同轴电缆类型指南

同轴电缆 广泛应用于各种射频(RF)信号传输,包括电信、广播和军事系统。它们的设计确保了可靠的性能,是高质量信号传输的关键。本指南探讨了不同的同轴电缆类型、结构及其具体应用,并进行了详细比较,以帮助您做出明智的决定。

目录

什么是同轴电缆?

同轴电缆是一种专用电缆,设计用于传输高频信号,并将损耗和干扰降至最低。它由中心导体、绝缘层(介质)、导电屏蔽层和外层保护套组成。这种同心结构可防止电磁干扰和信号泄漏,有助于保持信号完整性,因此非常适合有线电视、互联网连接、无线电通信和其他高频信号传输等应用。

同轴电缆的结构

用户之所以喜欢同轴电缆,当然是因为它具有出色的信号传输性能,传输频率高,抗干扰能力强,信号质量稳定。特别是在音频系统中,同轴电缆可以确保信号传输过程的清晰度和准确性。

所有同轴电缆都离不开 "中心导体-绝缘层-屏蔽层-外护套 "的结构。

中心导体是同轴电缆的芯线部分,主要负责传输电信号,通常由铜、镀银铜和其他材料制成。中心导体周围有一层绝缘层,其主要作用是将中心导体与外部屏蔽层隔开,并保持电缆的特性阻抗。

绝缘层外面是金属屏蔽层,起到屏蔽电磁干扰和射频干扰的作用,可以防止电缆传输信号泄漏,防止外界信号干扰同轴传输信号。屏蔽层由多种材料制成,如金属编织铝箔、铜箔、铜线等。

最后是同轴电缆的外层保护,它与外部环境直接接触,保护电缆内部不受外界干扰和损坏。与其他类型的电线一样,外层保护层一般由 PVC、PE 等材料制成。

同轴电缆如何工作?

同轴电缆中心导体传输的高频电流可以看作是向外发射无线电波的天线,本质上是一种 "交流电"。回想初中物理知识,"交流电的方向会发生周期性变化,在一秒钟内会发生多次逆转"。为了减少电流方向的不确定性带来的影响,同轴线的设计中增加了 "网状导电层隔离",即屏蔽层,通过接地来控制中心导体发出的电波。

然而,目前的传输过程并不那么顺畅。如果同轴电缆的某一段遇到比较大的挤压或变形,很可能导致内部电波反射回信号传输源,影响接收端的信号质量。因此,为了克服这一问题,有必要在中心导体和屏蔽层之间增加一层绝缘体,以确保两者之间的距离一致,保持电流信号传输的稳定性。

同轴电缆类型

同轴电缆种类繁多,可根据具体应用量身定制。下面将深入介绍常见类型:

RG 系列电缆

RG(无线电指南)系列电缆是最初为军事应用而开发的标准化同轴电缆类型。下文将详细介绍几种 RG 同轴电缆:

RG-6/U

RG-6 是一种高性能 75 欧姆同轴电缆,主要用于数字有线电视和卫星安装。它采用四屏蔽设计和 18 AWG 导线,屏蔽性能优越,比 RG-59 大。它的结构能以最小的损耗实现出色的高频数字信号传输,因此特别适用于现代数字应用中的长电缆传输。

  • 阻抗 75 欧姆
  • 核心尺寸 1.024 毫米
  • 绝缘类型: PF
  • 每兆赫标称衰减(分贝/100 英尺):850/8.5 分贝;1900/13.6 分贝

RG-8

RG-8 是一种高性能 50 欧姆同轴电缆,中心导体为 13 AWG,专为要求苛刻的射频应用而优化。其结构坚固,具有出色的功率处理能力和较低的信号损耗。它具有出色的屏蔽性能,并有实心和绞合导体可供选择,是业余无线电基站和专业射频安装的理想选择。

  • 阻抗 50 欧姆
  • 核心尺寸 2.17 毫米
  • 绝缘类型: PF
  • 每兆赫标称衰减(分贝/100 英尺): 850/6.4 分贝;1900/10.4 分贝

RG-11

RG-11 是一种专业级 75 欧姆同轴电缆,具有 14 AWG 大导体尺寸和出色的信号传输能力。它具有全面的四层屏蔽和普通电缆中最低的信号损耗,在高清电视和专业视频应用中表现出色。其坚固的结构使其成为需要最高性能的长距离信号传输的首选。

  • 阻抗 75 欧姆
  • 核心尺寸 1.67 毫米
  • 绝缘类型: PF
  • 每兆赫标称衰减(分贝/100 英尺):850/6.25 分贝

RG-59

RG-59 是一种 75 欧姆同轴电缆,广泛用于模拟视频和闭路电视系统。其 23 AWG 导线和灵活的屏蔽设计适合空间受限的安装,为较短的线路提供经济高效的模拟信号传输。

  • 阻抗 75 欧姆
  • 核心尺寸 0.64 毫米
  • 绝缘类型: PF
  • 每兆赫标称衰减(分贝/100 英尺):不适用

LMR 系列电缆

LMR 系列电缆由 时代微波系统公司......是专为射频通信设计的柔性、低损耗同轴电缆。这些电缆适用于室外和室内安装,具有出色的耐候性和高性能,适用于各种应用。以下是不同 LMR 电缆的详细比较:

电缆类型 阻抗(欧姆) 芯尺寸(毫米) 介质类型 每兆赫标称衰减(分贝/100 英尺) 应用
LMR®200 50 1.12 PF 850/9.6 分贝;1900/14.6 分贝 短天馈线运行,低 PIM 应用
LMR®240 50 1.42 PF 850/7.2 分贝;1900/11.2 分贝 GPS、无线局域网、移动天线
LMR®400 50 2.74 PF 850/3.8 分贝;1900/5.8 分贝 无线系统跳线组件
LMR®600 50 4.47 PF 850/2.4 分贝;1900/3.8 分贝 长天线、微波系统
LMR®900 50 6.65 PF 850/1.6 分贝;1900/2.6 分贝 中型天线馈线运行,灵活的射频设置
LMR®1200 50 8.66 PF 850/1.2分贝;1900/1.9分贝 大型射频装置
LMR®1700 50 13.39 PF 850/0.9 分贝;1900/1.5 分贝 超长距离通信

LMR 电缆的亮点:

  • LMR®200:这种电缆小巧灵活,非常适合天线馈线等短距离连接以及要求低 PIM 的应用。
  • LMR®240:兼顾灵活性和低衰减,是 GPS 系统、WLAN 和移动天线设置的理想之选。
  • LMR®400:设计用于替代 RG-8 电缆,在需要反复弯曲的跳线组件和无线通信系统中表现出色。
  • LMR®600:被称为 "半英寸 "电缆,为长距离射频运行提供卓越的信号质量,比空气介质电缆更易于操作。
  • LMR®900:该电缆尺寸更大,专为中型天馈线运行而设计,具有低损耗和高灵活性的特点,适用于各种应用。
  • LMR®1200 和 LMR®1700:这些电缆是大规模和超长距离射频应用的理想选择,可为要求苛刻的安装提供卓越的性能和耐用性。

硬线同轴电缆

硬线同轴电缆专为高强度传输而设计,常用于军事信号、无线电广播以及连接地面发射机和空中接收机。这类同轴电缆直径粗(≥ ½ 英寸),中心导体和屏蔽层采用铜、银、铝或钢等材料。为防止电弧和湿气污染,通常会添加介质缓冲器,如聚乙烯泡沫或加压氮气。屏蔽层可以是硬管,也可以是波纹材料,因此适用于要求耐用性和可靠性的坚固应用。

辐射同轴电缆

辐射同轴电缆也被称为 "泄漏电缆",其独特的设计在屏蔽层上开槽。这些槽可根据特定波长进行调整,从而控制信号泄漏。这些同轴电缆类型非常适合传统天线不实用的环境,如隧道、电梯或地下设施。通过在发射器和接收器之间实现预先确定的信号传输量,辐射电缆可提供稳定可靠的覆盖范围。

双轴同轴电缆

双轴或 "Twinax "电缆是一种特殊类型的同轴电缆,具有两个而非一个中心导体。这类同轴电缆广泛用于高速、短距离信号应用,如数据中心或带有 SFP+ 接口的网络硬件。双导体设计使 Twinax 电缆能够实现更快的数据传输速率,同时保持最小的干扰,因此成为现代网络系统的热门选择。

半刚性同轴电缆

半刚性同轴电缆具有 PTFE 支承介质和实心导体屏蔽,为高频应用提供卓越的介质特性。这些同轴电缆类型在尺寸和频率传输方面受到限制,但在要求精确和信号损耗最小的环境中性能卓越。其刚性结构使其适用于航空航天和国防系统。

三轴同轴电缆

三轴或 "Triax "电缆是同轴电缆类型的一种高级变体,包括额外的绝缘层和第二个导电护套。这种设计提供了卓越的带宽和更强的干扰保护,使这些电缆成为电视制作和高电磁干扰环境中的理想应用。尽管 Triax 电缆比标准同轴电缆昂贵,但在要求苛刻的使用情况下仍能提供卓越的性能和可靠性。

刚性线路同轴电缆

刚性同轴电缆由两根铜管和沿电缆间隔支撑的 PTFE 介电缓冲器构成。这些同轴电缆的尺寸较大,直径从⅘-英寸到 8↪CN_2073↩/₁₆-英寸不等,设计用于大功率传输。刚性线路通常用于电视和调频频率,支持多通道传输,损耗极小。由于设计坚固,它们是大规模广播和工业应用的理想选择。

选择同轴电缆类型时应考虑的因素

选择合适的同轴电缆需要仔细考虑应用、环境因素、阻抗规格和电缆的物理属性。这些因素的匹配可确保最佳的信号传输、使用寿命和可靠的系统性能。评估项目的独特要求,做出明智有效的选择。

系数 考虑因素
阻抗 匹配设备阻抗,避免信号反射和损失。
衰减 对于长距离和高频信号,衰减越小越好。
频率范围 确保电缆支持应用频率。
耐用性 选择护套材料适合环境的电缆。
灵活性 对于狭小空间或移动设备,可选择 RG-58 或 LMR-240 等柔性电缆。
屏蔽 在高干扰环境中,最好使用双重屏蔽。
长度 较长的线路需要衰减较小的电缆(如 LMR-400 或 RG-11)。

一些常见问题

同轴电缆有哪三种类型?

三种常见的同轴电缆类型是

  • RG 系列电缆:适用于住宅和商业应用。
  • 硬线电缆:用于广播等大功率传输。
  • 辐射电缆:设计用于在无法安装天线的环境中控制信号泄漏。

RG6 和 RG11 同轴电缆哪个更好?

RG11 信号损耗低,更适合长距离传输,而 RG6 更灵活,适合短距离传输,如有线电视和互联网的室内连接。

RG-8 和 RG11 同轴电缆有什么用途?

  • RG-8:常用于大功率射频应用,包括火腿无线电和天线连接。
  • RG-11:适合长距离安装,如室外有线电视或卫星连接。

如何知道同轴电缆的类型?

检查电缆的印刷标记,通常包括其类型(如 RG6、RG11)。您还可以测量其直径并与规格进行比较,或检查其结构(如导体尺寸、屏蔽和护套材料)。

结论

选择正确的同轴电缆类型取决于您的具体应用、环境条件和性能要求。RG 系列电缆适用于一般用途,而 LMR 系列和专用同轴电缆类型(如硬线电缆、辐射电缆和 Twinax 电缆)则适用于专业级安装。了解同轴电缆类型之间的差异可确保通信系统达到最佳性能和使用寿命。

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