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同轴电缆:连接信号世界的 “隐形桥梁”
来源:线束世界  浏览次数:101  发布时间:2025-11-10

        从 1858 年设计雏形的出现,到 1880 年数学家奥利弗・亥维赛德为其申请专利,同轴电缆在通信技术的浪潮中已走过逾百年历程。如今,这种兼具可靠性与经济性的电缆,不仅依然是数据、视频和语音传输的核心载体,更在特定场景中拓展出电力传输的新用途,成为现代通信体系中不可或缺的 “隐形桥梁”。


一、独特构造:成就低损耗传输优势

        同轴电缆的卓越性能,源于其精心设计的四层结构,各部分协同工作,确保高频电信号的稳定传输:

*中心导体:作为信号传输的核心,通常采用实心铜、多股绞合铜(柔韧性更强)或镀铜钢丝(常见于有线电视领域)。若对高频性能有更高要求,还会在导体表面进行镀银处理,进一步降低信号衰减。

*dielectric 介质(绝缘层):包裹在中心导体外侧,主要作用是固定导体位置,防止其与外层屏蔽接触。材质分为实心塑料、泡沫塑料或带支撑件的空气介质,其中实心聚乙烯因低损耗特性,成为多数场景的首选;而在有阻燃要求的通风空间场景中,实心聚四氟乙烯(PTFE)则更适用,能满足严苛的安全标准。

*外层导体(屏蔽层):这是同轴电缆抵御干扰的关键。通常由 1-4 层编织金属网与金属带组成,部分会进行镀银处理以提升性能。为增强屏蔽效果,还会采用 “薄金属箔 + 金属编织网” 的组合结构,甚至交替叠加 2-4 层箔片与编织层,最大程度减少外界电磁干扰( ingress 信号侵入)和内部信号泄漏( egress 信号外泄)。

*绝缘护套(外层保护套):作为电缆的 “外衣”,主要由 PVC 等塑料材质制成,其性能需根据使用环境调整。例如,用于通风管道、天花板夹层等空气流通空间的电缆,护套需具备阻燃、低烟特性;户外使用的电缆则要额外添加抗紫外线、抗氧化成分,部分还会填充阻水凝胶,防止水分通过护套微小破损处渗入电缆内部。

        COAX Connectors 有限公司销售经理布莱恩・蒂曾指出:“同轴电缆传输信号的关键,在于中心导体与外层屏蔽的尺寸保持一致,为信号提供平稳的传输路径,同时屏蔽层隔绝外界射频干扰。信号在电缆主体传输时,损耗主要源于能量被电缆材质吸收;而在连接器部位,由于材质和尺寸的突变,信号反射成为损耗的主要原因。” 这一观点精准揭示了同轴电缆构造与性能的紧密关联。


二、常见类型:适配多元应用场景

        根据不同的性能需求和使用环境,同轴电缆衍生出多种类型,满足从民用消费到工业、航空航天等领域的多样化需求:

*RG 系列电缆:以 “Radio Guide(无线电指南)” 命名,通过编号区分尺寸、性能和应用场景,同时可作为连接器接触件尺寸的参考依据。其中,RG6 常用于卫星电视和宽带互联网传输,平衡了性能与成本;RG11 因衰减率更低,适合户外安装、大型基础设施等长距离传输场景;RG59 则主要应用于闭路电视(CCTV)系统,在短距离视频传输中表现稳定。

*Plenum(通风空间用)电缆:专为通风管道、天花板夹层等空气流通区域设计,其外层护套采用特殊阻燃材料,不仅能在火灾中抑制火焰蔓延,还能减少有毒烟雾释放,严格符合建筑安全规范,为人员密集场所的通信安全保驾护航。

*航空航天专用电缆:这类电缆在保持信号完整性的前提下,大幅缩减体积和重量,以适配航空航天设备对空间和载重的严苛要求。同时,还需通过抗极端温度、抗振动、抗冲击等测试,确保在高空、强辐射等恶劣环境中稳定工作。

        此外,Times Microwave 推出的 LMR 系列电缆,凭借高柔韧性、高耐用性和低损耗的特性,在性能上超越同尺寸的 RG 系列电缆。其独特的结构设计不仅简化了连接器安装流程,还能在复杂场景中保持可靠的信号传输,成为众多专业领域的优选方案。


三、关键参数与标准:保障性能一致性

        要确保同轴电缆在不同场景中稳定发挥作用,需遵循严格的行业标准,并关注核心技术参数:

*阻抗:作为同轴电缆的核心电气参数,常见规格有 50Ω、52Ω、75Ω 和 93Ω。其中,50Ω 广泛应用于数据传输、语音通信及通用射频(RF)场景;75Ω 则因适配视频信号特性,成为广播电视、电信及视频传输领域的主流选择。例如,Adam Tech 推出的同轴电缆组件,便以 50Ω 标准阻抗为核心,确保 RF 应用中的信号稳定与传输效率,且全部符合欧盟 RoHS 环保标准。

*行业标准:国际电工委员会(IEC)制定的 IEC 61196-1-108:2025 标准,明确了同轴电缆相位、相位常数、群时延、传播速度、电气长度及平均特性阻抗的测试方法,为通信系统用电缆的性能评估提供依据;更早的 IEC 标准则聚焦于电缆的材质和构造要求。而美国军用标准 MIL-DTL-17,则针对军事和航空航天领域的高可靠性柔性及半刚性同轴电缆,详细规定了测试流程、材料标准和性能指标,确保电缆在极端环境下的耐用性。


四、应用场景:渗透多领域的 “信号纽带”

        如今,同轴电缆的应用已渗透到生活、工业、医疗、军事等多个领域,成为连接各类设备的 “信号纽带”:

*民用与商用领域:有线电视、宽带互联网、固定电话网络的信号传输,离不开同轴电缆的支撑;在家庭和企业中,它还用于连接路由器、电视、监控摄像头等设备,保障高清视频、高速数据的稳定传输。

*工业与医疗领域:工业场景中,同轴电缆为高速计算机数据总线、自动化设备提供可靠通信;医疗领域则利用其低干扰特性,连接各类精密医疗设备,确保诊断数据、监控信号的准确传输。

*特殊应用创新:随着技术发展,“同轴电缆供电(PoC)” 技术逐渐兴起。通过专用转换器,可在同一根同轴电缆上同时传输电力与数据,大幅简化了监控系统等设备的安装与扩容流程,降低了布线成本。

*极端环境场景:军事和航空航天领域对电缆的性能要求最为严苛。用于这些场景的同轴电缆,需承受高温(部分可达 200℃)、强振动、高冲击及辐射等极端条件,为雷达、卫星通信、航空器控制系统提供稳定的信号链路。例如,Cinch Connectivity Solutions 推出的 Semflex DKF 公制测试电缆组件,频率范围覆盖直流至 18GHz,阻抗为 50Ω,可承受 500 次插拔循环,还支持定制长度,适用于高端测试实验室、生产线测试及实际生产场景;OMNETICS 等品牌则专注于研发极端环境用 rugged 耐用连接器,进一步提升了同轴电缆在恶劣条件下的可靠性。


五、供应链体系:多元化供应商支撑产业发展

        同轴电缆产业的稳定发展,离不开全球众多专业供应商的支持。目前,市场上既有 Adam Tech、Amphenol CIT、Molex、TE Connectivity 等覆盖多领域的综合型企业,也有专注于特定领域的品牌 —— 如专注于高频解决方案的 Times Microwave Systems、深耕军事航空航天领域的 Smiths Interconnect、以及主打高可靠性连接器的 COAX Connectors Ltd(其多数同轴连接器及电缆组件达到 IP68 防护等级,可应对潮湿、粉尘等恶劣环境)。这些供应商通过技术创新与产品迭代,共同推动同轴电缆在性能、耐用性和应用范围上不断突破,为各行业的通信需求提供定制化解决方案。

        从百年前的技术雏形,到如今成为现代通信体系的重要支柱,同轴电缆始终在适应时代需求中不断进化。未来,随着 5G、物联网、工业互联网等技术的发展,对信号传输的速率、稳定性和抗干扰能力将提出更高要求,同轴电缆也将持续创新,在更多新兴领域中发挥关键作用,继续守护我们与数字世界的顺畅连接。