同轴电缆的电气参数计算
同轴电缆 参数

同轴电缆参数同轴电缆是一种常用的传输信号的电缆,它由内导体、绝缘层、外导体和保护层组成。
同轴电缆的参数包括电气参数和物理参数两个方面。
一、电气参数1. 电阻:同轴电缆的电阻是指单位长度内电流通过时所消耗的功率。
电阻与电缆的材料、截面积和长度有关,一般用欧姆/米来表示。
2. 电容:同轴电缆的电容是指单位长度内两个导体之间的电压差引起的电荷变化。
电容与电缆的结构和材料有关,一般用法拉德/米来表示。
3. 电感:同轴电缆的电感是指单位长度内电流变化引起的电压变化。
电感与电缆的结构和材料有关,一般用亨利/米来表示。
4. 传输速度:同轴电缆传输速度是指信号在电缆中传播的速度。
传输速度与电缆的介质特性有关,一般用米/秒来表示。
5. 带宽:同轴电缆的带宽是指电缆能够传输的频率范围。
带宽与电缆的结构和特性有关,一般用赫兹来表示。
二、物理参数1. 外径:同轴电缆的外径是指电缆的最大外围尺寸。
外径与电缆的结构和规格有关,一般用毫米或英寸来表示。
2. 内径:同轴电缆的内径是指内导体与绝缘层之间的距离。
内径与电缆的结构和规格有关,一般用毫米或英寸来表示。
3. 绝缘层厚度:同轴电缆的绝缘层厚度是指绝缘层的厚度。
绝缘层厚度与电缆的结构和规格有关,一般用毫米或英寸来表示。
4. 外层护套:同轴电缆的外层护套是指保护电缆的外部层。
外层护套可以是金属或非金属材料,一般用聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)等材料制成。
5. 阻燃性能:同轴电缆的阻燃性能是指电缆在火灾发生时的阻燃能力。
阻燃性能与电缆的材料有关,一般用阻燃等级来表示,如阻燃等级为B1级、B2级等。
同轴电缆的参数对于信号传输和电缆选择都有重要的影响。
在实际应用中,根据不同的传输需求和环境条件,选择合适的同轴电缆参数可以更好地满足信号传输的要求。
因此,了解和理解同轴电缆的参数对于工程师和用户来说是非常重要的。
同轴射频电缆阻抗计算

同轴射频电缆阻抗计算射频同轴电缆是一种广泛应用于通信、雷达、导航等领域的传输线。
它由内导体、绝缘层、外导体和护套组成,具有低损耗、高带宽、抗干扰能力强等优点。
在射频系统中,阻抗匹配是非常重要的一个环节,因为它直接影响到信号的传输质量和系统的性能。
因此,对射频同轴电缆的阻抗计算具有重要意义。
一、射频同轴电缆的基本参数1. 内导体:射频同轴电缆的内导体通常采用铜或铝制成,其截面积和长度会影响电缆的阻抗。
2. 绝缘层:绝缘层的主要作用是防止内外导体之间的短路,同时保证射频信号的传输。
绝缘层的材料和厚度也会影响电缆的阻抗。
3. 外导体:外导体通常采用铜管或铝管制成,其直径和长度会影响电缆的阻抗。
4. 护套:护套的主要作用是保护电缆,防止外部环境对电缆的影响。
护套的材料和厚度也会影响电缆的阻抗。
二、射频同轴电缆的阻抗计算公式射频同轴电缆的阻抗计算公式为:Z = R + jX,其中Z表示阻抗,R表示电阻,X表示电抗,j表示虚数单位。
1. 电阻R的计算:电阻R主要由内导体的电阻决定,其计算公式为:R = ρL/A,其中ρ表示导体材料的电阻率,L表示内导体的长度,A表示内导体的截面积。
2. 电抗X的计算:电抗X主要由绝缘层的电容和外导体的电感决定,其计算公式为:X = 2πfL/D,其中f表示射频信号的频率,L表示外导体的长度,D表示外导体的直径。
三、射频同轴电缆阻抗计算实例假设我们要设计一根射频同轴电缆,要求其工作频率为10GHz,内导体采用铜制,截面积为1mm²,长度为1m;绝缘层采用聚乙烯材料,厚度为0.05mm;外导体采用铜管,直径为0.5mm,长度为1m;护套采用聚氨酯材料。
根据上述参数,我们可以计算出射频同轴电缆的阻抗。
1. 计算内导体的电阻:首先我们需要知道铜的电阻率ρ约为1.68×10^-8Ω·m。
代入公式R = ρL/A,得到R = 1.68×10^-8 ×1000/1 = 1.68×10^-7Ω。
同轴电缆衰减计算

同轴电缆衰减计算高频下同轴电缆的衰减高频下同轴电缆的衰减::α=2.61*(f*ε)^0.5*(K2*Kρ1/d+Kb*Kρ2/D)*10^(α=2.61*(f*ε)^0.5*(K2*Kρ1/d+Kb*Kρ2/D)*10^(--3)/lg((D+1.5*dw)/(K1*d))+9.10*f*ε^0.5*tgδ*10^(5*dw)/(K1*d))+9.10*f*ε^0.5*tgδ*10^(--5)(5)(分贝分贝分贝//公里公里)) f: 频率(Hz)ε: 绝缘相对介电常数(实心PE - 2.3;PVC - 5~7;Nylon - 3.5;Paper - 2.0~2.6;PP - 2.6;FEP - 2~2.2;空气 - 1.0)D: 绝缘外径(mm)d: 内导体直径(mm)tgδ: 绝缘介质损耗角正切值(空气 - 0;PE - 0.0005;PVC - 0.05;FEP - 0.0002;Nylon - 0.009;PP - 0.0007)K1: 内导体直径系数K2: 内导体衰减的绞线系数Kb: 外导体为编织是引起高频电阻增大的编织效应系数 = 1.5+0.083*D Kρ1: 内导体相对于国际标准软铜的高频电阻增大或减小的系数 Kρ2: 外导体相对于国际标准软铜的高频电阻增大或减小的系数 dw: 编织用导线直径(mm)第一项为金属损耗造成的衰减,第二项为介质损耗造成的衰减,频率超过几兆赫时不大于总衰减的1%。
当频率超过几十兆赫时,导体表面发生氧化会产生一种新的损耗--视在介质损耗,氧化层很薄(约几微米),频率低时(几兆赫以下),电流透入深度(见相关帖子)有几十微米,电流在氧化层流通的部分较小,氧化产生的影响不大;但频率高于几十兆赫时,投入深度较小,大部分电流在氧化层传输,氧化层的电阻率大于导体,使衰减增大,因此要尽可能的消除金属氧化。
同轴电缆的电气参数计算

同轴电缆的电气参数计算同轴电缆是通信和广播领域广泛使用的优质传输介质之一。
它的特点是大范围的频响宽度和阻抗稳定性,同时具有可靠的屏蔽性能。
为了了解同轴电缆的电气参数计算,需要了解其基本结构和电气特性,以及计算电缆阻抗、电容、电感和互感的方法。
同轴电缆的基本结构包括内导体、绝缘层、外导体和外护层。
内导体和外导体之间的绝缘层起到防止信号流失和电气干扰的作用。
外导体起到屏蔽信号和保护内部导体免受外部干扰的作用。
同轴电缆的电气参数与其结构密切相关,可以通过简单的计算来确定。
首先,电缆阻抗是同轴电缆电气参数的重要指标之一。
它是指同轴电缆在单位长度内电压和电流之比,通常以欧姆(Ω)为单位。
计算同轴电缆的阻抗需要知道内导体半径、绝缘层厚度、外导体半径和外护层厚度等因素。
同轴电缆阻抗的计算公式为:ZO=Ln (D/d) / R,其中,D和d分别是外导体与内导体的直径,R是自然对数的值为2.303。
对于大多数同轴电缆,其阻抗为50或75欧姆,符合常用的传输线标准。
其次,同轴电缆的电容是同轴电缆中存储电荷的能力,通常以单位长度的电容值来表示。
电缆电容由内导体、外导体和绝缘材料之间的介电常数决定。
同轴电缆的电容也可以通过几何参数进行计算,对于均匀介质同轴电缆其计算公式为:C=(2π∈_0Ɛ_r)/ln(D/d),其中Ɛ_r为介质常数,D和d分别是外导体和内导体的直径。
电感是同轴电缆电气参数的另一指标,它常由在内和外导体之间的磁通量引起。
电缆的电感与电缆的几何形状、材料及其周围的磁场场强度等因素有关。
对于同轴电缆,其电感由内导体和外导体之间的磁感应强度以及电缆长度决定。
对于均匀磁场电缆,其电感线性地随电缆长度增加而增加,电感计算公式为:L=(μRπ)/ln(D/d),其中,μ为导体磁导率。
同轴电缆的互感系数是指两个电缆之间传递信号时,其中一个电缆对于另一个产生的电磁干扰的程度。
一般情况下,互感在同轴电缆中被视为可以忽略的,因为内外导体之间的绝缘层可以防止信号干扰。
常用电线电缆计算公式

电缆结构设计与物料用量计算电缆结构设计是把线材各组成部分参数书面化.在设计过程中,主要是根据线材的有关标准,结合本厂的生产能力,尽量满足客户要求.并把结果以书面形式表达出来,为生产提供依据. 物料用量计算是根据设计线材时选用的材料及结构参数,计算出各种材料的用量,为会计部计算成本及仓储发料提供依据.导体部分有关设计与计算:导体在结构上有实心及绞线两种,而其成份方面有纯金属.合金.镀层及漆包线等.在设计过程中,对于不同的线材选用这些导体材料时,基于下面几个方面:1.线材的使用场所及后序加工方式.2.导体材料的性能:导电率,耐热性.抗张强度.加工性.弹性系数等.1.导体绞合节距设计:绞线中绞合节距大小一般根据绞合导体线规选取(主要针对UL电子线系列, 电源线,UL444系列,CSA TR-4系列对导体的节距有要求,需根据标准设计),有时为了改善某种性能可选其它的节距.如通信线材为了降衰减选用小节距,为了提供好的弯曲性能选用较小的节距.下面的节距表选择表是针对UL电子线.美制线规对应截面积及绞线节距2.多根绞合导体绞合外径计算:导体绞合采用束绞方式进行,绞合外径采用下面两种方法计算:方法1:方法2:d----单根导体的直径D---绞合后绞合导体外径N---导体根数上述两种方法中,方法2比较适合束绞方式导体绞合外径计算:3.导体用量计算:1.单根导体2.绞合导体d----单根导体直径ρ—导体密度N---导体绞合根数λ---导体绞入系数注:用量计算为单芯时导体用量,当多芯时须考虑芯线绞合时的绞入系数.4.导体防氧化.为防止导体氧化, 可在导体绞合时, 加BAT或DOP油(如电源线,透明线)。
押出部分有关的设计与计算:押出部分包括绝缘押出.内被押出及外被押出,在押出过程中,因对线材要求不同采用押出方式不同.一般情况下,绝缘押出采用挤压式,内护层与外护层采用半挤管式.有时为了满足性能要求采用挤管式.其具体选择方法,参照押出技术.1.押出料的选择:设计过程中押出料的选择主要根据胶料的用途、耐温等级、光泽性、软硬度、可塑剂耐迁移性、无毒性能等来选择.2.押出外径:D2=D+2*TD------押出前外径D2----押出后外径T------押出厚度押出厚度(T)主要根据线材有关标准,结合厂内设备生产能力尽量满足客户要求.3.胶料用量:采用不同的押出方式,押出胶料用量计算公式也有不同.挤管式挤压式W=(S成品截面-S缆芯内容物)*ρρ-----胶料密度.考虑到线材的公差, 现期线缆企业一般采用下面计算方法.W=3,14159*1.05*T*(2*D+T)* ρ芯线绞合有关设计与计算:芯线绞合国内称为成缆,是大多数多芯电缆生产的重要工序之一。
射频同轴线功率容量计算

射频同轴线功率容量计算
射频同轴线功率容量是指同轴电缆能承受的最大功率。
计算同轴线功率容量需要考虑以下因素:
1. 内导体和外导体之间的距离:内外导体之间的距离越小,同轴线的功率容量越大。
2. 内导体和外导体的直径:相同长度的同轴线,直径越大,功率容量越高。
3. 绝缘材料:同轴线的绝缘材料的介电常数越小,功率容量越高。
4. 工作频率:不同频率下的同轴线功率容量不同,通常需要查找相关数据表。
计算同轴线的功率容量需要使用公式:P = V^2 / (2 * R),其中P为功率,V为同轴线两个导体之间的电压,R为同轴线的电阻。
需要注意的是,同轴线的功率容量与使用环境和安装方式相关,实际容量需要根据实际情况进行测试。
同轴电缆的电气参数计算

同轴电缆的电气参数计算:同轴电缆的一个回路是同轴对,它是对地不对称的.在金属圆管(称为外导体)内配置另一圆形导体(称为内导体),用绝缘介质使两者相互绝缘并保持轴心重合,这样所构成的线对称同轴对。
同轴电缆可用于开通多路栽波通信或传输电视节目,也可用同轴电缆传输高数码的数据信息(如UL2919屏幕线)1.一次传输参数:同轴电缆的一次传输参数主要随电流的频率及电缆结构尺寸D/d变化而变化.(1).有效电阻,随频率的增大而增大.而与内外导体直径比没直接的关系.(2).电感随频率的增大而减小,随内外导体直径比增大而增大.(3).电容与频率无关,随直径比的增大而减小.(4).电导与频率基本上成正比,随直径的增大而减小.具体计算公式如下:1.1.有效电阻:同轴电缆的有效电阻包括内导体的有效电阻及外导体的有效电阻,当内外导体都是铜导体时,总的有效电阻为:(欧姆/公里)1.2有效电感:同轴回路的电感由内.外导体的内电感和内外导体之间的外电感组成,当内外导体都是铜时,回路的电感为:(亨/公里)1.3同轴电缆电容﹕同于同轴电缆无外部电场,所以同轴对的工作电容就等于同轴对内外导体间的部分电容,电容计算可按圆柱形电容器的电容公式来计算:Dw-外导体结构的修正系数(理想外导体Dw=0,非理想外导体Dw=编织外导体中的单线直径)K1-内导体结构的修正系数,D1-同轴线外导体内径(mm)1.4绝缘电导:同轴对的绝缘导体G由两部分组成: 一是由绝缘介质极化作用引起的交流电导G~,另一个部分是由于绝缘不完善而引起的直流电导G0:G=G0+G~G~=ωCtg(δ)G0------直流损耗G~------交流损耗ω------电流频率C-------工作电容tg(δ)---介质损耗角正切2.二次传输参数:二次传输参数是用以表征传输线的特性参数,它包括特性阻抗ZC,衰减常数α,及相移常数.2.1.同轴电缆特性阻抗﹕2.1.1.对于斜包,铝箔纵包可近似看作是理想外导体,计算如下:2.1.2.编织外导体,绞线内导体计算如下:D---外导体外径d----内导体外径Dw---编织导体直径K1----导体结构修正系数2.2同轴电缆衰减的计算公式:αR-导体电阻损耗引起的衰减分量,导体衰减(电阻衰减)当内外导体都为圆柱形导体时:db/km当内导体是绞线,外导体是编织时:db/kmD.d----外导体内径.内导体外径K1-----导体结构修正系数ε-----绝缘介电常数K S-----绞线引起射苹电缆电阻增大的系数,K S=1.25K B-----编织引起射苹电缆电阻增大的系数Dw----编织外导体中的单线直径K P1,K P2-分别表示内,外导体与标准软铜不同时引起射频电阻增大或减小的系数.编织系数KB还可用如下计算方法求出:m----为编织的锭数n-----为每锭编织线中的导线根数β-----为编织角(编织导线的方向与电缆轴线方向之间的夹角)αG----介质损耗而引起的衰减分量,称为介质衰减(电导衰减)tgσe----等效介质损耗角正切εe-------等效介电常数2.3延时﹕延时是指信号沿电缆传输时,其单位长度上的延迟时间.同轴电缆的延时与电缆尺寸无关,仅仅取决于介质的介电常数.秒/米V-----信号在电缆中的传播速度εe----等效介电常数.。
同轴电缆参数指标

同轴电缆参数指标一、同轴电缆- 概述同轴电缆同轴电缆(COAXIAL CABLE)内外由相互绝缘的同轴心导体构成的电缆:内导体为铜线,外导体为铜管或网。
电磁场封闭在内外导体之间,故辐射损耗小,受外界干扰影响小。
常用于传送多路电话和电视。
同轴电缆的得名与它的结构相关。
同轴电缆也是局域网中较常见的传输介质之一。
它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体(一根细芯)外面,两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制选的,外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上,所以叫做同轴电缆,同轴电缆之所以设计成这样,也是为了防止外部电磁波干扰异常信号的传递。
同轴电缆根据其直径大小可以分为:粗同轴电缆与细同轴电缆。
粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长,可靠性高,由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置,但粗缆网络必须安装收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。
相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生不良的隐患,这是运行中的以太网所发生的较常见故障之一。
无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构,即一根缆上接多部机器,这种拓扑适用于机器密集的环境,但是当一触点发生故障时,故障会串联影响到整根缆上的所有机器。
故障的诊断和修复都很麻烦,因此,将逐步被非屏蔽双绞线或光缆取代。
同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信,而其缺点也是显而易见的:一是体积大,细缆的直径就有3/8英寸粗,要占用电缆管道的大量空间;二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲,这些都会损坏电缆结构,阻止信号的传输;较后就是成本高,而所有这些缺点正是双绞线能克服的,因此在现在的局域网环境中,基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。
同轴电缆分为细缆-58和粗缆-11两种。
细缆的直径为0.26厘米,较大传输距离185米,使用时与50Ω终端电阻、T型连接器BNC接头与网卡相连,线材价格和连接头成本都比较便宜,而且不需要购置集线器等设备,十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
同轴电缆的电气参数计算
同轴电缆的一个回路是同轴对,它是对地不对称的.在金属圆管(称为外导体)内配置另一圆形导体(称为内导体),用绝缘介质使两者相互绝缘并保持轴心重合,如此所构成的线对称同轴对。
同轴电缆可用于开通多路栽波通信或传输电视节目,也可用同轴电缆传输高数码的数据信息(如UL2919屏幕线)
1.一次传输参数:
同轴电缆的一次传输参数要紧随电流的频率及电缆结构尺寸D/d变化而变化.
(1) .有效电阻,随频率的增大而增大.而与内外导体直径比没直截了当的关系.
(2) .电感随频率的增大而减小,随内外导体直径比增大而增大.
(3) .电容与频率无关,随直径比的增大而减小.
(4) .电导与频率差不多上成正比,随直径的增大而减小. 具体运算公式如下:
1.1.有效电阻:
同轴电缆的有效电阻包括内导体的有效电阻及外导体的有效电
阻,当内外导体差不多上铜导体时,总的有效电阻为:
常= 1^+8列10-心77巧+吉)(欧姆/公里)
1.2有效电感:同轴回路的电感由内.外导体的内电感和内外导体
之间的外电感组成,当内外导体差不多上铜时,回路的电感为:
n 132 1 1
(2F(〒)+jh(-+万沪IL (亨/公里)
1.3同轴电缆电容:
同于同轴电缆无外部电场,因此同轴对的工作电容就等于同轴对内外导体间的部分电容,电容运算可按圆柱形电容器的电容公式来运算:
55.56乜
以少d)
Dw-外导体结构的修正系数(理想外导体Dw=O,非理想外导体Dw=
编织外导体中的单线直径)
K1-内导体结构的修正系数,
D1-同轴线外导体内径(mm)
1.4绝缘电导:
同轴对的绝缘导体G由两部分组成:一是由绝缘介质极化作用引起的交
流电导G~,另一个部分是由于绝缘不完善而引起的直流电导GO:
G=G0+G~
G~= 3 Ctg( S )
GO——直流损耗
G ----- 交流损耗
3——电流频率
C——工作电容tg( S )---介质损耗角正切
2.二次传输参数:
二次传输参数是用以表征传输线的特性参数,它包括特性阻抗ZC, 衰
减常数a,及相移常数.
2.1.同轴电缆特性阻抗:
2.1.1.关于斜包,铝箔纵包可近似看作是理想外导体,运算如下:”
138,. .D.
60 J 耳 D d 计一
2.12编织外导体,绞线内导体运算如下:
F 60妬D十1谢/
D---外导体外径
d----内导体外径
Dw---编织导体直径
K1----导体结构修正系数
22同轴电缆衰减的运算公式:
R fc G [Z R O
復二叫+ %二计三+ ■^*(7二坨玄
a R-导体电阻损耗引起的衰减重量,导体衰减(电阻衰减)
当内外导体都为圆柱形导体时:
2.61*10-'*7^,. 1 1、
叫二------ 万---- *Cy十万)db/km
当内导体是绞线,外导体是编织时:
他―一Q+L.5L(d )db/km
D.d——外导体内径.内导体外径
K1-----导体结构修正系数
£ -----绝缘介电常数
KS-----绞线引起射苹电缆电阻增大的系数,KS=1.25
KB-----编织引起射苹电缆电阻增大的系数
Dw----编织外导体中的单线直径
KP1,KP2-分不表示内,外导体与标准软铜不同时引起射频电阻增大或减小
的系数.
编织系数KB还可用如下运算方法求出:
U + 2 叫)
m----为编织的锭数
n-----为每锭编织线中的导线根数
P -----为编织角(编织导线的方向与电缆轴线方向之间的夹角)
a G----介质损耗而引起的衰减重量,称为介质衰减(电导衰减)
*「免* 总m
tg (T e----等效介质损耗角正切
£ e ---- 等效介电常数
2.3延时:
延时是指信号沿电缆传输时,其单位长度上的延迟时刻.
同轴电缆的延时与电缆尺寸无关,仅仅取决于介质的介电常数.
"斫詁=希秒/米
V-----信号在电缆中的传播速度
£ e----等效介电常数.。