通信电缆设计与制造

本书基于通信电缆的基础理论，全面而系统地探讨了通信电缆的结构类型、结构设计、关键的生产工艺以及实用的测试方法。此外，本书还深入地剖析了通信电缆回路间的相互干扰特性，详尽地阐述了外界电磁场对电缆的影响机制，并据此提出了有效的防护措施，旨在确保通信系统的稳定性与可靠性。本书将理论与实践深度融合，不仅知识覆盖面广，而且重点突出，实用性强，既可为高等院校相关专业的老师和学生提供参考，也可为电线电缆制造行业的工程技术人员、管理人员提供宝贵的参考。

肖飚，自1994年职业生涯启航以来，深耕于通信电缆的设计与制造领域，积累了较丰富的实践经验。期间，成功研制了涵盖宽带程控交换机电缆、极细同轴电缆、极细对称通信电缆及多G（1GHz、5GHz、8GHz）车载以太网电缆在内的二十余种型号规格的通信线缆产品。曾申请了包括“极细电子线制造系统优化方案”“极细铜线退火镀锡模具预热装置” “传输高频信号的同轴电缆” “一种道路车辆用防电磁干扰对绞电缆““一种道路车辆用千兆以太网线”在内的二十余项实用新型专利并获得授权。以主要起草人方式参与起草了《绝缘外径在1mm及以下的同轴电缆及组件》 1项国家标准和《通信电缆—局用对称电缆》《通信设备用3GHz及以下频段对称电缆技术条件》《导体直径在0.8mm及以下的绝缘电线》《适于xDSL传输的引入电缆》等6项通信行业标准。在电缆行业杂志上发表了《高频对称电缆设计与制造技术》《有限元法在对绞通信电缆计算中的应用》《通用串行总线使用的USB3.0电缆的研发》《粒子群算法及其在线缆行业中的应用》《车载以太网线的设计与制造》等论文14篇; 在其他刊物上发表论文和译文10 篇。

目录 前言 第1章电气通信概述1 11通信概述1 111电气通信的基本概念1 112通信发展史2 12通信系统的组成与分类3 121通信系统的基本组成3 122通信系统分类4 123通信网6 13通信电缆的发展史7 131世界通信电缆的发展7 132我国通信电缆的发展9 第2章通信电缆的电气特性11 21电磁波在均匀电缆线路中的传输11 211均匀传输线的等效电路11 212均匀传输线的基本传输方程11 213终端负载阻抗匹配的均匀线路14 22电缆线路的二次传输参数15 221特性阻抗及传播常数的物理 意义15 222特性阻抗的计算公式16 223传播常数的计算公式17 224电磁波沿电缆线路的传播速度19 23均匀电缆线路的输入阻抗20 231输入阻抗的定义20 232不同负载情况下的输入阻抗值21 233长线路的输入阻抗21 24非均匀电缆线路的性质23 241非均匀电缆线路的概念23 242非均匀电缆线路阻抗23 243反射系数、反射衰减、驻波比 （系数）与回波损耗25 244周期性的阻抗不均匀26 245随机分布的阻抗不均匀27 246线路终端为不同负载时的终端 反射系数27 247对称线对的不平衡衰减27 25信号失真30 251振幅失真30 252相位失真30 253由于特性阻抗随其频率变化而 引起的失真31 254非线性失真31 255外来电磁耦合引起的失真31 第3章对称通信电缆32 31对称通信电缆的结构元件32 311对称通信电缆的导电线芯32 312对称通信电缆的绝缘32 313对称通信电缆的线组34 314对称通信电缆的缆芯35 315对称通信电缆的护层36 32常见的对称通信电缆类型37 321全塑市话电缆37 322局用对称电缆43 323数字通信用水平对绞电缆49 324车载以太网线55 325铁路信号电缆58 326其他常见对称通信电缆59 33对称通信电缆传输参数的计算67 331对称通信电缆的有效电阻67 332对称通信电缆的电感72 333对称通信电缆的电容74 334对称通信电缆的绝缘电导76 335对称通信电缆等效介电常数和 等效介质损耗角正切值的计算77 336对称通信电缆二次传输参数的 计算78 第4章同轴通信电缆81 41同轴通信电缆的结构元件81 411内导体81 412绝缘83 413外导体86 414护套88 415铠装88 42常见的同轴通信电缆类型88 421无线通信基站用同轴电缆88 422漏泄同轴电缆92 423极细同轴电缆98 424局用同轴电缆102 425稳相同轴电缆103 426其他同轴电缆110 43同轴通信电缆的传输参数计算111 431同轴电缆的特点及电气过程111 432同轴电缆的一次传输参数计算114 433同轴电缆的二次传输参数计算118 44射频同轴电缆的最高使用频率125 441衰减指标对最高使用频率的 限制126 442射频同轴电缆的截止频率126 443周期性不均匀对最高使用频率的 限制126 45同轴电缆的最佳结构127 451衰减最小时的最佳直径比127 452额定电压最大时的最佳直径比127 453额定峰值功率最大时的最佳 直径比128 454额定平均功率最大时的最佳 直径比128 455射频同轴电缆特性阻抗的取值128 第5章通信电缆回路间的串音130 51对称回路间的串音机理及干扰参数130 511串音机理130 512一次干扰参数130 513二次干扰参数133 52对称回路间的间接串音135 521经由第三回路的间接串音136 522由于反射引起的间接串音136 53对称回路间电磁耦合系数及频率的 关系137 531电磁耦合系数对串音衰减的 影响137 532电磁耦合系数与频率的关系138 54对称通信电缆线组串音的改善139 541改善线组间串音常用措施139 542交叉效应140 543线组节距设计方法141 55同轴电缆回路间的串音143 551同轴电缆回路间的相互干扰143 552同轴电缆的串音防卫度145 第6章通信电缆的屏蔽149 61概述149 62屏蔽的基本原理150 621三种屏蔽形式的作用原理150 622电缆的屏蔽指标151 63同轴对的屏蔽152 631管状外导体的屏蔽特性152 632双金属管外导体的屏蔽特性153 633螺旋绕包屏蔽的特性154 634编织外导体的屏蔽性能154 64对称通信电缆的屏蔽155 641主串线对在中心的单层屏蔽体的 屏蔽效果155 642低频时防护作用系数(或屏蔽 系数)156 643主串线对偏心对屏蔽效果的 影响156 65电缆金属套的屏蔽作用157 651固有屏蔽系数157 652实际屏蔽系数160 第7章通信电缆的制造161 71通信电缆材料161 72通信电缆生产设备162 721概述162 722常见设备163 73通信电缆制造工艺169 731概述169 732各工序管控要领171 第8章通信电缆电气性能测试179 81工作电容测试179 811比较法测试工作电容179 812电桥法测试工作电容180 82传播速度与相时延180 821基本概念180 822试验原理图(传输法)181 83特性阻抗181 831平均特性阻抗181 832输入阻抗182 833有效特性阻抗182 834时域法测试特性阻抗182 835拟合特性阻抗(对称电缆)183 84回波损耗及结构回波损耗183 841回波损耗183 842结构回波损耗(对称电缆)184 85衰减常数(电平差法)184 86串音衰减(电平差法)185 861基本定义185 862测试原理图186 87对称电缆不平衡衰减187 第9章通信电缆仿真分析简介190 91仿真原理190 92电磁场基本理论190 921麦克斯韦方程190 922本构关系192 923边界条件192 924能量与功率192 925二阶电磁场微分方程193 926电磁场有限元法简介194 93通信电缆仿真步骤196 931确定仿真目的与方案196 932模型创建196 933模型求解197 934仿真后期数据处理197 94仿真误差197 95通信电缆仿真分析实例198 951电缆一、二次传输参数计算198 952线对屏蔽计算200 参考文献205