介紹同軸電纜的結(jié)構(gòu)與傳輸特性、射頻傳輸干線與分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)。

 

 

　　1.1 結(jié)構(gòu)

 

　　RF同軸電纜由內(nèi)導體、絕緣體、外導體和護套4部分組成，絕緣體使內(nèi)、外導體絕緣且保持軸心重合，這就是同軸電纜。內(nèi)外導體由電介質(zhì)（絕緣材料）隔開，電介質(zhì)在很大程度上決定著同軸電纜的傳輸速度和損耗特性，常使用的絕緣材料是干燥空氣、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等材料的混合物。物理發(fā)泡電纜因損耗小、頻率特性好、不易進水得到優(yōu)選應(yīng)用。

 

　　1.2 傳輸特性

 

　?。?）同軸電纜內(nèi)的電磁場分布

　　電場強度按正弦分布，在同軸電纜中傳輸?shù)碾姴ú粫孤┑诫娎|之外，在應(yīng)用中，外導體通常是接地的，故具有良好的屏蔽作用，傳輸?shù)碾娨曅盘柌皇芡饨珉s波的干擾，里面的信號也不會輻射出去。

 

　?。?）趨膚效應(yīng)

　　高頻信號的電流流過電纜時，電流集中于導體表面而使導體有效橫截面積減少、電阻值加大的現(xiàn)象稱之為趨膚效應(yīng)。因為有趨膚效應(yīng)，同軸電纜中的電流只沿內(nèi)導體的外側(cè)和外導體的內(nèi)側(cè)流動，因此，電纜的許多性質(zhì)取決于內(nèi)導體的外徑和外導體的內(nèi)徑，電纜內(nèi)、外部的電磁場也不相互干擾。趨膚深度與頻率f（MHz）的平方根成反比，因此，同軸電纜的導體損耗與頻率的平方根成正比。

 

　　1.3 同軸電纜性能

 

　?。?）特性阻抗

　　特性阻抗Zc定義為在同軸電纜終端匹配的情況下，電纜上任意點電壓與電流的比值。同軸電纜的特性阻抗由導體的直徑和導體間介質(zhì)決定，與電纜長度無關(guān)。在CATV系統(tǒng)中，同軸電纜的特性阻抗均為75 Ω。

 

　?。?）衰減常數(shù)β與溫度系數(shù)

　　RF信號在同軸電纜中傳輸時的衰減量與電纜的尺寸、介電常數(shù)、工作頻率有關(guān)。同軸電纜信號的衰減程度，以衰減常數(shù)（β）表示單位長度（如100 m）電纜對信號衰減的dB數(shù)。衰減常數(shù)與信號頻率的平方根成正比，即在同一段電纜，信號頻率越高，衰減常數(shù)越大；信號頻率越低，衰減常數(shù)越小。溫度系數(shù)表示溫度變化對電纜損耗值的影響，溫度上升，電纜的損耗值增大；溫度下降，電纜的損耗值減小。溫度系數(shù)定義為溫度升高或降低1℃，電纜對信號衰減量增大或減小的百分數(shù)。表1是根據(jù)和平縣有線電視臺的頻道配置選出8個頻道，在33℃和13℃兩個常溫下，對漢勝RF同軸電纜-5型和-7型進行測量的結(jié)果。

 

　　 表1兩種常溫下的漢勝電纜-7與-5型的衰減常數(shù)(β)

頻道圖像載頻(MHz)

 

33℃dB/100 m13℃dB/100 m

-7型-5型-7型-5型

DS149.7534.7533.9

DS257.753.45.253.34.25

DS585.25463.85

DS6168.255.68.15.47

DS11208.25695.87.7

Z30400.258.112.27.610.5

DS13471.259.614.58.412.7

DS 22543.2510.815.59.213.5

 

　　上表數(shù)據(jù)顯示，衰減常數(shù)和信號的頻率有很大的關(guān)系，也和溫度系數(shù)關(guān)系密切。在CATV網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用中，隨著時間的增加，同軸電纜會老化,電纜的衰減特性改變很大，3年后電纜的衰減量大約增大15%，6年后大約增大40%。

 

 

　　RF傳輸干線的功能是以同軸電纜為傳輸介質(zhì)，利用干線放大器來補償和均衡電纜的衰減特性和溫度特性，使傳送的信號保持適當?shù)碾娖街?。RF信號在電纜中傳輸?shù)乃p量隨傳輸距離延長而增大，RF同軸電纜的衰減特性使不同頻率的信號在電纜中衰減的程度不同，因此，在RF傳輸干線中，要對信號進行電平補償和均衡，故要選用傳輸特性好的電纜和性能優(yōu)良的干線放大器，由于使用了有源器件放大器，就要把系統(tǒng)的截噪比、交調(diào)的影響減少到最小。

 

　　2.1 傳輸干線的組成技術(shù)

　　RF傳輸干線由RF同軸電纜、干線放大器、衰減器、均衡器及定向耦合器構(gòu)成。 

 

　　射頻(RF)傳輸干線由CATV前端或由前端通過光纜傳輸給光接收機輸出RF信號來提供射頻電視信號進行傳輸。 

 

　　使用定向耦合器的目的是從干線中提取出一部分信號功率供給分配網(wǎng)絡(luò)。一般定向耦合器盡量選用接入損失較小的，盡可能安裝在干線放大器的輸出端，使其輸入電平較高。一般干線放大器具有分支器輸出口，使用起來較方便。  

 

　　干線放大器在放大電路基礎(chǔ)上，一般具有可調(diào)衰減器和可調(diào)均衡器，使干線放大器保持穩(wěn)定的輸出電平和適當?shù)男甭省?/div>