四屏蔽电缆屏蔽衰减的分析与研究[一].doc

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1、四屏蔽电缆屏蔽衰减的分析与研究要：在双向有线电视系统中，为使反向传输正常工作，必须减少汇流噪声。汇流噪声大部分是空间电磁干扰串入反向系统形成的。在双向CATV系统中，电缆是最容易串入干扰的部件之一。为了使反向系统正常工作需要采用屏蔽衰减高的四屏蔽电缆。本文介绍了四屏蔽电缆的两种测量方法、测量四屏蔽电缆的原理和测量中应注意的问题。对国产和进口四屏蔽电缆屏蔽衰减测量结果进行了分析。　　1　射频同轴电缆屏蔽衰减的两种测量方法　　测量射频同轴电缆屏蔽衰减的方法有两种：泄漏法和渗透法。泄漏法是在同轴电缆内产生强电磁场，由于电缆屏蔽不够好，电缆内、

2、外导体间的强电磁场可通过外导体的缝隙泄漏出来。测量泄漏场强来表征电缆的屏蔽衰减，吸收钳法使用的是泄漏法。渗透法是将被测电缆放在均匀电磁场中，由于电缆的外导体有缝隙，电磁场通过缝隙渗透到电缆内部，测量渗透场强也可表征电缆的屏蔽衰减。随着电磁兼容测量设备的发展，用可以产生均匀横向电磁砀的GTEM室来测量电缆的屏蔽衰减。这种测量方法称为GTEM室法，属于渗透法，比吸收钳法复杂。但GTEM室法测量范围为直流-1GHz，比吸收钳测量范围更宽。从理论上讲，GTEM室可以产生的电磁场强度仅与输入信号功率有关，只要功率放大器足够大，就可产生很高的场强。

3、这使GTEM室测量屏蔽衰减的灵敏度大大提高，是一种适合测四屏蔽电缆的较高屏蔽衰减的测量方法。　　2　为什么要用GTEM室法代替吸收钳法来测量四屏蔽电缆呢？　　射频同轴电缆屏蔽衰减的测量，由于受测量设备的限制，吸引钳法是最传统的测量方法。这种测量方法设备简单，使用方便，但灵敏度低，通常测量范围在100dB以下。并且，测量频率范围被限制在30MHz以上。　　随着CATV系统双向传输和多功能运用的发展，出现了四屏蔽电缆，四屏蔽电缆屏蔽衰减更高，一般可达100dB以上，再用吸收钳法测量，已不能准确测量四屏蔽电缆的屏蔽衰减（因已超过一般吸收钳的最

4、高测量范围）。特别是双向HFC网，反向传输频率范围为（5-65）MHz，必须测量5MHz频率点的屏蔽衰减。这已超出了吸收钳的工作范围，显然，吸收钳法已不能适应四屏蔽电缆屏蔽衰减测量的需要，应用GTEM室法来代替。　　3　GTEM室法测量四屏蔽电缆的屏蔽衰减测量原理和测量中应注意的问题　　GTEM小室是根据同轴及非对称矩形传输线原理设计的。为避免内部电磁波的反射及产生高阶模式和谐振，将其设计成尖劈形。输入端采用N型同轴接头，尔后渐变至非对称矩形传输线，以减少因结构突变引起的电波反射。为使其达到良好的阻抗匹配并获得较大的均匀场区，选取并调测

5、合适的角度、芯板高度和宽度。为使球面TEM波从输入端到负载良好传输，并具有良好的高低频特性，终端采用电阻式匹配网络与吸收材料共同组成复合负载。GTEM小室的外观为四棱锥状屏蔽箱。最左边为带N型插座的法兰盘，射频信号从此馈入。侧面有一扇门，可放入或取出被测部件。屏蔽箱底面有电缆插座，可将被测部件内渗透进去的电磁信号引出，以便测量。屏蔽箱底面还有经过滤波的220V交流电源，以便给被测有源器件供电。　　GTEM小室内电磁场分布。实线为实测的电场强度变化1dB、2dB和3dB的等强度线（从内向外）。而虚线表示电场强度变化1db和2dB的均匀区。

6、　　（1）GTEM室测量屏蔽衰减的基本原理　　射频信号发生器经功率放大以后，馈送到GTEM室输入端口，在GTEM室内激励起均匀电磁场。将四屏蔽电缆截下30cm长一段，两边作好压接的F型电缆插头。将此电缆一头用屏蔽良好的75Ω负载电阻终结，另一头接到GTEM室中电缆插头上，并保持电缆垂直（与电场平行）。由于，四屏蔽电缆外导体仍有很细小缝隙，GTEM室的强场会渗透到电缆内部。　　渗透到电缆内部的微弱信号经前置放大器放大后，由频谱分析仪显示出来。　　GTEM室测量四屏蔽电缆屏蔽衰减的基本原理如下：　　30cm长的四屏蔽电缆做上压接式F头以后，

7、电缆有效长度只剩下25cm。25cm长的导体在GTEM室内均匀电磁场中产生的感生电平为电场强度乘以导体长度。四屏蔽电缆外导体有细小缝隙（屏蔽不良），GTEM室内强的电磁场会渗透到电缆内也会产生渗透感生电平，此电平很微弱需经低噪声高增益的前置放大器放大之后，在频谱分析仪上才能显示出来。频谱分析仪上显示的电平减去前置放大器的增益就得到了四屏蔽电缆内渗透感生电平的大小。25cm长导体在GTEM室的均匀电磁场中产生的感生电平减去四屏蔽电缆内渗透感生电平，就得到四屏蔽电缆的屏蔽衰减。　　（2）GTEM室法测量四屏蔽电缆的屏蔽衰减应注意的问题　　1

8、）GTEM室内部，四屏蔽电缆到GTEM室引出插座之间连线，最好使用金属外导体的75Ω电缆。以免GTEM室内强电磁场渗透到连线电缆中，影响屏蔽衰减测量准确度。　　2）电缆接头和75Ω终结电阻（本身必须屏蔽良好