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高頻對(duì)稱電纜設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

肖飚

成都普天電纜股份有限公司

摘要: 本文首先介紹了高頻對(duì)稱電纜幾個(gè)重要電性能指標(biāo)及其改善措施，然后具體分析了電纜設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的一些技術(shù),并推導(dǎo)了對(duì)絞線最小退扭率的計(jì)算公式。

關(guān)鍵詞：串音 回波損耗 退扭率

1.前言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，人們對(duì)對(duì)稱電纜的要求也越來(lái)越高，從幾年前帶寬為100MHz的五類纜到今天高達(dá)1000MHz的數(shù)據(jù)纜，無(wú)疑是一個(gè)巨大的飛躍。眾所周知，同軸纜的電磁場(chǎng)是封閉的、規(guī)則的，達(dá)到1000MHz的帶寬是比較容易的。然而，對(duì)稱電纜的電磁場(chǎng)是開(kāi)放的、既不規(guī)則也不均勻，要制造高頻對(duì)稱電纜其難度可想而知。很多時(shí)候，電纜制造商制造出了符合要求的對(duì)稱電纜，可是布完線后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電纜的某些指標(biāo)惡化了許多，尤其是近端串音衰減和結(jié)構(gòu)回波損耗兩項(xiàng)指標(biāo)。所有這些，歸根到底都與電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝有關(guān)。

本文以1對(duì)、2對(duì)、4對(duì)高頻對(duì)稱電纜的設(shè)計(jì)制造為例，對(duì)設(shè)計(jì)和制造中的一些技術(shù)進(jìn)行了探討。

2．高頻對(duì)稱電纜的幾個(gè)重要電性能指標(biāo)及其改善措施

2.1 串音

串音引起的誤碼是影響通信距離的主要因素之一。根據(jù)串音產(chǎn)生的機(jī)理，減少線對(duì)間串音的方法有:

a保證絕緣單線的均勻性和對(duì)稱性、盡可能降低線對(duì)間電容不平衡是提高線對(duì)抗干擾能力的基礎(chǔ);

b在條件允許情況下,加大線對(duì)間的距離;

c采用優(yōu)化的節(jié)距設(shè)計(jì)是提高串音防衛(wèi)度的有力措施;

d 采用線對(duì)屏蔽技術(shù)，但此種方法因電磁波的反射，需要適當(dāng)增加絕緣外徑，使用時(shí)也需要帶屏蔽的接插件。

e 除此之外，保證相鄰線對(duì)維持TEM波傳輸也可有效地減少串音^[1] ,這也是高頻對(duì)稱電纜設(shè)計(jì)中可用的另一種理念。我們知道，傳統(tǒng)對(duì)絞線結(jié)構(gòu)的電纜中，在對(duì)絞線的中心有很強(qiáng)的電場(chǎng)，并有很大一部分泄漏于絕緣層外。如果將對(duì)絞線用與絕緣具有相同等效相對(duì)介電常數(shù)且損耗角正切值低的材料擠一層護(hù)套(擠壓式)則大部分電磁場(chǎng)分布在絕緣和護(hù)套內(nèi)，幾乎沒(méi)有電力線從絕緣體散發(fā)出去（見(jiàn)圖1），因而從源頭上減小了對(duì)相鄰線對(duì)的串音。另一方面，電磁波在絕緣體周圍的空氣中傳播