怎样减少同轴电缆的信号损失？安装维护要注意什么？

一、同轴音频概述

1、同轴电缆的结构和原理

同轴电缆（Coaxial Cable）是一种电线及信号传输线，一般由四层物料组成：

1. 内导体：通常是一条导电铜线，负责传输信号。
2. 绝缘层：包裹在中心导体外，由塑胶等材料制成，用于隔离中心导体和外导体，防止信号短路或漏电。
3. 屏蔽层：一般为铜或合金制成的网状导电体，包裹在绝缘层外，用于屏蔽外部电磁干扰，确保信号稳定传输。
4. 护套：最外层，由绝缘物料制成，保护电缆免受机械损伤和环境腐蚀。

2、同轴电缆的应用领域

同轴电缆的应用场景非常广泛，主要包括以下几个方面：

3、同轴电缆的优缺点

• 优点
  • 抗干扰能力强：屏蔽层的设计有效防止外部电磁干扰，确保信号传输的稳定性。
  • 传输损耗小：适合传输高频信号，如电视信号、宽带互联网信号等。
  • 传输距离远：信号衰减较小，可传输较长的距离而不影响信号质量。
  • 柔韧性好：支持一定的弯曲半径，便于布线。
• 缺点
  • 体积大：细缆的直径就有3/8英寸粗，要占用电缆管道的大量空间。
  • 不能承受缠结、压力和严重的弯曲：这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输。
  • 成本高：相比双绞线等其他传输介质，同轴电缆的成本较高。
  • 信号衰减：在长距离传输时，信号衰减是一个问题，特别是高频信号。
  • 受气候变化影响大：同轴电缆本身受气候变化影响大，图象质量受到一定影响。
  • 布线不便：同轴电缆较粗，在密集监控应用时布线不太方便。
  • 只能传输视频信号：同轴电缆一般只能传视频信号，如果系统中需要同时传输控制数据、音频等信号时，则需要另外布线。
  • 抗干扰能力有限：无法应用于强干扰环境。
  • 同轴放大器调整困难：同轴放大器还存在着调整困难的缺点。

二、同轴电缆在传输信号时有哪些常见的损耗和干扰因素

同轴电缆在传输信号时可能会遇到多种损耗和干扰因素，主要包括以下几点：

• 电阻损耗：这是由于电缆的直流电阻和导体高频感应所造成的涡流对信号能量的消耗。电阻值的大小与电缆采用的原材料和生产工艺相关，同时它会随传输频率的改变而发生变化。
• 介质损耗：这是同轴电缆中心导体与外导体间的电介质（绝缘体）对信号的损耗。介电常数是衡量电介质性能的一个重要参数，它通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而发生变化。
• 失配损耗：如果同轴电缆在设计和生产中造成电缆脱离标称阻抗或是电缆阻抗不匀称，均会导致信号的失配损耗。在施工中导致电缆的过度弯曲、变形、损伤和接头进水，也会造成失配损耗。
• 泄露损耗：泄漏损耗是信号根据电缆屏蔽的编织间隙辐射出去的信号，它导致信号在传输过程中的能量损失，是高频传输中不可忽略的问题。
• 电磁干扰：电磁干扰可能来自于电源线、电器设备和其他电磁场源，而射频干扰则可能来自于无线电设备和通信信号。
• 特性阻抗失配：同轴电缆的特性阻抗为75欧姆，由于视频带宽很宽，同轴电缆在低频和高频所表现的阻抗不是完全相同的，无法做到完全的匹配。
• 低频干扰：低频干扰主要是指50Hz工频干扰，这种干扰使图像产生水平黑色滚条，严重时使图像无法观看并失步。
• 其他干扰：使用同轴电缆传输常常会因传输距离过长、损耗过大、电缆质量不高、大功率可控硅设备使用造成电源不洁净等原因造成的干扰。

为了减少这些损耗和干扰，可以采取一系列措施，如选择合适的电缆长度、确保电缆与其他设备之间的特性阻抗匹配、采用信号放大器和信号补偿器等设备来补偿信号衰减，以及使用屏蔽和过滤器等设备来阻隔干扰。

三、如何减少同轴电缆中的信号损失

为了减少同轴电缆中的信号损失，您可以采取以下措施：

• 选择低损耗电缆：使用低电阻的导体材料，如纯铜或铜合金，以减小电流通过电缆时的能量损失。使用较大的导体截面积，以降低电阻值。选择低阻抗的连接器和适当的接头，减小连接处的接触电阻。
• 优化电缆结构：使用具有辐射屏蔽层的同轴电缆，如铜屏蔽或铝镀锌屏蔽，以减少电磁波通过电缆表面辐射到外部环境中的损耗。提高电缆的辐射抑制效果，例如增加屏蔽层的密度或增加屏蔽层的厚度。
• 减少辐射损耗：合理设计电缆结构，减少电缆内部模态的损耗，如减小电缆的半径或使用多层绝缘材料。使用具有低辐射损耗的连接器和适当的接头，减小辐射损耗。
• 降低绝缘损耗：选择具有低介电常数和低损耗因子的绝缘材料，如聚乙烯或聚四氟乙烯。使用低损耗的绝缘材料填充电缆内部空隙，减少电介质之间的相互干扰。
• 减少连接损耗：选择低阻抗的连接器和适配器，以减小连接处的接触阻抗。表面处理连接器和适配器，以提高其表面光洁度和导电性能。确保连接器和适配器的正确连接和固定，避免因不良接触而导致能量损失。
• 使用信号放大器：如果信号质量较差或出现信号衰减问题，可以考虑使用信号放大器。信号放大器能够增强信号强度，提高信号质量。
• 定期检查和维护：定期检查同轴电缆设备的线路、接口和地线连接，确保其良好状态。及时维修或更换损坏的部件，以保证设备的正常运行。

四、同轴电缆的安装和维护有哪些注意事项

1、安装注意事项

安装步骤

• 准备工作
  • 根据实际需求选择合适的同轴电缆型号和规格，如RG - 59、RG - 6等，同时确保电缆质量可靠，符合相关标准。
  • 准备好剥线钳、压线钳、同轴连接器（如BNC、F型等）、防水胶带、固定卡钉等工具和材料。
• 剥除外皮
  • 使用剥线钳小心剥除同轴电缆的外皮，露出一定长度的绝缘层和内导体。注意不要损伤绝缘层，以免影响信号传输。
• 安装连接器
  • 将同轴连接器的中心插针插入电缆的内导体中，确保插针与内导体紧密接触。
  • 将电缆的屏蔽层翻折并包裹在连接器的金属外壳上，使用压线钳压紧，确保屏蔽层与金属外壳紧密连接。
  • 如果需要，可以在连接器外部缠绕防水胶带，以增强防水性能。
• 固定电缆
  • 使用专用固定卡钉将同轴电缆固定在墙面、天花板或地面上，避免电缆悬空或受到外力拉扯。固定卡钉的型号应与电缆外径相匹配，确保固定牢固且不损伤电缆。
• 测试与调试
  • 使用测线仪对安装好的同轴电缆进行测试，检查信号传输是否正常。
  • 根据测试结果进行必要的调试和优化，确保信号传输质量满足要求。

连接方法

• 压接方法​：包括使用带有适当压接模的压接工具和卡套/触点将同轴连接器中心触点压接到同轴电缆的中心导体上。同样，也可以使用压接工具将套圈/触点压接到同轴电缆的外导体/屏蔽和护套材料上，并将其压接到同轴连接器的外导体/外壳上。通常，适当的压接连接是防潮和防碎片的屏障，并提供坚固的机械连接，可以抵御冲击和振动。然而，在反复弯曲或过度弯曲的情况下，中心导体线束可能在中心接触压接部分松动，这可能导致连接退化或失效。
• 焊接方法：依赖于使用熔融焊料在中心触点和同轴电缆中心导体之间提供电气和机械连接，有时也在同轴连接器的外屏蔽/导体和外导体/外壳之间提供连接。这种方法一般只需要一个烙铁和一套简单的同轴连接器元件，如中心触点和外壳。焊接方法，如果做得好，可以是非常高性能的，并允许更广泛的同轴电缆和连接兼容性比卷曲附件连接器。其主要缺点是需要熟练的操作人员，并且比压接连接的装配时间更长。该焊接方法与柔性、半刚性/半柔性和刚性同轴连接器兼容。

接地要求

• 接地结构：有的同轴电缆接地结构包括在同轴电缆线的适当位置处开设一连接开口，由该连接开口的设置可将其同轴电缆线内部的接地铜层露出，最后接地导片则是设置于该连接开口上并与接地铜层相结合，并通过该接地导片的设置可将其多条同轴电缆线连接在一起，如此即可使其各同轴电缆线均能达到接地的效果，免除单一同轴电缆线即需单一接地线的困扰，藉以达到降低整体体积及降低成本的效果。
• 接地要求：出入局站的信号电缆推荐采用屏蔽电缆或有金属外护套的电缆。入局电缆的屏蔽层、金属护套或金属管在进入机房建筑时，应就近将其连接到机房保护接地排上。屏蔽电缆的屏蔽层两端，均应和所连接设备的金属机壳的外表面保持良好的电气接触。同轴电缆的外导体在DDF架上的接地需满足使用方的相关要求。DDF机架应做保护接地，当DDF架与通信设备处于同一机房时，应共用同一个机房保护接地排。出入局站的信号电缆，电缆内的空线对应在机房内做保护接地。出入局站光缆的金属加强筋进入机房后应在ODF架或熔纤盒上做接地处理。

2、维护注意事项

• 防止信号盗用：严禁使用尖锐器物刺入电缆盗用信号，这会造成电缆内、外导体短路，导致信号衰减和泄漏。
• 避免高温影响：环境温度升高会增加同轴电缆的损耗，应使电缆远离高温热源。
• 预防机械损伤
  • 避免将同轴电缆折成陡直的拐角，转弯半径不得小于电缆外径的5倍。
  • 固定电缆时应使用专用塑料卡钉，避免使用金属制品。
  • 施工中要确保电缆安全，避免砸、压、撞、挤、扎。
  • 长距离敷设时，应在转弯处用滑轮减小牵引力，在管道内应放入滑石粉以减小穿缆时的摩擦力。
  • 在楼道、走廊等室内与室外的墙面和柱面上敷设同轴电缆，应采用PVC管子穿管敷设，通过道路埋设时，应穿入镀锌管中敷设。
• 定期检查：定期检查电缆的外观和性能，及时发现并解决问题。
• 保持清洁干燥：保持电缆组件的清洁干燥，避免灰尘和潮湿对性能的影响。