽性能等几项测试参数；
②机械性能：包括最小弯曲半径、最大拉力等测试参数；
③温度特性：主要是指衰减常数（衰减量）随温度的变化率，单位为%/℃；
④防潮性能；
⑤成本及使用寿命。

①特性阻抗：同轴电缆的主体是由内、外两导体构成的，对于导体中流动的电流存在着电阻与电感，对导体间的电压存在着电导与电容。这些特性是沿线路分布的，称为分布常数。若单位长度的电阻、电感、电导、电容分别是以及、L、G和C表示，则其特性阻抗Z0为：
如果我们假定内、外导体都是理想导体，即R和G可以忽略，则Z0=(L/C)1/2这样，特性阻抗就与频率无关，完全取决于电缆的电感和电容，而电感和电容则取决于导电材料、内外导体问的介质和内外导体的直径。
实用公式