射频电缆十篇

射频电缆篇1

1、公司拥有先进的“一站式”采购和“全程设计服务”销售模式；

2、产品市场占有率较高；

3、射频同轴电缆行业将有广阔的发展前景。

日前登陆创业板的金信诺（300252）是国内处于领先地位的高端射频同轴电缆供应商。公司在半柔射频同轴电缆市场中占有率达40%，居于行业第一名；在低损射频同轴电缆市场中占有率达33%，居于行业第二。此外，公司亦是国内少数能提供高端稳相电缆的企业之一。

领先的射频同轴电缆供应商

金信诺主要从事中高端射频同轴电缆的研发、生产和销售。公司目前是国频同轴电缆品种最全、半柔射频同轴系列产品规模最大、具有较强品牌影响力的中高端射频同轴电缆生产企业之一，主导产品涉及半柔电缆、低损电缆、稳相电缆、军标系列电缆、半刚电缆、轧纹电缆等，广泛应用于移动通信、微波通信、广播电视、隧道通信等领域。

公司固定客户囊括了移动通信领域和军事领域最重要的企业，包括爱立信、美国BELDEN、安费诺、中国移动、华为、中兴通讯等国内外著名公司以及多个军工单位。公司产品市场占有率名列前茅。此外，公司还是目前国内极少数可以取代进口高端稳相电缆的生产企业之一。

2010年公司实现营业收入5.1亿元、净利润5626万元，2008-2010年复合增速分别达到29%和26.3%。

射频同轴电缆发展前景广阔

射频同轴电缆主要用于传输高频信号，随着我国信息产业、航空航天及国防工业的快速发展，射频同轴电缆行业将有广阔的发展前景。据预计未来三年市场复合增长率可达到17%，到2013年中国射频同轴电缆的市场容量将达到396.3亿元。业内人士认为，随着电线电缆行业的发展及市场的成熟，电线电缆行业的产业集中度逐步提高，像金信诺这种具有品牌及技术优势的企业将首先受益，其市场占有率将逐步上升。

公司竞争优势主要体现在以下四个方面。第一、产品线布局完善。公司产品全方位覆盖中高端射频同轴电缆行业，且在半柔、低损领域处于领导者地位；第二、持续领先的技术实力和自主创新能力。目前公司取得发明专利4项，另有1项发明专利申请已获受理，起草5项行业国际标准，并在生产工艺、材料配方等方面积累了多项专有技术；第三、先进的“一站式”采购和“全程设计服务”销售模式。公司目前的主导产品涵盖了多个系列，是国频同轴电缆品种最全的企业之一，能够满足不同客户“一站式”采购的需求。同时，公司通过为客户进行个性化的研发、设计和服务，满足客户的个性化需求，以此与客户建立长期合作关系；第四、海外布局优势凸显。公司不仅在国内具有领军地位，海外市场也表现不俗，其中爱立信曾是公司最大的客户之一，随着全球通信建设的提速，公司海外收入有望继续提升。

募投增大产能完善产品结构

射频电缆篇2

【关键词】漏泄同轴电缆；辐射模式；空间谐波；单模辐射；频带扩展

1.引言

漏泄同轴电缆是移动通信系统中用来代替天线以改善特定区域内电磁波场强的一种导波结构。它可以用于一般通信天线难以发挥作用的区域，特别是在移动通信系统中分立天线无法提供足够场强覆盖的区域，如隧道、矿井、地下建筑物、商场或其他电磁波难以到达的区域，并可广泛应用于微波通信、航天、船舶等领域。随着人们对闭域空间通信质量的要求不断提高，漏泄同轴电缆的应用范围将进一步扩大。进入90年代后，漏泄同轴电缆的应用向更高的宽频带方向发展[1]，因此对漏泄同轴电缆频带的扩展问题成为今后研究的主要方向。

2.漏泄同轴电缆概述

漏泄同轴电缆（Leaky Coaxial Cable）简称漏泄电缆通常又简称为泄漏电缆或漏缆，其结构与普通的同轴电缆基本一致，只不过它是根据特定的电磁理论，在同轴电缆的外导体表面上按照一定的规律周期性或非周期性的配置一系列的开槽口，每个开槽口都相当于一个电磁波辐射源，沿着其垂直方向可以辐射具有均匀稳定电磁场的电波[2]。由此可以知道它主要由内导体、绝缘介质和开有周期性槽孔的外导体三部分组成。漏泄同轴电缆同时具有传输线和辐射天线的双重特性，所以它不仅能沿着其轴向传输电信号，还能沿着其径向辐射电磁波。工作原理为：横向电磁波通过同轴电缆从发射端传至电缆的另一端。当电缆外导体完全封闭时，电缆传输的信号与外界是完全屏蔽的，电缆外没有电磁场，或者说，测量不到有电磁辐射。同样地，外界的电磁场也不会对电缆内的信号造成影响。然而通过在同轴电缆外导体上所开的槽孔，电缆内传输的一部分电磁能量发送至外界环境。同样，外界能量也能传入电缆内部。外导体上的槽孔使电缆内部电磁场和外界电波之间产生耦合。

3.辐射模式理论

3.1 辐射型漏泄电缆的辐射模式

漏泄同轴电缆按其能量耦合到外部空间的机理，可分为辐射型和耦合型两种类型，它们的几何结构各有不同。在此主要研究辐射型漏泄电缆的辐射模式。

辐射型漏泄同轴电缆是指在外导体上开的槽孔的间距与波长（或半波长）相当，该槽孔结构使得在槽孔处信号产生同相叠加。设开槽的周期为P，漏泄电缆的开槽结构与柱坐标如图1所示。

图1 漏泄电缆的开槽结构与柱坐标

周期性开槽口将电缆内部传输的能量耦合出很少的部分，在电缆外部形成表面波或者辐射波，它们沿z向的传播规律与在电缆导体内传播的导行波基本一致。如果用表示电缆周围的电场强度，则可以表示为：

其中式中：为电缆导体内的导行波的纵向传播常数，为导行波的衰减系数，是电缆内介质的相对介电常数，式中省略了时间因子。式中的为与径向传播常数以及径向参数和周向参数有关的函数，忽略纵向衰减的影响；为开槽后总的周期函数。

由Floquet定理可以知道，无限长的周期性结构中，各周期相应点的场只相差一个复的常系数，因此式（1）中的必须是周期为的周期性函数，将其展开为傅里叶级数为：

式中：，式（3）说明在周期性开槽的同轴电缆周围存在着无限多的空间谐波分量[3]，它们类似于导波结构中的传播模式，故将其称为模式。

3.2 单模辐射产生条件

电磁波的径向传播常数和纵向传播常数满足下列关系：

其中，，这里的c为自由空间中的电磁波传播速度。只有时才能产生辐射波，由式（7）可以得到空间谐波的模式图，如图2所示。当时，开始进入-1次模式辐射区，此时有-1次空间谐波向外辐射，直到2时-2次模开始辐射。当时，电磁波以表面波的形式存在，当时，高次模辐射开始出现[4]，此时会有高次空间谐波向外辐射。

通常情况下，在频率范围（，）内只存在-1次谐波的辐射，因而在此频率范围内的辐射就称之为单模辐射。如图（2）可知此时的单模辐射频带在和2之间，频带宽度为。

由于高次模辐射的各高次谐波之间会相互干扰，使得电磁场强出现很大的波动，如果能将高次模辐射区的高次谐波抑制掉，那么单模辐射频带将会增大。

4.倾斜开槽漏泄电缆频带扩展方法

对于倾斜开槽的漏泄电缆，接收天线主要接收它辐射的垂直极化分量，这里我们只考虑电磁场的垂直化向分量[5]。

从上述的单模辐射产生条件可以知道当频率超过单模辐射所在的频率范围时将会出现高次谐波的辐射，高次谐波的辐射会干扰-1次谐波的辐射场，使漏泄电缆沿线电波衰落严重[6]。因而，要想扩展单模辐射的带宽，就必须抑制-1次空间谐波辐射带宽内的高次谐波，抑制阶数越多，带宽越宽。抑制高次谐波可以采用在电缆的外导体上开一系列新的槽，然后通过调整新旧槽之间的位置的方法来抑制掉相应的高次谐波[7]。下面以倾斜开槽漏泄电缆为例来研究其频带扩展的具体方法，首先在原开槽附近增加新的开槽，而且要使新的开缝与z轴成的倾角与原来相反，且令，如图3所示。

此时其Z向周期函数为：

从式（8）可以看出当m=-2，-4，-6….时，，偶次模式都为0，即偶次谐波已被消去。那么由图（2）可以看出，如果能将-3次的谐波也抑制掉，则单模辐射频带将会变为（虚线框内的高次谐波被抑制掉后），带宽将扩大到4。下面将具体介绍抑制-3次谐波以实现其频带扩展的方法。

如上所述我们知道要抑制掉-3次谐波，需要在图3结构中的开槽附近处开一系列的新缝隙，此时我们可以将原来缝隙产生的沿Z方向的周期性函数用表示，它与式（2）相同；而新的用表示，它可由下式表示：

显然，只要为零，即可抑制掉m次高次空间谐波。此时有：

由式（13）可以知道当m=-3时，则。故要想抑制掉-3次高次谐波，还需要在原有结果基础上进一步增加新的开缝，而且新的开槽相距于原有开槽的距离应该满足式（13）的关系式，即整体向右平移。这种方法可以精确有效地抑制高次谐波，进而使单辐射频带的带宽变大。开槽后所得结构如图4所示。

图4 抑制-3次模式的倾斜开槽漏泄电缆的结构

此时总周期函数为：

由式（14）可知当m=-3时，，故-3次分量为0，此时-3次模就被抑制掉了，单模辐射频带变为，带宽为原来带宽的4倍，与未进行扩展前带宽大大地扩展了。

可以设想，如果继续增加槽孔数目，单模辐射的带宽也将随之继续增加。但是，槽孔的数目不能无限制的增加。因为，当一个周期内的槽孔数目过多时，槽孔间的距离非常小，会导致彼此间的干扰增大，以致漏泄同轴电缆无法传输信号[8]。此外，由于受限于漏缆介质层的介电常数，所以有时候通过上述方法得到的单模辐射频带不能满足实际通信的要求，因此如果要进一步扩大频带，就需要考虑多模辐射频带，通常只要辐射场满足波动范围不超过一定的范围，仍然可以利用多模辐射频带。由和可知：

若小于所需频段的频段比，则可以通过改变高次模电波的辐射方向来减小辐射场的波动范围，通常标准系统中的允许的场波动小于25dB，只要满足该要求，则对应的多模辐射频段可用[9]。

5.结语

本文在辐射模式理论的基础上，主要对倾斜开槽漏泄电缆单模频带扩展问题进行了理论研究，提出了倾斜开槽的泄漏同轴电缆单辐射频带扩展的方法，为以后宽频带泄漏同轴电缆的设计提供了理论依据。

参考文献

[1]AIHARAK.Ultra-high-bandwidth heat-resistant leaky coaxial cable[J].Sumitomo Electric Technical Review，1993，35：64.

[2]杨倩.LCX多种开槽方式的谐振点抑制方法的研究[D].哈尔滨工程大学，2009.

[3]ZHANG Xin，etal.Research of wideband leaky coaxial cable[A].Proceedings of the the International Conference onCommunication and Information[C].Beijing，China，2005.

[4]冯伟功.漏泄同轴电缆单模频带扩展的研究[Z].珠海：珠海汉胜科技股份有限公司，2010.

[5]ZHANG Xin，YANG Xiao-dong，GUO Li-li，ZHANG Shu.Research of Leaky Coaxial Cable Using for Mobile Radio.Proceeding of 1st Workshop on Multidisciplinary Researches for Human Life and Human Support，Harbin Engineering University，Harbin，China，2001，166-170.

[6]Sakabe I.VHF-UHF超宽带漏泄同轴电缆[J].光纤与电缆及其应用技术，1995，6：41-45.

[7]王均宏，简水生.漏泄同轴电缆辐射模式分析及高次模抑制[D].北方交通大学，2000.

射频电缆篇3

关键词：漏缆；监测；参数

中图分类号：TP 文献标识码：A

1 系统需要实现的监测目标

漏缆监测系统主要是通过对既有的光纤直放站系统进行改造，实现对漏缆的监测。通过设置监测数据的变化阈实现对漏缆运用质量的实时监测报告，系统主要具备以下功能：

1.1 能对漏缆的特性参数进行实时的监控。

1.2 当漏缆特性参数数值超出变化阈时，系统会自动发出报警提示。

1.3 监测数据能通过既有直放站网管系统实时上传到网管中心。

1.4 各类参数门限值和告警门限值可设置。

1.5 具备实时数据曲线分析功能。

1.6 测试数据可保存、可导出。

2 系统的工作原理

系统的简单工作原理就是利用光纤直放站漏缆采取邻站末端相连的连接特点，在两个相连的直放站系统间分别加装测试信号发射和接收模块，通过分析接收到的测试信号电平来实时判断漏缆的性能参数。对于在隧道两端的漏缆，可以采取漏缆末端加装测试信号发射模块或者采取驻波比检测法来实现对漏缆的实时监测。具体两种漏缆监控系统分别由以下两种方法实现：

2.1 设备内置漏缆监控模块

内置漏缆检测模块直接安装在既有直放站系统内，工作电压采取和既有系统统一的电压，系统采取模块化设计。监测信息统一汇接到现有的管理网络中。模块包含一个导频发射机和一个导频接收机。为了实现多段检测同一模块内的发射机和接收机采用不同的频率，两成对的收发模块采用相同的工作频率。发射模块的监测导频信号通过耦合器工作信号合并后经功分器发射到漏缆上，在漏缆的另一端的邻站远端机的导频接收机接收监测导频信号，通过测量取得通过漏缆衰减后的电平。在系统中设置相应的告警门限，当接收的监测导频电平下降到一个设置的允许数值时上报告警信息。其原理见图1。

2.2 设备外置漏缆监控模块

外置漏缆监测模块用于对只有一端接有远端机的漏缆进行监测，该设备包含导频发射及接收模块，被安装于与远端机同侧。通过远端机提供电源并通过远端机已有网管通道上传漏缆监测及告警数据，实现对漏缆的实时监测功能。通过导频发射模块发射预先已设定频点的导频信号，同时使用导频接收模块接收漏缆中反射回的导频的信号，通过特定算法对漏缆相关性能进行监测。当接收的反射导频信号电平上升到一个设置的极限数值时告警被触发。原理见图2。

3 发射频率的选取和接收门限的测算

系统监测信号的选取和系统门限值的设置是否合理是系统检测和报警功能能否发挥作用的关键所在。为了能很好的实现监测功能，监测信号频率要选取贴近漏缆传输的有效工作频带，且不对现有系统的工作频带造成干扰。门限电平的选取要充分考虑各类线缆材质的正常损耗，即能在线缆出现异常损耗时及时告警，又不会因为过敏误动而产生假告警。

3.1 检测信号频率的选择

铁路GSM-R系统使用的频率为885-889MHz和930-934MHz，根据漏缆传输特性，兼顾与既有系统频率的统一，同时适当考虑频道的间隔，检测信号的频率采用868-870MHz，在该频段内设置电缆监控器频率频道号为ch1～ch79， ch1 = 868.000 MHz，各频道间隔 = 25 kHz，多频道的设置有利于减少实际测试中相邻区段间的干扰，也有利于该技术在较大的光纤直放站系统中的运用。

3.2 告警门限的设置

按设计原理可得接收端接收电平公式如下：

接收电平=发射电平-漏缆损耗-跳线损耗-接头损耗

一般馈线及器件衰耗：（1）漏缆百米损耗大约为2.3dB。（2）1/2馈线百米损耗大约为6.9dB。（3）7/8馈线百米损耗大约为3.5dB。（4）13/8馈线百米损耗大约为2.4dB。（5）功分器衰减大约为3dB。（6）耦合器衰减大约为1dB。（7）每个接头一般损耗为0.1dB（以上参数因各厂家产品不同而不尽相同，测算时应以具体厂家标准为准）。

根据现有光纤直放站的发射功率，选取检测信号发射端功率电平为 -15dBm，由此可算出一段1公里长的漏缆的告警门限：

总的损耗=20*6.9%+1000*2.3%+20*6.9%=25.76dB

因为发射功率为-15 dBm，所以正常接收功率电平为-15-25.76=-40.76 dBm，监控门限应留有5 dBm余量，这样门限就设置为-45.76 dBm

4 管理系统组成

网络管理系统如图3主要通过现有的直放站网管系统增加漏缆监测部分软件模块，各分监测单元将监测数据发送给远端机的处理模块，处理模块通过光纤传送给近端机，近端机通过现有的网络系统直接传送给网管中心处理。网管中心的各类控制信号按照反向的业务流程传送到各远端机的监测模块。

5 系统的主要特点

5.1 该系统实现了对隧道内漏缆的实时监测，减少了现场的维护和测试工作量，克服了客专铁路安全管理的客观条件对维护工作的限制。

5.2 系统监测的数据贴近在用系统的真实值，系统可按曲线分析系统的数据变化量。

5.3 系统改造的投入较小，施工相对简单，无需另加电源等附属设备，适合大面积推广。

5.4 系统的检测原理具有通用性，适用于其他直放站系统（如铁路450M无线通信系统）的漏缆监测。

5.5 合理门限值的设置实现了系统及时告警，为各类故障的处理提供出准确的信息。

6 系统的应用

通过大量的测试和实验，目前该系统已经在合武客专铁路大别山隧道群全面应用，系统自开通使用以来发现漏缆性能下降事件2件，取得了良好的运用实效。该系统通过对现有GSM-R直放站系统的改造实现了对漏缆的实时监控，为确保高速铁路的通信安全发挥了应有的作用。

参考文献

射频电缆篇4

关键词：辐射特点；主馈线；功率分配器

中图分类号：TN93 文献标识码：A

一、辐射特点

调频广播的频段属于甚高频，频率范围是87MHz～108MHz。频率相对较高导致其向天空辐射时容易穿透电离层，没有反射回地面，形不成天波。同时沿地面传播时衰减快，也构不成服务。因此调频广播依靠空间波辐射，辐射范围在天线的视距内，接收场强为地面反射波和天线直射波的合成。为了提高调频广播的辐射范围，提高有效地的覆盖功率，通常把天线安装在距离地面很高的建筑物上。

调频广播可以选择垂直极化波、水平极化波或圆极化波。由于调频广播每套节目占用带宽较窄，因此调频天线的频带相对很宽。在天馈线系统满足一定带宽和功率容量的要求下可以使用一部天线，通过多工器实现电台的多套节目同时播出。

二、调频天线

根据调频广播电台的发射机功率，节目套数占据的带宽，架设天线高度、天线极化方式及辐射范围要求来选择调频天线的类型，常见适合中小功率电台的调频天线有单偶极子天线、双偶极子天线和蝙蝠翼天线。

1 单偶极子天线

单偶极子天线的极化方式为垂直极化，辐射垂直极化波，适用于整个调频频段范围。通常单偶极子天线由铝合金管制成的带平衡转换器的馈电系统和一对半振子制成，一般在振子轴线方向安装2或4个单偶极子天线单元和支撑钢管共同组成调频天线，每层天线单元之间的距离一般为0.7～0.8λ，因此天线具有很高的增益水平，在垂直面内具有很强的方向性，水平范围内无方向散射。受支撑钢管和天线所在建筑物影响其水平方向图可能不是理想的圆。单偶极子天线的输入阻抗为50Ω，因此为天线单元馈电的功分器和分支电缆也是50Ω，天线在整个频段内的驻波比小于1.25。单偶极子天线的成本低廉，容易安装，适用于节目套数少的中小功率电台。

2 双偶极板天线

双偶极板天线由不锈钢管或铝合金制成，由两对平行的半波偶极子及反射板构成，两对半波偶极子的距离为λ/2，中间是带有玻璃钢保护的聚四氟乙烯绝缘材料，反射板由不锈钢材料制成提高了抗风能力。反射板使双偶极子天线的方向性增强，它的半场强角宽度可达90°，因此双偶极板天线单元可以组合安装在铁塔的四面，采用90°相差及偏置方式馈电，阻抗匹配容易实现，在水平面可获得很好的方向图。双偶极板天线单元也可以采用不同的面数在不同方向的方式组合安装来实现想要获得的水平方向图，选择合理的覆盖范围。视天线安装方式，可以做垂直极化天线使用也可以按水平极化天线使用。双偶极板天线的输入阻抗50Ω，整个频带内的驻波比低于1.15，增益达7.5dB。

3 蝙蝠翼天线

蝙蝠翼天线采用水平极化方式，频带相对较宽，风荷载小，是调频电台广泛使用的天线。天线的每层有4个振子翼互相垂直安装在桅杆周围，成两对正交对称振子，因此蝙蝠翼天线的辐射在水平面内无方向。蝙蝠翼天线的水平面方向图圆度较好，使用多层蝙蝠翼天线可以增强垂直面内的方向性，因此可根据增益需要和支撑桅杆的强度来确定安装层数，一般中小功率电台选2～4层。蝙蝠翼天线振子通过75Ω分支电缆馈电，电缆芯和振子翼中心馈电点依靠T型跳接铜片相连。电缆外导体与桅杆相连。全部分支电缆的另一端接功分变阻器，功分器的输出端口与主馈线连接。每层的4个振子翼的馈电电流幅度相等，相位相差90°，4根分支电缆长度相差λ/4。利用这种馈电方式改善了蝙蝠翼天线同层并联电缆的阻抗匹配，提高了天线的带宽。蝙蝠翼天线的缺点是必须安装在大型桅杆上（铁塔顶部），安装调试和维护困难。

三、功率分配器

功率分配器把输入端的射频功率平均分配至各输出支路端口，同时将输出端口与相连的馈线分支电缆的特性阻抗进行匹配。功率分配器的结构包括输入输出接口和一组同轴的阻抗变换器，功率分配器的输入端阻抗为50Ω，并联输出端的阻抗与端口数量和所接馈线分支电缆的特性有关，因此功率分配器的输入输出端口之间必须进行阻抗变换。四路功率分配器是最常用的功分器，有四个输出端口（4∶1变阻器）。其他还有八路功分器、六路功分器和二路功分器。功率分配器中的阻抗变换器由2～4节阻抗变换线构成，每节阻抗变换线的长度为λ/4，阻抗变换器的总节数由输入输出阻抗变换比、驻波比和工作带宽决定。在阻抗变换比一定的条件下，节数越多，功率分配器的驻波比和带宽指标越好，但功率分配器的制作成本也增加。

选择功率分配器时不仅要考虑其功率容量，工作带宽和最大驻波比，还要注意功率分配器的输入和输出接口的规格。通常符合国际标准的规格有N型和ELA法兰型接头，我国还有L型系列标准，如L16、L27、L56等。功率分配器在出厂时都经过了专用仪器调整测试，一般驻波比都小于1.05，插芯与外导体之间的绝缘阻值超过200MΩ。

四、主馈线

调频发射天线的主馈线的特性阻抗通常为50Ω，一般选择驻波比低、损耗小的SDY系列聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管RF电缆，调频电台通常选用SDY―50-37―3和SDY―50―80―3型号RF电缆作为主馈线。选择馈线电缆时要注意4方面的要求。一是电缆在工作频带内的功率容量要高于相连的多工器输出功率，且有足够的工作余量。射频电缆的标称功率值设计在环境温度40℃，所以要考虑温度上升时功率下降的因素，环境温度上升到50℃时，电缆承受的功率将降低18%。二是选择的射频电缆满足调频和电视发射天线系统的技术标准（GY/T5051―94）关于主馈线功率损耗的要求要小于2.5db，电缆终端接50Ω负载时在调频段范围内测试的驻波比要低于1.08。考虑到RF电缆的直径和单位长度与衰减之间的关系，如果发射天线与发射机房较远，主馈线电缆较长，要尽量选择直径大一点的射频电缆，降低射频电缆长度带来的功率衰减。三是选择的射频电缆的内外导体的电气绝缘性能要大于500MΩ，特别是一些功率较大且环境潮湿地区的调频电台。为了保持主馈线良好的电气性能，需要定期为馈线电缆冲入30kPA的氮气或惰性气体，同时要采取密封措施，保证电缆和相关接头的气密性良好。

五、调频天馈线系统的维护

随着功率的增加，调频天线的高度越来越高，天馈线系统的维护难度也越来越大，维护管理水平已成为保证安全播出的重要因素之一。调频天线架设在几十米至几百米的空中，风的作用将导致天线的机械振动不止，天线的金属紧固件长期处于疲劳工作状态，此外受温度变化导致的热胀冷缩、湿度及酸雨等带来的影响，天馈线上的金属器件的锈蚀加快，绝缘材料老化严重。同时由于天线在高空，技术维护人员不可能经常上去维修检查，天线出现故障隐患不容易及时发现。

调频天馈线系统维护的日常做法要从两个方面着手，一方面要注意监视机房一侧主馈线的驻波比，另一方面要定期检测馈线的绝缘电器性能。当发现天线驻波比出现较大的变化后要及时查找原因处理，直到驻波比恢复到正常水平范围。查找故障原因的办法可以采用分段查找的办法：先测试主馈线的驻波情况，在主馈线终端接50Ω标准负载，从主馈线的输入端测量来测试驻波比，检查是主馈线有问题还是后级问题，如果主馈线驻波比在正常范围则问题出在天线，测量功率分配器和连接的分支电缆，甚至天线单元，这项工作根据条件可选择塔上测量或塔下测量。根据经验通常天线驻波大多发生在雨雪天过后，天馈线的分支电缆和功分器的接头受潮进水，绝缘电阻降低甚至短路，用热风枪将潮气吹出后要重新密封。定期检验馈线的绝缘性能，绝缘阻值至少大于100MΩ。发现绝缘阻值降低，检查馈线外导体的接地情况，检查各个接头是否存在过热或紧固不牢，馈线电缆内的气压是否过低，以及天线各部件的锈蚀和老化情况。另外要处理好天馈线的接地和防雷设施，主馈线的外导体要和地线用宽铜皮连接，尤其是雷雨天气频繁地区，要将在主馈线进入机房之前将外导体与地线连好。

结语

随着调频广播的快速发展，调频广播已是目前的重要的广播覆盖方式。调频天馈线系统保持良好的工作性能决定了安全的播出质量，电台维护人员对天馈线系统的维护要特别重视。

射频电缆篇5

关键词：发射架；电缆铺设；电缆包覆；自动包覆

中图分类号：TM249 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0062-03

一、概述

发射架电缆作为机载及机载设备传输信号、连接各电子组件以及实现与飞机接口、导弹接口进行通讯的的主要枢纽。有着空间结构小、分叉多和使用环境复杂等特点。

随着各种科学技术的发展，电子产品的功能越来越强大，外型趋于小型化、精致化的方向发展，继续按传统的方法铺设与包覆的发射架电缆已经无法满足发射装置全寿命周期的使用要求。急需出现一种全新的铺设与包覆方式来满足发射架电缆的发展需求。

发射架电缆为了满足发射装置使用的各种需求，在铺设与包覆方面就需要兼顾电信号的传输特性、电磁兼容性、外观一致性、耐磨等需求。对于一台铺设合理、包覆材料选择得当、操作简便易行的电缆来说可以有效的避免信号间的相互干扰，起到防止电磁泄露和电磁屏蔽作用，同时在一定程度上对电缆起到了保护作用，可以减少电缆因挤压、磨损带来的故障。

二、方法调研与分析

（一）电缆包覆常用材料

由于发射架电缆受到空间、电磁兼容性、三防等特殊性限制，所以用于电缆包覆的材料也具有多样性，目前国内主要采用的有乙烯材料聚合物（常见的有玻璃纸类）或PI复合材料胶带（例如生料带、聚四氟乙烯胶带）、硅橡胶材料（例如硅橡胶自粘胶带、硅橡胶压模保护套）、电磁屏蔽材料（例如电磁屏蔽胶带、电磁屏蔽缠带、防波套、屏蔽热缩套管等）、帆布（锦丝帆绸、涤纶帆布、涤丝帆绸）、涂胶布等。

（二）不同包覆材料优缺点对比

1．聚四氟乙烯、PI复合材料、聚酰亚胺等胶带类包覆的电缆，优点是质量轻、体积小、韧性好、高低温性能好以及可以满足军用电子设备的各种环境试验要求；缺点是一般的切面的强度不高，耐磨性能不好，所以最好不要用于空间紧凑、表面平滑度不好的电子产品里。

2．硅橡胶材料类（例如硅橡胶自粘胶带）包覆的电缆，最大的优点是在室温放置48小时或150℃，3小时后可自动熔合成一体，绝缘性和三防性能好，缺点是不可返修重复使用，而且抗老化性能不好。

3．电磁屏蔽材料类包覆的电缆，最大的优点是若使用频段合适则屏蔽效果非常好，缺点是不能满足三防要求，所以电磁屏蔽材料一般需要和其它材料一起配合使用。

4．帆布材料（例如涂胶布、涂胶布套）类包覆的电缆，最大的优点是质量轻、耐磨性能好、操作方便，缺点是使用范围比较小，施实于直通线型和Y型电缆的包覆操作简单，对于形状复杂的电缆操作有一定的难度，需要借助一些热缩套管、摩缩套等分支部位的处理。

（三）电缆包覆常用的方法

成型后电缆的包覆可以采用设备自动包覆和人工包覆两种方法。

自动包覆是指利用大型机械设备（如挤压式电线电缆包覆机）完成电缆的包覆，自动包覆一般适用于单束或类似“Y”型分支简单的“直通线”电缆束的包覆，比如导线的生产厂家都是采用机械设备自动半包覆的方法，主要采用的材料有四氟乙烯共聚物、PI复合材料、聚酰亚胺、聚全氟乙丙烯等绝缘性材料。然后再进行高温处理，就是我们平时选用的各种类的导线。这种包覆方法主要适用于大批量产品的包覆，具有效率高、一致性好等优点。

人工包覆适用的范围比较广，可以灵活实现各种材料、不同形状以及多分支电缆的包覆，但人工包覆速度慢、效率低、一致性差，只适合于小批量特殊电缆的生产、加工，目前大部分军工厂均采用人工包覆的方法。

三、发射架电缆优选方法

（一）发射架电缆铺设的基本原则

1．应减小电路分布参数。电路分布参数是影响整机性能的主要因数之一。因此在布线时需要尽量减小电路的分布参数，如连接线的长短，一般要求连接线尽量短，比如高频电路的连接线要短而直，这样可以使分布电容和分布电感减至最小，还有工作于高速数字电路的导线也不能太长，否则会使脉冲信号前、后沿变差。

2．避免互相干扰。对于不同用途的导线，布设时不应紧贴或合扎在一起。如：输入信号线和输出信号以及与电源线；低电平信号线与高电平信号线；交流电源线与滤波后的直流反馈导线；不同回路引出的高频线。

3．尽量消除地线的影响。一般发射架的外壳、各小组件和底板等都与地相连。实际上地线本身也有电阻，电路工作时，各种频率的电流都可能经地线的某些段而产生压降，这些叠加在电源上，造成其他阻抗耦合而产生干扰。所以在布线时应对地线进行处理。比如采用短而粗的地线；在电路工作在低频时由“多点接地”改为“单点接地”等，比如用于高频的CC信号最好单独接地。

4．应满足装配工艺性的要求。根据不同发射架空间的要求，制定相应的工艺规程，同时需要考虑在电性能允许的前提下，应使相互平行靠近的导线形成线束，以压缩导线铺设面积，做到走线有条不紊、外观上整齐美观；电缆铺设时应将线束放置在安全和可靠的地方，一般的处理方法是将线束固定于发射架大梁壳体上，保证线路结构牢固和稳定，耐振动和冲击；走线时应避开金属锐边、棱角和不加保护地穿过金属孔，以防导线绝缘层破坏，造成短路故障。走线还应远离发热体（如功率管、变压器和功率电阻等），一般在10mm以上，以防导线受热变形或性能变差；电缆铺设设应有利于接插件或装配件的查看、调整和更换方便。对于活动部位的线束，要具有相适应的活动范围。

（二）发射架电缆推荐使用的包覆材料及方法

通过对比各种材料的对比，结合实际使用情况，推荐发射架电缆内部采用电磁屏蔽胶带（8270-0050-78）半重叠方式缠绕包覆，内层线束除接插件根部进行必要的绑扎外，其余无需绑扎；外层采用为涂胶布套或涂胶布，分支出采用合适的热缩套管处理、两端采用带屏蔽作用的尾部附件及屏蔽热缩套管和记忆环处理。

四、实际应用

以某发射架电缆铺设为例。依据“发射架电缆铺设的基本原则”和该电缆的自身分离特性和运动特性，所以在电缆的铺设方面和包覆方面进行了以下几个方面的考虑：

1．导线的选取。对于三相交流和直流电源线分别采用四绞和双绞屏蔽导线，这样就起到了抑制耦合的作用，总线信号采用了标准的1553B总线协议的数据线，这种导线本身起到了数据的屏蔽和隔离作用，其他的地址线、信号线选用常用的达到军标要求的导线即可。

2．线束的分布。考虑到与导弹对接连接器的运动特性和分离特性（即进入连接器的线束应该粗细相当、位置对称）；考虑与飞机对接的连接器灌封高度的限制，所以必须采用分束的方法将出插座的线束压到最低；所其余的导线尽量做到“输入输出信号的

隔离”。

3．电磁兼容性。鉴于线束影响的电磁兼容性主要是传导和辐射，而且这些的工作频段为低频信号（一般在100M以下），所以电缆除了采用屏蔽导线外，同时将所有的屏蔽导线的屏蔽层采用多点接地方法，保证了屏蔽效果，另外考虑电磁泄露现象采用电磁屏蔽胶带（8270-0050-78），可起到的屏蔽效能为（60～100Db，100K～1GHz）；在电磁屏蔽胶带与插头或尾部附件的连接处采用屏蔽热缩套管，让其实现了360度的搭接，防止了电磁泄露。

4．电缆的包覆。电缆外层的包覆采用了胶布套，操作方便、结实耐磨、外观美观一致性好；由于胶布套的原材料为涂胶布“三防”性能较好，可以很好地起到保护电缆的作用，在各分支处采用胶布套叠加绑扎并用合适的热缩套管进行保护。

5．注意事项，由于采用电磁屏蔽胶带和胶布套两层的包覆方式，加上材料本身的限制，所以电缆在加工过程需要注意细节的考虑，边加工边包覆，严格按照工艺的要求进行，灵活性不大，并且要保证每个工序的正确性，否则出现失误，需要返工的量较大，严重影响加工进度。

五、使用效果

（一）电气信号方面

某型号发射装置电缆经过电缆电磁屏蔽处理后，试验效果明显。电缆屏蔽前，RE102项目测试成片频段超标，且最大超标46.27dB（24MHz频点处），电缆屏蔽后，只在有限个频率点上超标，且最大超差17dB（24MHz频率处）。其余频段无超差。实施屏蔽材料之前波形见图1，实施屏蔽材料之后的波形见图2：

图1 电缆采取屏蔽措施前的试验曲线（30～200MHz）

图2 电缆采取屏蔽措施后的试验曲线（30～200MHz）

（二）外观质量与耐磨程度

发射架电缆采用涂胶布、布涂胶布套和热缩套管进行包覆，线束可免去绑扎，柔韧性好、外观一致性好、耐磨性好，加上这些材料本身就具有三防功能，大大地提高了电缆的使用寿命。

六、结论

电缆经研究推荐的铺设和包覆处理后，可以减少电缆因挤压、磨损和电磁辐射、泄露等方面带来的故障。可以减少发射装置全寿命周期内的维修次数，提高工作的可靠性，节约维修经费，提高用户的使用满意度。但是也存在一些需要进一步改善的地方，如用涂胶布半重叠方式包覆的电缆柔韧度没有达到预期的效果；用涂胶布套包覆的电缆在同一平面特多分支处的处理还没有找到特别合适的方法，有待进一步

研究。

参考文献

[1] 张松春，竺子芳，赵秀芬，蒋春宝．电子控制设备抗干扰技术及其应用[M]．机械工业出版社，1995.

[2] 邱成悌，全兴，等．电子设备结构设计原理[M]．东南大学出版社，2001．

[3] 王天曦，李洪儒．电子技术工艺基础[M]．清华大学出版社，2000．

射频电缆篇6

【关键词】 铁路信号电缆 故障 在线检测 思路

一、引言

铁路信号电缆是整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分，是传递列车运输控制信息的重要载体，随着现在铁路运输量的不断加重，运输速度的不断加快，铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响，铁路信号电缆的故障具有隐蔽性等特点，在进行故障定位和分析处理时具有相当的难度，铁路的正常运输受到了严重的干扰，对人民的生命财产安全造成了难以估计的损失。为了更加方便精确的检测出铁路信号电缆的故障必须加大力度研发一套效率高、精准度强的在线检测系统，不仅能够通过网络在线检测信号电缆的运行状况，而且能够精确地确定电缆故障的部位。

二、铁路信号电缆网络故障在线检测思路设计

本次所研究的铁路信号电缆网络故障在线监测方法结合了SSTDR和TFDR两种方法。该系统的电路核心模块是DSP+CPLD，在整个检测线路中DDS芯片负责信号波的产生，A/D芯片用于信号样本的采集，而485总线可以完成各个模块间信号的传递。SSTDR是用于故障检测的一种方法，以扩展频谱为基础技术支持实现信号电缆故障的在线检测，并且在线检测时，SSTDR所发出的信号不会对信号电缆的正常工作造成任何影响，还可以预测信号电缆的低阻故障。TFDR检测技术用于信号电缆故障的定位和故障种类的判断，TFDR称为时频反射法，能够精确方便的分析出具有高斯分布特征的调频信号，能够精确的测量信号电缆的故障距离，并且可通过对故障抗阻的精确测量来确定是何种类型的故障。这种信号电缆网络故障的在线检测思路设计如下。

2.1 明确此法的基本检测功能

SSTDR和TFDR两种检测方法的统一硬件平台的结合能够有效的实现铁路信号电缆故障的在线检测，不仅能够精确的测定信号电缆出现的高阻故障，还能正确的预知信号电缆的低阻故障，最重要的是能够准确的测定信号电缆故障的具置，而在设计检测思路时首先要明确的是它们的基本功能，主要有四点，第一是能够发射任意的信号波，即幅值和频率都可调节；第二是能够接收和识别各种故障发射波形；第三是精确的定位故障位置，确定故障的类型；第四是能够实现信号电缆的自动化在线管理。

2.2 检测系统的设计内容

SSTDR和TFDR两种方法组成的检测系统包括DSP+CPLD、信号发射模块、信号采集模块、通讯模块基本检测思路是由信号发射模块向需要检测的信号电缆发射检测信号，由信号采集模块来接收被测信号电缆所反射的检测信号，进行存储，同时传送到DPS，由其对反射信号及相关信息进行处理，判断信号电缆的故障类型和故障发生的具体距离，CPLD负责对信号发射模块和采集模块进行控制，通信模块的主要作用是实现与上位机的通信。

在这一测试系统中，信号发射模块需要通过数字合成的DDS芯片来产生频率和幅度均可调节的任意波形，除此之外还应包括驱动放大电路、变压器和平衡电阻网络等。变压器可起到电气隔离和提高抗干扰的作用。

因为所测试的信号电缆的反射信号都相对较弱，其幅值大小受到故障距离的影响，这就要对信号采集模块进行相应的设计，可选择增益可变化的放大缓冲电路作为其前端缓冲放大电路。通过TFDR检测电路故障时，为保证精确度要选用采样频率不小于100MHz的A/D采样芯片和大容量的双口RAM芯片来进行数据缓存处理，由CPLD来控制RAM和A/D的时序，DPS完成对采集数据的处理。

三、总结

随着现在铁路运输量的不断加重，运输速度的不断加快，作为整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分和传递列车运输控制信息的重要载体，铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响，铁路信号电缆的安全正常运行决定着列车的行车安全，因此对铁路信号电缆网络故障在线检测的思路是值得相关人员深入探究的。

参 考 文 献

[1] 王立华. 通信电缆断点故障自动检测报警电路的设计[J]. 自动化仪表. 2010（12）

射频电缆篇7

关键词：光发射机光缆传输信号质量

1前言



濮阳人民广播电台播控中心与发射机房相距200多米，调频机房又与调幅发射机房相距7千多米，给广播节目信号的传输带来了极大的不便。为了保证信号安全优质地传输到发射机，几年来，想尽了方法，均因故障率高、传输不佳而终止。

1998年10月我台购置了1kW调频发射机和数字音频工作站，使我台首次实现了音频信号由模拟向数字化的转变。由播控中心至发射机房的音频信号采用了音频电缆传输，但由于距离远，信号衰减大，推动发射机困难，达不到技术标准，故又增加了音频放大器、调音台等周边设备。但却出现了噪声问题，经过反复调试和配接，音质仍达不到预定效果。最后，在中控机房增加了50W小调频发射机，在发射机房增加了调频、调幅接收机，用无线发射、无线接收的方法替代了音频电缆。但由于中间设备增多，故障率也就随着增高，给人力和物力都造成了极大的浪费，停播率也相对增高。

近几年来，随着广播事业的不断发展，光缆传输系统以其频带宽、容量大、损耗小、抗干扰能力强、非线性失真小、工作稳定、维护方便等优点，越来越多地在音频信号的传输中得到应用。而光纤设备和光缆的成本也很低，无论从目前还是从长远来看，都是音频电缆无法比拟的。光缆传输已经成为广播电视系统传输的主要手。

2光纤线路在光传输网络中的

根据传输设备的不同，光纤线路在光传输网络中主要有两种应用：一种为数字传输，一般为PDH、SDH制式。PDH目前较少用于广播电视传输，多用于数据传输。SDH多用于组建干线传输网，也是目前广电系统采用的传统模式。另一种为AM模拟传输，AM模拟有线电视光传输系统又可分为直接调制调幅和外调制调幅系统。直接调制调幅系统是半导体、激励器直接光强度调制，将调频电信号转换成调幅光信号进行传输。(DFB)激励器，其光谱线窄、线性好、输出功率高(可达十几mW)、光波长为1310nm，目前使用最多，适用于中短距离传输。



3光发送机

上海广电集团生产的光发送机KD-50A型，其内部集成有光隔离器、热敏电阻、光功率监测及控制所需的光电二极管，可以提供高线性、低噪声、高功率(最高达20mW)的激光输出。热敏电阻电阻值为10k佟＜す舛、激光器偏值静态输入电流为100mA，负偏值电压范围为－5～0V。光检测二极管(PD)阳极电流为100～1600霢。致冷器(TEC)正常温度为25℃。射频输入正极阻抗为25佟＊

31DFB激励器

DFB激励器的射频特性与器件的偏值电流关系很大。当偏值电流超过阈值时，光功率线性增加，激励器的频率特性(如噪声频响失真)与光功率的平方根(或超过阈值的偏值电流)成比例。光发射机中激光器的光输出功率非常稳定。激光器的阈值电流、偏值电流和光输出功率都与激光器的工作温度有密切关系。激光器的内部发热都使其性能大大降低，因此，光发送机的自动功率控制(APC)电路和自动温度控制(ATC)电路在保证光发送机正常工作中起着非常重要的作用。

32自动功率控制(APC)电路

当激光器的偏值电流大于其阈值电流时，加到激励器中激光二极管上的偏值电流与激光器的输出功率基本上成正比的关系。LED是通过改变驱动电流来进行直接调制的，因此，自动功率控制(APC)电路就是利用激光器内的光电检测二极管(PD)检测激光器的输出光功率，并根据光电二极管的输出电流产生一个电压，把它与预置的一个参考电压进行比较，经过反馈控制电路驱动一个稳定的电流源，从而达到自动调节激光器的光输出功率，保证激光器正常工作的目的。当光功率增大时，控制电路促使驱动器电流减小，使输出功率减小；当光功率减小时，控制电路又使激光器的控制电流增大，从而使输出光功率增加。输出光功率的波动不超过一定的范围。

其工作过程是：激励器的背向输出光由光电检测二极管(PD)接收后转化为光电压，经N1放大后送至比较器N2的反向输入端；从直流稳压电源中取出的直流参考电压送往比较器N1的同相输入端。V1和V2组成直流恒流源，向激光器提供偏值电流，该偏值电流的大小通过调节直流参考电压来实现。

除了直流供电电压外，光功率控制电路中还有两个附加电路：一个是慢启动电路，当光发送机开机时，这个电路使激光器的偏值电流延时2s后才由零增加到设定值，以消除瞬时冲击电流损坏激光器；另一个是限流器，通过限流电路控制激光器电流的最大值，即使光电检测三极管损坏，也不会导致激光器的偏值电流失去控制而烧毁激光器。

33自动温度控制(ATC)电路

激光器的阈值电流、偏值电流、输出光功率与激光器的工作温度有密切关系。激光器的阈值电流随温度变化，随着温度的升高，激光器的效率降低，使输出光功率及激励器发射波的峰值发生变化。为了保证激光器的工作状态即阈值电流不变，输出功率不变，必须通过自动温度控制(ATC)电路来控制致冷器的工作状态，消除温度变化。

其工作过程是：当激光器温度变化时，热敏电阻的电阻值随之变化，可设定一个参考值与其进行比较。误差电压驱动一个放大电路，由它向电子致冷器提供电流。自动温度控制电路通过改变加到激励器内致冷器上的电流大小和方向，对激光器进行加热或致冷，从而控制激励器的工作温度，稳定激光器的输出功率。当激光器温度升高时，致冷器致冷，激光器温度下降；当激光器温度降低时，致冷器加热，激光器温度上升。自动温度控制(ATC)电路可以使激光器的工作温度控制在25℃范围内，使光发送机的输出光功率在较大的温度范围内保持稳定。

4光纤的损耗

光纤的连接分为熔接和磨接，无论何种连接都会产生接头损耗。1310nm的光纤衰减系数(a)为035dB/km。无论信号传输远近，光缆的连接都需要进行光纤熔接，其接头熔接损耗一般在005dB以下。因此在计算光纤自动损耗时还应考虑接头和其他损耗(2km一般取1dB)。L长度光纤的损耗Am＝aL＋10dB＝035L＋10dB。我台所用光缆的长度为200多米，两个熔接头损耗一个为002dB，另一个为003dB。两个活接头的接头损耗均达到了技术要求。



5光缆的噪声

光缆的噪声主要分为激光器噪声、热噪声和侵入噪声。激光器噪声、热噪声是由设备的制造工艺造成的，侵入噪声是由外界无线电通信、广播和电视等信号造成的。



射频电缆篇8

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽 合肥 230031）

【摘要】本文对系留气球的电磁兼容性试验进行了研究分析，根据测试曲线和故障现象，对各个设备进行超标现象分析和超标部位定位，再进行针对性的整改处理，以满足设备电磁兼容特性。试验结果表明，这些整改措施有效地解决了系留气球干扰超标和敏感的问题，提高了产品的电磁兼容性，对类似产品的电磁兼容性设计也具有一定的指导意义。

关键词 系留气球；电磁兼容；分析；整改

0引言

系留气球是一种较为特殊的浮空器，依靠充入内部的轻于空气的气体提供的升力将有效载荷带到一定高度的空中工作，实现既定的任务。系留气球是用缆索栓系固定的浮空器，借助于系留缆索、气动升力和剩余浮力，可以在空中特定范围内实现定高度、长时间驻留。作为空中平台，适合搭载各种通讯、干扰、侦察和探测等电子设备。系留气球系统平台包含电源分系统、测控通信分系统、压力调节分系统、动力分系统、环控分系统等。由于多种电子设备集中在一个相对较小的空间内，在提高设备集成度、降低体积与安装空间的同时，不可避免地带来了内部电子部件之间的电磁干扰问题，给设备的正常可靠工作带来潜在的影响。

为保证设备满足GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》的要求，并在电磁环境中能够正常的工作，特别是提高系统在恶劣的电磁环境中保持良好的工作状态，就需对各类电子设备进行电磁兼容试验，对没有通过的试验项目就行分析、整改，以达到满足环境的需要。

根据在电磁兼容试验室对各个分系统进行的摸底试验结果，主要有CE102、CE107、CS114、RE102、RS103五个项目在个别分系统中出现了不同程度的超标或者敏感现象。根据测试曲线和故障现象，需要对各个设备进行超标现象分析和超标部位定位，再进行针对性的整改处理，以满足设备电磁兼容特性。

1电磁兼容方案设计

电子设备实现电磁兼容性，主要有两种措施，一是屏蔽，切断干扰源在空间的传播途径；二是将干扰信号滤除，抑制干扰源，切断线路传播途径以达到电磁兼容的目的。本方案中，主要采用切断线路传播途径技术,对干扰源信号、电源系统输入、输出端进行滤波处理,滤除电磁干扰。同时对机箱外壳、线缆处做屏蔽处理，降低设备通过空间缝隙辐射对其它设备造成影响，从而达到电磁兼容的目的。

2电磁兼容分析

根据设备组成框图以及测试情况对系统进行电磁兼容设计分析。

2.1电源线传导发射（CE102）超标现象分析

设备的传导骚扰发射超标，主要是设备电源线传导发射（设备产生的射频骚扰电压经过电源线传导出来）。由于设备电源入口没有添加电源滤波器，或者添加的电源滤波器在某一频段的插入损耗值未能满足电磁兼容性要求，骚扰经过电源线直接传导出来，导致电源线传导发射超标。

2.2电场辐射发射（RE102）超标现象分析

根据超标现象分析，辐射超标有两种可能：一种是设备外壳屏蔽性能不完善，比如连接器未与机壳有良好导电接触，设备机壳与盖板之间因为有缝隙而导致屏蔽不完善；另一种是由于电源线、其他信号线缆未进行滤波处理，或未对线缆进行良好的屏蔽，射频的电磁骚扰经电源线和其他信号线缆对外辐射发射，导致设备电磁兼容试验超标。

2.3电源线尖峰信号传导发射（CE107）超标现象分析

设备电源开关接通和断开瞬间产生的尖峰信号是造成CE107项超标的主要原因。需要采取抑制器件对开关瞬间尖峰进行吸收，使测试数据满足电磁兼容大纲要求。

2.4电场辐射敏感度（RS103）超标现象分析

在空间施加电场辐射干扰，干扰通过空间和线缆耦合两种方式进入设备内部，影响设备正常工作。

2.5电缆束注入传导敏感度（CS114）超标现象分析

经排查，发现设备网线未采取屏蔽处理，通过电流卡钳注入的干扰通过网线进入内部电路，影响敏感元器件的工作，从而使设备出现数据故障。

3电磁兼容整改

根据超标曲线，对各分系统进行一系列的整改措施。

3.1各单体电源线传导发射（CE102）的设计整改

在电源分配单元输入端增加相匹配电源滤波器，用来抑制电源线缆上10K-10M的传导骚扰发射。电源滤波器采用高性能可靠性器件，对入口电源部分进行处理。按照以往整改经验，可采用和后端设备相匹配的滤波电路对电源线上的干扰进行滤除，在宽的频率范围内有良好的共模、差模插入损耗。滤波器外形如图1所示：

3.2电源线尖峰信号传导发射（CE107）整改

根据测试发现，CE107超标主要因为空气开关（外加开关，本身不属于系统组成）闭合和断开瞬间本身就有很强的尖峰干扰，引起试验超标，针对此种情况，我们在系统前端添加电源滤波器（下转第52页）（上接第11页）对尖峰进行吸收的方式来降低尖峰干扰值，从而使测试开关瞬间电压值达到大纲规定值。

3.3电场辐射发射（RE102）的设计整改

使用近场探头来对超标点进行定位分析，测试方法如图2所示：

当设备处于全工作状态时，采用近场探头测试机柜各部位（包括线缆、按键、缝隙等），发现以下电磁泄漏点。

1）电源线泄露

在各分系统前端添加电源滤波器，特别注意电源滤波器后端到各分系统电缆的屏蔽处理。对导线进行屏蔽处理，减小导线的耦合干扰。直接避免输入线缆过长和未屏蔽而造成辐射超标。本次整改主要对线缆进行屏蔽处理，来防止空间与其他线缆之间的耦合。

2）信号线泄露

对于设备的信号线缆，按照定义分别在设备两端进行滤波处理，并对连接线缆使用屏蔽材料进行屏蔽处理。

经检查发现，设备信号线屏蔽层未与连接器插头360°接触，而是使用一根细导线进行连接，或者屏蔽层未与连接器插头接触，不能保证信号线的屏蔽连续性，造成信号线上的骚扰从屏蔽不连续处逸出。将屏蔽层与圆形连接器插头进行360°环接，屏蔽层尽量选择接触电阻小的材质。

3）射频头泄露

根据近场探头对射频头测试发现，射频头泄露比较严重。将50欧姆负载连接在射频头上，测试发现干扰消除，采用此种方法，防止干扰从射频头向外泄露。

4）缝隙处泄露

外壳缝隙处，接触面氧化导致导电性下降，对各接触面进行清洁，使接触面导电连续。

将圆形连接器下防水衬垫更换为导电衬垫，使圆形连接器与壳体导电接触良好。

3.4电场辐射敏感度（RS103）的设计整改

对于RE103超标，主要采取屏蔽的方式，来抑制空间干扰通过缝隙或线缆对内部电路的影响。

3.5电缆束注入传导敏感度（CS114）的设计整改

对设备信号线缆和网线进行屏蔽处理，抑制试验时干扰通过线缆对设备的影响。

4结束语

通过对系留气球上各个分系统或单体设备的电磁兼容性测试、分析、整改及再测试，在电磁兼容实验室按照国军标GJB151A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和试验大纲相关规定通过了电磁兼容要求的试验项目。

参考文献

［1］白同云.电磁兼容设计[M].2版.北京:北京邮电大学出版社,2011.

［2］郝晓冬,乔恩明.电源系统电磁兼容设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2007.

射频电缆篇9

关键词：故障测寻 电桥法 脉冲反射

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0116-02

电缆在正常运行和检修作业中易受绝缘老化、绝缘受潮、电缆过热、机械损伤、护层腐蚀、过电压、材料缺陷、中间接头和终端头的设计制造工艺问题等影响而引发故障[1]。针对不同的故障类型，有不同的处理方式。故障测寻则是根据检测到的故障状况确定故障性质及故障点。目前常见的故障点粗测的方法是电桥法和波反射法。通过故障定点，运维人员就可对故障进行修复，从而使电缆恢复正常运行。

1 电缆故障性质的确定

1.1 电缆故障按性质分类

1.1.1 低阻抗接地或短路故障

电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻值低于数千欧，而导体的连续性良好。一般常见的有单相接地、两相或三相短路、两相或三相接地。

1.1.2 高阻抗接地或短路故障

电缆一芯或数芯对地绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘电阻值低于正常值很多，但导体的连续性良好。一般常见的有单相接地、两相或三相短路接地。

1.1.3 断线故障

电缆各芯绝缘良好，但有一芯或数芯导体不连续。

1.1.4 断线并接地故障

电缆有一芯或数芯导体不连续，而且经电阻接地。

1.1.5 闪络性故障

这类故障大多在预防性耐压试验时发生，并多出现于电缆中间接头或终端内。发生这类故障时，故障现象不一定相同。

1.2 低阻故障与高阻故障的区别

上述五类故障中，低阻和高租之分并非绝对固定，它主要决定于故障的测寻方法、测寻设备的条件和被试电缆导体电阻的大小。目前使用的电缆探伤仪试验电压可达600 V，当电缆导体回路电阻在1 Ω以下时，容许的故障电阻值可达100 kΩ。很明显，试验电压愈低或电缆导体回路电阻愈小，则容许的故障电阻值愈低。测量高电阻故障时，必须提高试验电压或增加检流计的灵敏度。一般认为故障电阻在数千欧以下为低阻故障。当使用低压脉冲法或闪络法测寻电缆故障时，通常认为100 Ω低阻故障和高阻故障的分界线。

1.3 故障定性

所谓故障定性，就是指确定故障电阻是高阻还是低阻；是闪络还是封闭性闪络故障；是接地、短路、断线，还是他们的组合；是单相、两相，还是三相故障。通常可根据故障发生时出现的现象，初步判定故障的性质。当通过故障现象还不能完全将故障性质确定下来的，还必须测量电缆的绝缘电阻和进行线芯的导通试验。

2 电缆故障的测寻步骤

确定了故障性质以后，即可运用各种手段查找故障点。以便于运维人员进行维护。

2.1 一般的故障测寻步骤

Step1：确定故障性质。

Step2：故障点的烧穿。

如果故障电阻很高，通过施加冲击电压或交流电压烧穿故障点，将高阻故障或闪络性故障变为低阻故障，以便进行粗侧。

Step3：粗侧。

就是测出故障点到电缆任意一端的长度。

Step4：探测故障电缆线路的敷设路径。

对于直埋、排管、充砂电缆沟敷设的电缆就是找出故障电缆的敷设路径和埋设深度，以便进行定点精测。

Step5：故障定点。

就是采用声测、感应、跨步电压等方法进行故障点的精确定位。

上述五个步骤是一般的寻测步骤，不是固定不变的，实际的工作中可根据具体情况省去其中的某些步骤。

2.2 电缆故障点的烧穿

随着交联聚乙烯电缆的大量应用和绝缘监督工作的加强，电缆在运行中发生的故障逐渐减少，而在试验中的故障相对增多。另外外力破坏引起的故障虽然比以前大大减小，但占故障总数的比例还是很高的。据有关运行单位的统计[4]，试验击穿点的故障电阻一般都很高，90%以上是高阻故障，在电缆运行时绝缘老化和外力破坏所引发的故障中，高阻故障也占70%以上。因此，在发生的电缆故障中，高阻故障站了绝大多数。但很多粗测、定点方法和测量仪器必须在较低电阻下才能使用，这就需要将高阻故障进行烧穿处理，使高阻变低阻，以便于测量。

电缆故障点的烧穿方法有交流烧穿、直流电压烧穿和冲击电压烧穿三种。

交流电压烧穿时需要向故障电缆提供无功电流，所以烧穿设备的容量必须足够大。而采用交流烧穿方法时，由于工频电流在一个周期内要两次过零，每次过零时绝缘有所恢复，故障电阻迅速增大，故障点容易被烧断。因此，当没必要将故障点电阻烧到100 Ω以下时，一般不使用交流烧穿法。冲击电压烧穿对设备的容量要求不大，容易实现，但烧穿时间相对较长。

3 故障定位

电缆故障定位，就是查找故障点。分为故障点的粗测和故障点定点[4]。

3.1 故障点的粗测

故障点的粗测就是测出故障点到电缆任意一端的距离，这一步是故障定点的前提。粗测方法有很多种，按基本原理归纳有两类：一类为电桥法，另一类为波反射法。

3.1.1 电桥法

电桥法又分为低压电桥法和高压电桥法。利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥是传统经典的探测方法。图1是这类探测法的原理图。

设被测电缆两端距故障点的距离为L1和L2，电缆全长为L，它们对应的线芯的电阻为R1和R2，显然R1/R2 = L1/L2；接入电桥后构成的电路如图2所示。图中r1+r2 =r0为比例电位器，其电阻值对应于刻度盘读数P。平衡后有R1/R2 = L1/L2 = r1/r2；且L1/L = r1/r0 = P%，因此有L1 = L・P%。

3.1.2 波反射法

波反射法分为一次脉冲法（低压脉冲法）、二次脉冲法、弧反射法、三次脉冲法等[6～8]。脉冲波在电缆中以一定速度传播，在电缆击穿点或电缆端部反射，波反射法根据脉冲的时间差定位，适用范围广，可以定位未知电缆长度及断线故障。如图3是脉冲反射原理。

3.2 故障定点

电缆运行或检修技术人员根据电缆故障预定位的结果，在电缆故障点附近，通过仪器和设备对电缆故障点的位置进行精确定位的过程。这一步骤的结论是在0.1米范围内指出故障点的位置。常用的方法是声磁同步法、跨步电压法和音频感应法。

3.2.1 声磁同步法

声磁的原理接线与冲击电压烧穿故障点的接线图相同。直流高压向电容器充电使球隙击穿，将电压加在故障点上，使故障点击穿产生火花放电，引起电磁波辐射和机械的音频振动。声磁同步法的原理就是利用放电的机械效应，在地面用声波接收器探头拾取振波，根据振波的强弱判定故障点。

3.2.2 跨步电压法

跨步电压法对电缆护套故障有很好的检测效果。因而主要是针对电缆护套故障的有效定位手段。原理如图4所示，在故障电缆金属护套上施加一负极性的直流电压，从G点流入土壤的电流形成“V”形的电位分布，跨步电压法正是通过探棒寻找土壤中电势最低点确定故障点位置的。在故障点两侧。地电势差是相反的，越接近故障点电势差越小。

3.2.3 音频感应法

音频感应法一般用于故障电阻小于10Ω的低阻故障的定点。当用声磁同步法进行定点时，因振动声传播受到屏蔽，或外界振动干扰很大，以及接地电阻极低，特别是金属性接地故障的故障点根本无放电声而无法定点时，需用音频感应法进行定点。

音频感应法定点的基本原理与用音频感应法探测电缆路径的原理一样。探测时，用1kHz的音频信号发生器向待测电缆通音频电流，发出电磁波。然后在地面上用探头沿电缆路径接受电缆周围电磁场的变化信号，并送入放大器放大。再将放大后的信号送入耳机或指示仪表，根据耳机中声响的强弱或指示仪表示值的大小定出故障点的位置。在故障点，耳机中音频信号声响最强。当探头从故障点前移1～2 m时，音频信号声响即中断，则音频信号声响最强处即为故障点。

4 结语

综上所述，在故障粗测时采用故障点两侧电缆线芯电阻与比例电阻构成的Murray电桥，是传统经典的定位方法。由此构成的设备，价格低廉、操作简单。由于过去低压电桥法仪器测量电压低，通常被认为不适宜高阻。高压电桥彻底解决了电桥法用于高阻定位的局限性。电桥法的优势是无盲区、精确、使用方便。波反射法中的低压脉冲法适用于0～1 kΩ的低阻接地故障，高阻接地故障时先用高压脉冲信号将高阻瞬间击穿，然后采用弧反射法或低压脉冲信号快速测量故障点反射信号进而探测故障点信息。上述各种方法都有各自的适用环境，对于一些复杂故障，可组合使用上述方法以求获得最佳探测效果。

参考文献

[1] 史传卿.电力电缆安装运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2] 卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京：机械工业出版社，1999.

射频电缆篇10

【关键词】 电机控制器 电磁干扰 干扰抑制

1 前言

近年来，在能源和环境双重危机的压力下，各国陆续开始了电动汽车的研发，在有限的车内空间里高频率开关使用以及大量电子部件的集成都给电动汽车带来很多电磁兼容问题。

2 电机控制器的电磁干扰问题

2.1 问题情况描述

本研究对一辆典型的国产电动汽车电机控制器进行了试验。电机控制器的功率为12kw，控制方法为矢量控制。电机控制器主要包括功率电子系统和控制电子系统，其控制对象为永磁同步电动机。功率电子系统包括PWM逆变器主电路及其驱动模块等；控制电子系统主要包括PWM逆变器的控制系统和电机控制模块。电机控制系统与电动机之间存在电源供电电缆和旋变测速电缆。

根据“GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，宽带，9kHz～30MHz”辐射发射标准对选取的电机控制器进行磁场辐射发射试验（环天线），其检测结果如图1所示，系统在高频范围向外辐射的磁场很大，超出限值，不满足标准要求。

2.2 问题分析

电机控制系统主要包括功率电子系统和控制电子系统，其控制对象为永磁电动机。功率电子系统包括PWM逆变器主电路及其驱动模块等；控制电子系统主要包括PWM逆变器的控制系统和电机控制模块。电机控制系统与电动机之间存在电源供电电缆和旋变测速电缆。

结合检测结果，本课题基于电机控制系统差模辐射和共模辐射、逆变器环节的辐射发射，以及壳体屏蔽环节的辐射发射等方面，针对问题产生的原因进行分析。

2.2.1 电机控制系统差模辐射和共模辐射

功率电子系统中，往往会因平行双线而组成环路的电感（H/m）L是[1]：

在上式中：s表示平行双线的距离；r表示线的半径长度。[1]在电机控制器的功率电子系统中，开关的频率一般在几十kHz左右，这将产生很高的du/dt与di/dt，它们与电机控制器上母线的杂散电感相作用，必然会产生严重的电磁骚扰。这些骚扰信号通过共模和差模回路进行传播，可通过电缆向外辐射出去。

2.2.2 逆变器的电磁干扰

电压源逆变器使用空间矢量脉宽调制技术，由于电机的三相输出电压不是绝对对称，造成电机中点的电压值实际上很难是零值，于是就产生了共模电压。同时，PWM脉冲有很高的du/dt，于是在逆变器与电机之间就存在了大幅值的共模电压和高du/dt，这就形成了主要的干扰源。

2.2.3 壳体的电磁干扰

电机控制器的壳体屏蔽性差也会引起电磁干扰问题，这时因为壳体的屏蔽性差，壳体内部控制电路的电磁信号就可以通过“场”的形式传播出去，而壳体外部的各种电磁干扰噪声也可以进入到控制电路中来影响控制电路。

3 电机控制器的电磁干扰抑制措施

3.1 线束的辐射信号处理

引起电机控制器电磁干扰问题的原因有很多，其中最重要的就是电缆，因为电缆可以作为天线，将周围的电磁信号发射出去。同时，由于电动汽车上可供安装设备的空间十分有限，无法使安装的电缆均保持安全的距离。本文将电机控制器系统使用的电缆分为2类，如表1所示。

线束布线规则：

（1）为达到充分的退耦，电机控制器与电机之间的动力线和CAN总线、信号线应尽可能远离，保持的最小间距为0.3m；

（2）I类电缆与S类电缆可以垂直交叉，这时，不需要考虑电缆距离问题；

（3）I类电缆采用带屏蔽层的电缆，供电线和回线之间的距离尽量靠近；

（4）CAN总线信号电缆采用带屏蔽层双绞线方式，尽量绞紧，且贴近底盘布线，以减少回路面积，防止低频段的辐射干扰，高频段加瓷珠解决；

（5）其它信号线采用带屏蔽层的电缆，电缆的屏蔽层采取单端接地的方式，且贴近底盘布线。

3.2 逆变器环节的抑制措施

本研究检测的电机控制器系统使用的电压源逆变器，采用空间矢量脉宽调制方法。由于电机的三相输出电压不是绝对对称的，这就造成电机中点的电压值实际上很难是零值，于是就产生了共模电压。同时，PWM脉冲控制开关管通断，会产生很高的du/dt，于是在逆变器与电机之间就存在了大幅值的共模电压和高du/dt，这就形成了主要的干扰源。

因此，在电动汽车中，电机控制器与电机应尽可能得靠近，使其连接电缆尽可能得短以减少共模电流的环路面积，同时，连接电缆应贴近底盘同时带有屏蔽层，其屏蔽层分别与电机控制器、电机360度搭接，这样使得电缆屏蔽层与电机控制器和电机共同构成一个完整的屏蔽体，从而减少共模辐射[2]。

3.3 壳体屏蔽

电磁辐射以“场”的形式沿空间传播，因此通过壳体的屏蔽作用切断辐射骚扰的传播，是行之有效的抑制电磁辐射的方法。而壳体的屏蔽作用取决于壳体的导电连续性，壳体的导电连续性越好，耦合到被屏蔽电路的电磁场通过反射损耗和吸收损耗衰减得就越多。壳体总的屏蔽效能等于通过壳体的电磁场的反射损耗与吸收损耗之和。

从电力电子技术的角度看，电动汽车的电机控制器系统就是逆变器和变速电机控制器的组合。这类设备能够产生大量的射频噪声。本试验的电机控制器的壳体是铝制的，其电磁屏蔽性首先应注意壳体上各电缆的开口和壳体的缝隙。因此，控制器的壳体与电缆之间使用金属连接器，电缆均为屏蔽电缆，且保证电缆与连接器之间360度搭接，以抑制电磁信号的辐射发射；壳体螺钉间距要短，同时，加入实心导电橡胶条作为密封衬垫；用导电布将铝制壳体的缝隙粘接起来，以减小缝隙引起的电磁干扰[3]。

另外，我们将电机控制器的功率模块和控制电路分别用铝板隔离，同时，将铝制壳体可靠接地，使电机控制器的屏蔽性进一步加强，既确保逆变器周围的电磁能量不进入控制电路影响设备功能，又使控制电路或功率模块中产生的电磁能量不扩散出去。

4 结语

本文根据电机控制器的磁场辐射发射检测结果分析了其存在的电磁干扰问题，经过反复验证，提出了有效的抑制方法，满足了纯电动汽车电机控制器的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]沙斐.机电一体化系统的电磁兼容技术[M].北京：中国电力出版社，1999.