同轴电缆的结构及其工作原理图(同轴电缆的结构及其工作原理图解)

导语：同轴电缆的结构及其工作原理

众所周知，同轴电缆是一种宽带传输线，具有低损耗和高隔离度的特点。同轴电缆由两个同心圆柱导体组成，圆柱导体由介电垫片隔开。沿同轴线分布的电容和电感会在整个结构中产生分布阻抗，即特性阻抗。

沿同轴电缆分布的电阻损耗使得沿线的损耗和行为具有可预测性。在这些因素的共同作用下，同轴电缆在传输电磁（EM）能量时产生的损耗比在自由空间传播条件下的天线要少得多，产生的干扰也更少。

同轴电缆产品具有外部导电屏蔽层，可以在同轴电缆的外部使用其他材料层，以提高环保性能、EM屏蔽能力和柔韧性。同轴电缆可以由编织的导体绞合线制成，再加上巧妙地分层，使该电缆具有高度柔韧性且可重构性，既轻便又耐用。只要同轴电缆的圆柱导体保持同心度，弯曲和挠曲将几乎不会对电缆的性能产生影响。因此，同轴电缆通常使用螺钉型机构与同轴连接器连接。使用扭矩扳手进行紧度控制。

同轴线有一些重要的频率相关特性，这些特性定义了它们的应用潜力-趋肤深度和截止频率。趋肤深度描述了沿同轴线传播的较高频率信号发生的现象。频率越高，电子越倾向于朝同轴线的导体表面移动。趋肤效应导致衰减增加和电介质加热，使沿同轴线的电阻损耗更大。为了减少趋肤效应造成的损耗，可以使用较大直径的同轴电缆。

显然，提高同轴电缆的性能是一种更具有吸引力的解决方案，但是增加同轴电缆的尺寸将降低同轴电缆可以传输的最大频率。当EM能量的波长大小超过横向电磁（TEM）模式并开始沿同轴线“反弹”为横向电11模式（TE11）时，将产生同轴电缆截止频率。这种新频率模式带来了一些问题。由于新频率模式以与TEM模式不同的速度传播，因此会对通过同轴电缆传输的TEM模式信号产生反射和干扰。

要解决这一问题，应减小同轴电缆的尺寸，增加截止频率。现在有可达到毫米波频率的同轴电缆和同轴连接器—1.85mm和1mm同轴连接器。值得注意的是，通过减小物理尺寸来适应更高的频率会使同轴电缆的损耗增加，功率处理能力也会降低。在制造这些极小型元件时还将面临另一个挑战，那就是要严格控制机械公差，以减少沿线出现显著的电气缺陷和阻抗变化。对于敏感度相对较高的电缆来说，要实现这一点要花费的成本较高。

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