通信电缆结构设计

前言

第1章绪论1

1?1电气通信及其通信线路1

1?2通信网的基本组成2

1?3现代通信网分类3

1?3?1电话网4

1?3?2数据通信网6

1?4通信电缆的发展过程7

1?4?1世界通信电缆的发展7

1?4?2我国通信线路的发展10

1?5通信电缆的型号10

1?5?1产品型号与结构的关系10

1?5?2各部分代表符号的意义11

第2章通信电缆的电气特性12

2?1均匀电缆传输线理论12

2?1?1均匀电缆传输线的等效回路12

2?1?2均匀电缆传输的基本方程13

2?1?3终端负载阻抗匹配的均匀线路15

2?2电缆线路的二次传输参数16

2?2?1波阻抗及传播常数的物理意义16

2?2?2波阻抗的计算公式16

2?2?3传播常数的计算公式18

2?2?4电磁波沿电缆线路的传播速度20

2?3传输电平和通信距离21

2?3?1传输电平21

2?3?2通信距离24

2?4均匀电缆线路的输入阻抗与工作

衰减25

2?4?1输入阻抗及其表达式25

2?4?2不同负载情况下的输入阻抗值25

2?4?3长线路的输入阻抗26

2?5非均匀电缆线路的性质27

2?5?1非均匀电缆线路27

2?5?2反射系数27

2?5?3线路终端为不同负载时的反射

系数28

2?6信号的失真28

2?6?1振幅失真29

2?6?2相位失真29

2?6?3由于波阻抗ZC随其频率变化而

引起的失真30

2?6?4非线性失真30

2?7耐电压强度31

第3章对称通信电缆32

3?1对称通信电缆的结构元件32

3?1?1对称电缆的导电线芯32

3?1?2对称电缆的导电线芯的绝缘32

3?1?3对称电缆的线组34

3?1?4对称电缆的缆芯35

3?1?5通信电缆的护层36

3?2对称通信电缆的类型38

3?2?1全塑市内通信电缆38

3?2?2铁路数字信号电缆48

3?2?3高速数据对绞电缆49

3?3对称通信电缆传输参数的计算52

3?3?1对称电缆的有效电阻52

3?3?2对称电缆的电感57

3?3?3对称电缆的电容58

3?3?4对称电缆的绝缘电导61

3?3?5对称电缆等效介电常数和等效

介质损耗角正切值的计算62

3?3?6对称电缆二次传输参数的计算63

3?4对称通信电缆的设计63

3?4?1对称电缆结构的选择63

3?4?2对称电缆参数计算与最佳结构65

第4章射频同轴电缆67

4?1同轴电缆的型号和用途67

4?1?1同轴电缆的定义67

4?1?2同轴电缆的型号67

4?1?3同轴电缆的应用68

4?2射频电缆的分类70

4?3射频同轴电缆的结构元件71

4?3?1内导体72

4?3?2绝缘73

4?3?3外导体75

4?3?4护套76

4?3?5铠装76

4?4射频同轴电缆的结构与类型77

4?4?1一般用途的射频电缆77

4?4?2大功率射频电缆77

4?4?3微小型射频电缆78

4?4?4电视电缆78

4?4?5低噪声电缆79

4?5漏泄同轴电缆79

4?5?1漏缆的工作原理80

4?5?2漏缆的主要性能指标80

4?5?3漏缆的种类81

4?6同轴电缆的特点及电气过程83

4?6?1理想同轴电缆的电磁场83

4?6?2内、外导体中的电流分布84

4?6?3透入深度86

4?7射频同轴电缆的一次传输参数计算86

4?7?1射频同轴电缆回路的有效电阻86

4?7?2同轴电缆的电感88

4?7?3同轴回路的电容89

4?7?4同轴回路的绝缘电导89

4?7?5一次参数与频率及结构尺寸的

关系90

4?8射频同轴电缆的二次传输参数计算91

4?8?1波阻抗91

4?8?2衰减93

4?8?3相移96

4?8?4工作电压96

4?9同轴射频电缆的传输功率97

4?9?1额定峰值功率98

4?9?2额定平均功率98

4?10同轴射频电缆的最高使用频率103

4?10?1衰减指标对最高使用频率的

限制103

4?10?2同轴射频电缆的截止频率103

4?10?3绝缘结构对最高使用频率的

限制104

4?11同轴射频电缆的最佳结构104

4?11?1衰减最小时的最佳直径比104

4?11?2额定电压最大时的最佳

直径比104

4?11?3额定峰值功率最大时的最佳

直径比105

4?11?4额定平均功率最大时的最佳

直径比105

4?11?5同轴射频电缆波阻抗的取值105

4?12波阻抗不均匀性及驻波106

4?12?1波阻抗不均匀性的概念106

4?12?2波阻抗不均匀性的种类和

原因107

4?12?3不均匀性对传输质量的影响107

4?12?4射频下波阻抗不均匀性的

特点108

4?12?5阻抗偏差、驻波系数和反射

衰减109

第5章通信电缆回路间的串音111

5?1对称电缆回路间的串音机理及串音

参数111

5?1?1等效电路及一次串音参数111

5?1?2二次串音参数112

5?2制造长度对称电缆回路的串音衰减和

防卫度114

5?2?1制造长度对称电缆串音衰减的

确定114

5?2?2串音防卫度116

5?3对称电缆电磁耦合的分析与计算117

5?3?1电容耦合k117

5?3?2介质耦合g118

5?3?3电感耦合m118

5?3?4导电耦合r119

5?4电磁耦合系数及频率的关系120

5?4?1Ｎ、Ｆ对串音衰减的影响120

5?4?2耦合系数与频率的关系122

5?5长对称电缆线路中的串音衰减124

5?5?1近端串音衰减125

5?5?2远端串音衰减126

5?5?3远端串音防卫度127

5?6对称电缆内任意回路间的电磁耦合127

5?7回路间的间接干扰129

5?8线路的交叉或绞合对防止和消除

回路间干扰的作用130

5?8?1线路交叉减少干扰的基本原理130

5?8?2电缆绞合的基本情况131

5?9同轴电缆回路间的相互干扰136

5?9?1同轴回路中干扰的基本原理136

5?9?2影响干扰的因素136

5?9?3“透入深度”与涡流系数之间的

关系137

5?10同轴电缆的串音防卫度138

5?10?1耦合阻抗Z12138

5?10?2无屏蔽同轴回路间的串音衰减及

防卫度139

5?10?3同轴对外导体上有屏蔽体时的

串音衰减及防卫度140

5?10?4串音衰减与传输频率和电缆长度

的关系141

第6章通信电缆的屏蔽143

6?1屏蔽的基本原理143

6?2同轴对的屏蔽146

6?2?1单层外导体的屏蔽作用146

6?2?2多层屏蔽的效果146

6?3对称电缆的屏蔽147

6?3?1主串线对在中心的单层屏蔽体的

屏蔽效果147

6?3?2低频时防护作用系数(或屏蔽

系数)148

6?3?3主串线对偏心对屏蔽效果的

影响149

6?4电缆金属套的屏蔽作用149

6?4?1固有屏蔽系数149

6?4?2实际屏蔽系数152

第7章通信电缆的制造153

7?1导体制造153

7?1?1单线拉制153

7?1?2线芯绞制154

7?2绝缘挤制157

7?2?1挤塑机的基本结构157

7?2?2模具160

7?2?3挤塑的一般工艺流程162

7?2?4影响挤塑质量的几个主要因素162

7?2?5常见质量问题164

7?3对称电缆元件的星绞165

7?3?1立式星绞机165

7?3?2星绞工艺166

7?4同轴对的制造168

7?4?1垫片式2?6/9?4同轴对的制造

工艺168

7?4?2同轴对的准备168

7?5射频同轴对的制造171

7?5?1物理发泡绝缘工序171

7?5?2焊接轧纹工序177

7?5?3护套工序178

7?6成缆工艺178

7?6?1成缆机的分类178

7?6?2层式绞合成缆机的构造179

7?6?3层式绞合工艺182

7?7干燥183

7?8压铅184

7?8?1立式压铅机的工作特点及结构184

7?8?2压铅工艺185

7?9压铝和轧纹187

7?9?1压铝的工艺特点187

7?9?22×1600t双筒压铝机的压铝

工艺188

7?9?3轧纹的目的和原理188

7?10通信电缆的挤制外护套工序和铠装

工序189

第8章通信电缆传输特性测试190

8?1通信电缆一次和二次传输参数测试190

8?1?1设备组成190

8?1?2适用范围191

8?1?3测试精度191

8?1?4测试中的注意事项191

8?1?5测试系统192

8?1?6开短路法的基本原理192

8?1?7谐振法基本原理195

8?1?8试验要求196

8?1?9测试结果及计算196

8?2对称电缆工作电容测试198

8?2?1比较法测试电缆的工作电容198

8?2?2电桥法测试工作电容199

8?2?3试验设备199

8?2?4试验结果及计算200

8?3电缆电容耦合和电容不平衡测试200

8?3?1测试原理200

8?3?2试验设备202

8?3?3试验步骤202

8?3?4测试结果及计算方法203

8?4通信电缆的串音测试203

8?4?1基本原理203

8?4?2试验设备204

8?4?3试验步骤205

8?4?4试验结果及计算205

8?5同轴电缆的衰减测试207

8?5?1测试原理207

8?5?2测试仪器208

8?5?3测试步骤210

8?5?4试验结果及计算213

8?6同轴电缆均匀性测试214

8?6?1测试原理2148?6?2试验设备215

8?6?3试验步骤217

8?6?4试验结果及计算217

8?7通信电缆屏蔽系数的测试220

8?7?1测试原理220

8?7?2测试设备220

8?7?3注意事项222

8?7?4试验结果及计算222

参考文献224

机 械 工 业 出 版 社本书从通信电缆的基本理论出发，逐步阐明通信电缆的结构设计、生产工艺及测试方法。同时也对通信电缆回路间的相互干扰特性、外界电磁场对它们的影响以及对这些影响的防护作了介绍。其主要内容包括通信电缆的电气特性，对称电缆、射频同轴电缆、串音及串音防卫度，电缆的生产工艺及测试等。本书既可作为高校相关专业的教材，也可作为电缆行业及相关行业技术人员的参考用书。