同轴电缆的种类及选择时的注意事项详解
同轴电缆的种类及选择时的注意事项详解
同轴电缆是一种广泛应用于通信、广播、测量设备等领域的电缆。然而,由于同轴电缆的种类繁多,许多人可能会困惑该使用哪一种。本文将详细解释从同轴电缆的基本知识到如何阅读产品名称符号和类型,以及如何选择最合适的同轴电缆。
同轴电缆的基础知识
同轴电缆通常在电子产品零售商处出售。然而,由于同轴电缆的类型很多,因此很难选择适合您用途的同轴电缆。首先我们来讲解一下同轴电缆的基本知识。
什么是同轴电缆?
同轴电缆是一种设计用于高效传输电信号的电缆,尤其擅长传输高频信号。因此,它们被用于多种应用,包括电视天线、互联网连接、无线通信和监控摄像头。
另一个好处是同轴电缆具有较高的屏蔽效果,使其不易受到外部干扰,从而减少信号损失。由于它作为电缆相对较软,因此可以在狭窄的空间和复杂的布线路径中使用,并且由于安装自由度高而非常有用。
同轴电缆结构
同轴电缆由四个主要部分组成:中心导体、绝缘体、外导体(屏蔽层)和外护套。中心导体负责传输信号,通常由铜或铝制成。绝缘体的作用是将中心导体与外导体隔离,防止信号泄漏。外导体也称为屏蔽层,可保护信号免受电磁干扰 (EMI) 并确保信号稳定性。外护套可保护整条电缆并防止物理损坏。
什么是同轴连接器?
同轴连接器是一种连接到同轴电缆末端以将其连接到其他同轴电缆或电子设备的装置。同轴电缆需要基于特定标准的连接器,因为中心导体和外导体位于同一轴上。同轴连接器可最大限度地减少信号损失并有效传输高频信号。
同轴连接器的类型有很多种,根据用途来使用。典型类型有 F 型连接器、BNC 连接器、N 型连接器和 SMA 连接器。 F型连接器主要用于电视天线电缆,BNC连接器广泛用于广播设备和测量设备。 N型连接器还具有优异的耐用性和高频特性,常用于无线通信设备和基站。 SMA连接器适用于高频段,用于无线局域网、手机基站等。
什么是阻抗?
阻抗是同轴电缆的基本特性之一,表示电信号通过电缆时的电阻值。一般常用50Ω(欧姆)和75Ω。请记住,50Ω 主要用于通信和数据传输,75Ω 用于电视天线电缆等。该阻抗通常在产品名称符号中指定,是选择电缆预期用途时的重要指标。
要理解下面描述的产品名称符号,还需要了解阻抗。
同轴电缆的类型
根据使用目的,同轴电缆有许多不同类型。其中,经常使用JIS和MIL标准同轴电缆。要了解同轴电缆的类型,检查产品名称符号非常重要。同轴电缆产品名称符号用于传达基于标准的特定信息。
产品名称符号是立即了解电缆特性和规格的重要信息。在这里,我们将解释同轴电缆的类型,包括如何阅读JIS和MIL标准的产品名称符号。
JIS标准
JIS标准是日本工业标准电缆。根据JIS标准制造的同轴电缆具有高度可靠性和安全性,并且适合多种用途。
在JIS标准中,产品名称符号通常由字母和数字组合而成,每个字母都有特定的含义。
数字和字母的含义如下。
1.兼容频率 如果兼容BS/CS广播,将添加“S”。如果不支持,则不会显示任何字符。
2.电缆粗细(直径) 1.5:2.93.4毫米3:5.36.5毫米5:7.38.3毫米7:1010.4毫米数量越粗,数量越高,损耗越低。
3.电缆阻抗 C:75Ω(电视用)D:50Ω(无线)
4.绝缘类型 2:聚乙烯F:发泡聚乙烯HF:高发泡聚乙烯
5.外部导体/护套类型 B:双编织/铝箔胶带编织线V:单编织层/乙烯基W:双编织层/乙烯基T:三层编织/乙烯基
以“S-5C-2V”为例,可以解释如下。
S:BS/CS广播兼容
5:厚度7.7mm
C:75Ω(电视用)
2:聚乙烯
V:单编织层/乙烯基
单编织和双编织表示外导体编织了多少层。如果是双辫子,那就是双辫子,如果是三辫子,那就是三辫子。另外,同轴电缆越粗,损耗越低,但电缆越细,使用起来就越方便。
以下是每种 JIS 标准的厚度和损耗指南。
电缆类型示例 | 近似厚度(外壳外径) | 衰减量(损耗)指南 |
---|---|---|
1.5D(50Ω)、1.5C(75Ω) | 约2.9-3.4毫米 | 10MHz @82~106dB/km左右 |
3D(50Ω)、3C(75Ω) | 约5.3~6.5mm | 10MHz @35~47dB/km左右 |
5D(50Ω)、5C(75Ω) | 约7.3~8.3mm | 10MHz @25~30dB/km左右 |
7C(75Ω) | 约10~10.4mm | 10MHz @20~22dB/km左右 |
8D(50Ω) | 约11~12.4mm | 10MHz @17~20dB/km左右 |
10D(50Ω) | 约13.1~14.7mm | 10MHz@14dB/km左右 |
资料来源:Toconne,一家同轴连接器和电缆加工公司,“同轴电缆的类型”https://www.to-conne.co.jp/about-connector-cable/Type-of-coaxis-cables.html,(参考2024年(10月7日)
军用标准
MIL 标准(军事规范和标准)是由美国国防部制定的标准,被广泛采用作为保证同轴电缆性能和质量的标准。 MIL标准产品名称符号乍一看可能很复杂,但每个部分都有其含义。通过了解产品名称符号,您将能够准确了解电缆的特性和用途。
通常,MIL 标准产品名称符号分为几个部分。第一段以“MIL-C-17”等格式开头,这表明它是MIL标准同轴电缆。该部分是表示MIL标准类别的重要元素。
接下来是字符串“RG”。这代表“无线电指南”*,指的是电缆类型。例如,后面的数字,如RG-58和RG-59,与电缆的特性有关,尤其是其阻抗和直径。 RG-58的阻抗为50Ω,RG-59的阻抗为75Ω,其用途与JIS标准中的说明相同。
*还有一种理论认为它是射频同轴电缆General Purpose的缩写。
此外,后面的数字或字母表示更具体的特征。例如,“A/U”和“B/U”等符号表示电缆版本和改进。 “A”是第一个版本,“B”是改进版本。 “U”代表“通用”,表示它适合一般用途。
可以添加其他符号来指示护罩的蒙皮材料和类型。例如“PTFE”是指聚四氟乙烯涂层,可以在高温环境下使用。
如果是“RG-58A/U”,则可以解释如下。
RG:无线电指南
58:型号(与JIS标准不同,按建立顺序而不是厚度)
A:赋值符号(按字母顺序赋值)
U:通用
MIL 标准电缆的示例如下所示。
电缆示例 | 大约厚度 | 特长 |
---|---|---|
RG-174/U | 2.5毫米左右 | 比 1.5D 电缆更细且更易于操作的电缆。 |
RG-316/U | 2.4毫米左右 | 一种高品质电缆,其绝缘体和外涂层采用聚四氟乙烯材料。 |
RG-58/U | 约5.0毫米 | 3Ω电缆比50D稍细。 RG-58A/U的中心导体是绞合线。 |
RG-62/U | 约6.2毫米 | 阻抗为 93Ω 的电缆。 RG-62A/U的外涂层是非迁移性PVC。此外,材料、结构和尺寸通常是相同的。 |
RG-8/U | 约10.3毫米 | 8Ω电缆比50D稍细。 |
RG-14/U | 约13.8毫米 | 10Ω电缆相当于50D。双编织时接近10-2W。 |
资料来源:Toconne,一家同轴连接器和电缆加工公司,“同轴电缆的类型”https://www.to-conne.co.jp/about-connector-cable/Type-of-coaxis-cables.html,(参考2024年(10月7日)
高频测量电缆
高频测量电缆用于需要精度和可靠性的系统中,特别是在测量高频段信号时。频段范围为18至60 GHz,由于它传输极高的频率,因此其电气和物理特性受到严格控制。
此外,高频测量电缆还可连接至“SMA”和“N”等高频用小型连接器。连接器还设计用于高频段,要求严格的机械精度和电气特性。
此外,温度特性也是必须考虑的因素。高频测量通常在恶劣的环境条件下进行,因此电缆在高温和低温下保持稳定的性能非常重要。因此,常常选择耐热性和耐寒性优异的材料。
半柔性
半柔性电缆结合了普通柔性电缆和刚性电缆的最佳特点,具有柔性与稳定性良好平衡的特点。半柔性电缆在内导体和外导体之间使用具有特定形状的绝缘体,这使得它们能够保持柔性和良好的电气性能。
半柔性电缆在传输高频信号方面表现出色,应用广泛,特别是在测量设备和高频测试设备等应用中。其弯曲半径较小,即使在狭小的空间内也能轻松操纵,便于安装和接线。此外,在比刚性电缆更轻的同时,它还具有出色的屏蔽性能。
此外,频段范围为18至40 GHz,还可以附加用于高频的小型连接器。
半刚性
半刚性电缆的特点是具有灵活性,但有一定的刚度。它支持18至50GHz频段,在传输高频信号方面表现出优异的性能。它可以在比柔性电缆更高的频率下工作,适合在20GHz或更高的高频段使用。
半刚性电缆比半柔性电缆具有更好的屏蔽性能和更小的衰减。优异的屏蔽性能,有效防止外界电磁干扰。
半刚性电缆还具有易于加工的特点。半刚性电缆可弯曲,允许您根据安装位置调整其形状。然而,它们不能像柔性电缆那样自由弯曲,因此必须小心处理。特别是,如果您的空间狭窄或需要复杂的布线,请提前检查将弯曲的形状。
半刚性电缆还具有耐高温环境和机械应力的优点。由于其高耐用性,可以长期提供稳定的性能。
如何选择同轴电缆
这里我们将介绍您在选择自己的同轴电缆时应该了解的要点。我们建议按以下顺序选择同轴电缆。
阻抗
频带
电缆粗细
电缆长度
电缆硬度
首先,最好确定与您要连接的设备相匹配的连接器类型,然后选择同轴电缆。
1. 阻抗
JIS标准同轴电缆根据阻抗分为50Ω和75Ω。选择阻抗时,应根据发射/接收设备和天线来选择。如果你想购买用于电视,请选择75Ω,如果你想用于数据通信或无线,请选择50Ω。
无意中使用不同阻抗的电缆可能会导致信号反射和损耗,从而显着降低通信质量。因此,选择符合您所使用的设备和系统的阻抗标准的电缆非常重要。特别是当期望在高频段使用时,阻抗匹配是影响通信性能的重要因素。
2.频段
同轴电缆被设计为在特定频率范围内最佳工作,不同类型的电缆适用于不同的频段。例如,相对柔软且粗的电缆适合在低频段(几MHz或更低)中使用。另一方面,在高频段(几 GHz 及以上)中使用需要更硬、更细的电缆,以最大限度地减少信号损失。
此外,还需要根据频段考虑电缆的屏蔽性能。为了在高频段使用,需要具有高屏蔽性能的电缆,以抵抗外部电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)。高屏蔽性能有助于保持信号纯度并防止通信错误和数据丢失。
另外,在选择同轴电缆时,请检查电缆的传输损耗(衰减)。传输损耗随着频率的增加而增加,因此在高频段使用时应选择传输损耗低的电缆。例如,根据特定应用和环境(例如 5GHz 频段 Wi-Fi 通信或卫星通信)为每个频段选择最佳电缆非常重要。
3、电缆粗细
同轴电缆有多种厚度。同轴电缆的厚度对信号传输性能和操作方便性有很大影响。粗电缆电阻低,非常适合长距离传输信号,但它们难以处理且缺乏灵活性。另一方面,较细的电缆更容易处理并且在狭小的空间中工作良好,但其较高的电阻会导致更多的信号衰减。
选择电缆厚度时,重要的是要考虑所使用的设备、安装环境和所需的性能。例如,如果您处理高频段或需要长距离传输,建议选择较粗的电缆。另外,如果安装环境较小,走线困难,建议使用细电缆。
4. 电缆长度
同轴电缆的长度是极大影响信号质量的重要点。电缆太长会削弱信号,尤其是在处理高频信号时。因此,最好选择所需的最小长度。
确定电缆长度时还应考虑阻抗匹配。如果电缆的阻抗与所连接的设备不匹配,可能会造成信号干扰。使用电缆时要非常小心,尤其是长距离时。
根据电缆的用途选择合适的长度也很重要。对于家庭使用,短的、易于处理的电缆是最好的,但对于商业或长途使用,则需要选择高质量的电缆以防止信号衰减。
5. 电缆刚度
同轴电缆越硬,就越耐用,并且能够抵抗外部物理冲击和磨损。因此,适合在固定安装或不经常移动的环境中使用。例如,在建筑物内布线或连接到固定天线时,刚性电缆非常有用。然而,刚性电缆难以弯曲,因此不适合狭小空间或复杂布线。
另一方面,柔性同轴电缆更加灵活,可以在狭小的空间和复杂的布线路线中使用。即使您必须弯曲或扭曲电缆,安装也会更容易。柔性电缆最适合经常移动或需要经常更换接线的设备。柔性电缆也可用于实验室设备和可移动天线。但是,请小心,因为软电缆容易受到物理撞击和磨损。
概括
同轴电缆有多种用途,因此选择正确的同轴电缆非常重要。特别是,通过考虑信号类型、距离、环境条件等,您可以选择提供最佳性能的电缆。此外,通过加深你的理解,你将能够做出更好的选择。
如何选择同轴电缆很大程度上取决于其用途和用途。如果您有基础知识,您就可以选择最合适的电缆并有效地使用它。通过正确阅读电缆产品名称符号并了解电缆类型和标准,您将能够构建更可靠的通信环境。