【正文】 d是一定的，因此降低εr值是減小同軸管電容的一個有效方法。 為了降低εr值，內、外導體之間的絕緣介質就要采用空氣和其他絕緣介質組合而成，并盡可能在這種組合絕緣結構中增加空氣的相對體積。 　　３、絕緣電導（G） 絕緣電導G是與工作電容C并聯(lián)存在在芯線間的一個參數。電纜芯線上雖然包有絕緣物，但是任何絕緣介質都不可能絕對不導電，因此回路上實際總會存在著一定的絕緣電導。電纜回路的絕緣電導是由直流電導G0和交流電導G～組成的，用下式表示 G=G0+G～ （S/Km）　　　　　　　　　　(2—14)　　直流電導G0是由介質的絕緣特性不完善對直流電造成漏泄途徑而引起的，不同的電纜，其G0值亦不相同。而交流電導G～則是由于在交流通信情況下絕緣介質的極化而引起的。當交流電通過電纜回路時，在絕緣介質中產生了變化著的電磁場，在這種磁場的作用下，介質就被極化，造成能量的損耗，相當于對交流電產生了一個電導G～。 　　（1）對稱式電纜回路的絕緣電導 不論是音頻還是高頻對稱電纜，其絕緣電導的計算式均為： G=G0+G～ 　=（S/Km）　　　式中：Rjue——傳輸直流對回路的絕緣電阻，即絕緣介質的直流電阻，單位ΩKmω——傳輸電流的角頻率，ω=2πff——傳輸電流的頻率：HZC——回路的工作電容：F/Km　 tgδ——介質損耗角的正切。 由上式可知。由于Rjue一般很大，大約在107ΩKm以上，所以G0很小，它與G～相比可以忽略不計，特別是在高頻時，隨著ω的增大，因而G～》G0。所以： G市≌ωCtgδ　　 （S/Km）　　　　（2—15） （2）同軸回路的絕緣電導G同 對于同軸回路的絕緣電導G同，可按下式計算： G=+ωCtgδ　　 （S/Km）　　 式中：ω、C、tgδ、d、D意義同前述 σ——絕緣材料的導電率，單位為S/Km由上式可知，因為絕緣材料的導電率σ很小，在107　　以下，并且同軸回路運用于幾十MHZ的頻段，所以G～》G0。即： G同= G市≌ωCtgδ　　 （S/Km）　 （2—16） 該式表明，G與傳輸電流頻率f、電纜回路的工作電容和絕緣介質的介質損耗角正切成正比。 絕緣電導不僅損耗傳輸信號的能量，而且還會引起回路間的串音，因此要盡量減少G，選用tgδ值小的絕緣材料（如聚乙烯等）并采用空氣所占空間比較大的組合絕緣結構是一個有效的方法。 　?。?、一次參數與頻率的關系曲線 　　將我們切面討論的一次參數R、L、C、G的各種不同表現(xiàn)形式歸納起來，就可作出他們的頻率關系曲線，如圖2—15所示。這些曲線定性地描述了各參數隨頻率變化的趨勢，請大家弄清楚用物理概念怎樣來解釋它們。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2—15　 回路一次參數的頻率特性 2．4．2 通信電纜的二次參數 　　通信電纜的二次參數包括傳播常數、特性阻抗兩個。因為這些參數都是一次參數的函數，所以稱為二次參數。 電纜的二次參數在線路工程的設計和維護中，被用來衡量通信線路的質量，研究它們將作為改善線路結構和傳輸質量的必要基礎。 1. 傳播常數 對于雙線回路而言，前述的R、L、C、G可以這樣來認識：電阻和電感是串聯(lián)在回路中的，其總效應可用單位長度的阻抗來表示，即： =R+jωL　　（Ω∕Km） 而其電容和電導是并聯(lián)在回路中的，其總效應可用單位長度的導納來表示，即： =G+jωC　　 （S/Km）? 1. 傳播常數的物理意義及其計算公式： 2. 由于電纜回路上存在著一次參數，電磁能沿回路傳輸時，其能量就要逐步衰減，電壓和電流的幅值就逐步減小，相位也響應變化。 3. 我們將電磁波沿著無反射的均勻回路傳播1公里時，其電壓和電流振幅的衰減和相位變化的數值，稱為該回路的傳播常數，用來表示，計算公式如下： =　　?。?—17） 由式2—17可知，傳播常數是一個復數，其實部α稱為衰減常數，表示每公里長回路對傳播的電壓（或電流）引起的衰減值，單位為dB∕Km；其虛部為相移常數，表示每公里長回路對傳播的電壓（或電流）引起的相位變化數值，單位為Radin∕Km（弧度/ Km）。 傳播常數與頻率的關系 上述2—17式是計算的完全公式，因其含有復數，計算和使用比較復雜，現(xiàn)在我們來討論在不同頻段范圍內，α和β的簡化計算法及其頻率特性。 （1）直流時：f=0　　　　　∵　 ==　　　　　∴ α=　?。╠B∕Km） 　　　　　　β=0　　 （Rad∕Km） （2）低音頻時：f≤800HZ此時有：R》ωL，G《ωC，故ωL可以忽略不計，所以： =≈　　　　 =　　　　 =　∴　 α=　　　（dB∕Km） 　　　　β=　　?。≧ad∕Km） （3）中頻時：800HZ≤f≤30KHZ　　此時傳播常數計算式中的每一項都不能忽略，而應采用定義式來計算： 　　=兩邊平方后有：2αβ=ω（RC+LG） 解上述聯(lián)立方程，得： α=β=（4）高頻時：f≥30KHZ　 先將式2—17變成如下形式： =? =? =jω又 ∵高頻時：ωL》R，ωC》G，所以： ?? 《1，〈〈1 由數學中所學的近似公式（當〈〈1時)有： 　　　　　≈1+　　≈1+將它們代入上面的式子有： = jω(1+）（1+） 　= jω(1++） 　=+jωj∵RG4ω　 ∴≈0因此得到： 　　=+jω（2—18）　　　　　　 　　上式中的α又可表示為：α=，其中，=，前一項表示電磁能在導體及周圍金屬物中因渦流損耗引起的衰減；后一項則表示電磁能在絕緣介質中熱損耗引起的衰減。 　　二、特性阻抗 研究回路特性阻抗的目的是，提供最大輸送電信號能量的條件，并使線路具有良好的性能。 特性阻抗的物理定義及計算公式 電磁波沿均勻傳輸線傳播而沒有反射時（即線路終端匹配時）所遇到的阻抗，稱為特性阻抗?；蛘哒f是均勻線路上任意一點的電壓波與電流波的比值，所以又稱為波阻抗，用表示，其計算式如下： ===　 （Ω）　 (2—19)由上式可知，特性阻抗是一個復數，其值決定于線路的一次參數和傳輸頻率，而與信號電壓、電流的大小及線路長度無關。 特性阻抗與頻率的關系 與分析傳播常數一樣，我們分不同的頻段來討論特性阻抗的簡化計算方法及其頻率特性。 （1）直流時：f=0=　=?。é福?即 =　 ，（2）低頻時：f≤800HZ此時有：R》ωL，G《ωC，故ωL可以忽略不計，所以： =?≈= ∴=? ，（3）中頻時：800HZ≤f≤30KHZ此時公式中的每一項都不能忽略，而應采用定義式來計算： ==? ，（4）高頻時：f≥30KHZ ∵高頻時：ωL》R，ωC》G，所以： 則=≈= ∴=　 ，上述特性阻抗與頻率的關系，可用曲線表示，如圖2—16所示，從曲線上可以看出：當頻率由0→∞變化時，特性阻抗的幅值由減小到；相角總是負值。最小為450，最后接近于0。 圖2—16 通信電纜特性阻抗與頻率的關系曲線 　　在一般的電纜回路中，特性阻抗的相角總是負值，其絕對值不超過450，這說明一般電纜回路顯容性；而在直流和高頻時，相角趨向于0，表明此時線路呈純阻性。 本章小結 1．各種類型的通信電纜均由回路結構(包括芯線、芯線的絕緣、芯線的扭絞等)、纜芯結構及護層結構三部分組成。 2．電纜的芯線材料采用優(yōu)質電解銅，％以上，要求有優(yōu)良的電氣性能，有一定的機械強度和彎曲性能等，以適應傳輸及施工的要求。 3．從電纜芯線線徑來看，、。 4．芯線絕緣材料一般采用聚乙烯或聚苯烯。由于空氣的絕緣電氣特性最佳，所以通信電纜常采用聚乙烯與空氣的混合絕緣方式，如泡沫聚乙烯絕緣方式等。 5．芯線扭絞的作用有三個，其中主要的作用在于減少線對間的相互串音干擾。 6．從電纜的護層結構來看，可分為內護層和外護層。 全塑電纜為涂塑鋁薄膜+黑色聚乙烯護套。外護層一般為鋼帶鎧裝，用于直埋場合，鋼絲鎧裝一般用于水下敷設。外護層主要起機械保護作用。 7. 全塑電纜結構特點主要在于芯線采用聚乙烯(或其他聚烯烴)絕緣。由于塑料易于著色，所以便于形成全塑電纜芯線的全色譜。纜芯外面加涂塑鋁帶為密封層，護層采用低密度高分子量的黑色聚乙烯。 8. 全塑電纜的芯線全色譜由十種顏色組成，a線用白、紅、黑、黃、紫；b線用藍、桔、綠、棕、灰，然后兩兩組合構成25個線對為一個基本單位，一般稱為U單位，U單位的扎帶色譜為白／藍～紫／棕的24種組合(比芯線色譜少一個紫／灰組合)。兩個U單位構成一個S單位(50對線)，四個U單位構成一個SD超單位(100對線)，U單位外面用雙色塑料扎帶，S、SD單位采用單色扎帶，以區(qū)分不同的單位。 9. 全塑電纜分普通結構和特殊結構兩大類。 通信電纜的一次參數為R、L、C、G。其中R為直流電阻與交流電阻之和，低頻通信時，回路電阻主要是直流電阻，高頻時回路電阻應為直流電阻再加上交流電阻?；芈冯姼杏蓛入姼泻屯怆姼薪M成，內電感隨傳輸信號頻率的升高而減小，外電感與頻率無關，高頻時回路電感主要是外電感?；芈冯娙菖c回路本身結構尺寸有關，與通信頻率無關，因此，通信回路本身結構一定時，回路電容為一常數值?；芈方^緣電導主要是交流絕緣電導，它隨著頻率的升高而增大。 1通信電纜的二次參數為特性阻抗和傳播常數，前者表示線路上任意一點的電壓波與電流波的比值，后者表示信號沿線路傳播過程中衰減的大小及相移的變化。 習題與思考題 1. 通信電纜的芯線為什么要進行扭絞？ 2. 寫出下面幾種電纜程式的意義： 　　　①　　?、贖YAT600　　?、跦YFAT2002　　　④HYAC3001. 全塑電纜的全色譜是如何構成的？“芯線絕緣層全色譜”和“扎帶全色譜”有何不同？ 2. 以800對全色譜電纜為例，按“(1+5+10)50”及“(1+7)100”形式畫圖說明其纜芯的組成情況，并計算出各種單位的扎帶條數(U單位用單色雙股扎帶，S、SD用單色單股扎帶)。 3. 全塑電纜有哪些類型？各有何特點？分別用于什么樣的場合？ 已知某全色譜全塑電纜的端面如下圖所示，請回答下列問題： ?、龠@是一條多少對的電纜？為什么？ 　②請寫出第187對、第887對和第1000對芯線所在單位扎帶色譜及芯線絕緣層色譜。 ?、廴鬠單位采用雙色單股扎帶，試求扎帶總股數。 ?、苓@是電纜 的A端還是B端？為什么？ ⑤這條電纜的備用線對有多少？色譜為何？請寫出。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　繪圖說明通信電纜的一次參數與頻率的關系曲線，并從物理概念上進行解釋。 通信電纜的特性阻抗與頻率的關系怎樣？請畫圖說明之。 α、β與頻率的關系如何？請對教材中各種表達式綜合后繪圖說明之。 已測得一有損耗傳輸線在100MHZ時的下列特性參數為： =50+j0　 （Ω)　α=10dB/Km　 `　β=(rad/Km)　且存在GL=RC的關系，試求該傳輸線的一次參數。 31 /