同轴电缆是被广泛应用的传输媒介。尽管光纤光缆已越来越受到人们青睐，但由于目前光缆的分支分配技术难度大以及经济上的原因，光纤光缆多用于长距离干线上，分配网络仍以同轴电缆为主。将物理发泡技术用于同轴电缆中，使同轴电缆的发展出现了崭新局面，物理发泡同轴电缆在有线电视传输领域、移动通信系统、卫星通信等领域都获得较为广泛的应用。
同轴电缆由里到外分为四层：中心导体，绝缘体，网状导电层和绝缘外护套。电流传导与中心导体和网状导电层形成的回路。因为中心导体和网状导电层为同轴关系而得名。依国标射频电缆设计指南gb/t1132.1-2000规范要求中，同轴电缆按用途可分为两种基本类型：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆用于数字传输，其屏蔽层是用铜做成的编织网状，特性阻抗为50ω(如rg-8、rg-58等);宽带同轴电缆用于模拟传输，其屏蔽层通常为铝箔，特性阻抗为75ω(如rg-59，syv75-5，sywv75-5等)。宽带同轴电缆按类型分为syv75-3，syv75-5，syv75-7，syv75-9等实芯聚乙烯绝缘同轴电缆，即符合国标gb/t14864-93规范要求。sywv75-3，sywv75-5，sywv75-7，sywv75-9等物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆，即符合国标gy/t135-1998规范要求。其中syv表示实芯聚乙烯绝缘，75表示特性阻抗，5表示绝缘层外径，sywv表示物理发泡聚乙烯绝缘，75表示特性阻抗，5表示绝缘外径。
因发泡与实芯绝缘材质的介电常数不同，在视频监控系统中经实践证明sywv75-5型号同轴线较syv75-5同轴线电缆有效传输距离要远。分配系统用物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆应用于有线电视系统和其它视频监控系统中，它具有优良的高频性能、衰减低、一致性好、弯曲半径小、不易受潮、结构性能稳定、使用寿命长，而且发泡度高、节省材料。
公司目前生产的宇洪同轴电缆sywv75-5符合国标《有线电视系统物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆入网技术条件和测量方法》相关标准性能要求， 即（gy/t135-1998）。以下通过公司上海二十三所生产的物理发泡绝缘在线控制生产线设备，生产的sywv75-5同轴线生产过程中出现影响电气性能的一些要素作出管控。
物理发泡绝缘生产过程品质要求：
一，同轴电缆内导体：
国标gy/t135-1998要求sywv75-5铜导体外径为1.02 /-0.01mm,铜是内导体的主要材料，内导体对信号传输影响很大，因为衰减主要是内导体电阻损耗引起的。其电导率，尤其是表面电导率，应尽可能高。内导体用的铜材质量要求很高，要求铜材应无杂质，表面干净、平整、光滑。内导体直径应稳定。直径较大波动变化都会降低阻抗均匀和回波损耗，因此应精确控制内导体外径。
在实际生产过程中，上海二十三所物理发泡生产线放线架铜线通过恒张力调节系统来调整放线张力，保持速度稳定。使用拉丝校直装置，解决铜线非一致性、微弯等问题，可提升同轴电缆的回波损耗值。
二，同轴电缆绝缘体：
同轴电缆介质远不只是起绝缘作用，最终的传输性能主要是在绝缘之后才确定的，因此介质材料的选择和其结构非常重要。所有重要的性能，如衰减、阻抗和回波损耗，都与绝缘关系很大。对绝缘最重要的要求有相对介电常数低，介质损耗角因子小，以保证衰减小，特性阻抗均匀，回波损耗大，机械性能稳定。 物理发泡同轴电缆性能的好坏，取决于单线的结构和质量， 内皮层应尽可能薄且均匀一致，同心度高，为减小衰减，内皮层厚度应控制在0.05mm左右。 上海二十三所生产设备为物理发泡方式氮气发泡，其控制介面可依据设定参数值在线自动控制调整水中电容值，特性阻抗值，绝缘外径，同芯度，发泡度，其物理发泡度最高可达到80％，物理发泡结构一致，单线特性阻抗均匀，回波损耗大。泡沫绝缘层均匀、致密，每个泡沫孔均密闭，绝缘圆整均匀，同心度达95%以上。绝缘外径公差≤±0.1mm；水中电容在线控制公差≤±1.5pf／m。特性阻抗值75 /-3ω。 物理发泡绝缘材料由hdpe、ldpe，成核剂按一定比例构成，通过注入氮气方式生产，生产线速度最高应达到120m／min，生产线速度快，可以弥补出胶量不均匀所造成的缺陷，提高回波损耗值，按国标gy/t135-1998要求sywv75-5绝缘外径最小要求为4.6mm,标称值4.8mm,最大值5.0mm，因为特性阻抗与绝缘外径成正比关系，超过此外径值其特性阻抗会与标称值不相符。
上海二十三所物理发泡生产线通过内皮层－发泡层－外皮层共挤工艺可以得到均匀、密闭的发泡结构，具有机械性能稳定、强度高以及很好的防潮性能等特点。在发泡绝缘层外表面通过注入方式加一层薄的实芯pe。这种外皮层可以有效防止潮气入侵，从一开始生产就保护同轴电缆性能，绝缘层通过内皮层紧紧地包在内导体上，进一步提高了电缆的机械稳定性。该设备牵引的稳定性是生产物理发泡单线的关键因素之一，采用前后双牵引，而且前后牵引均为主动式双轮卧式牵引机。轮径为1000mm，由变频调速装置和恒张力调节系统组成，保证牵引稳定，前后同步。1000mm卧式主动牵引，由于轮径大，牵引速度最大应达到120m／min。既可增加牵引稳定性，又可减少铜线微弯，增加回波损耗值。
三，同轴电缆外导体：
外导体有两个基本的作用：第一是回路导体的作用，第二起屏蔽作用，屏蔽层编织网与铝箔纵包组合，有效抵抗电磁干扰。按国标gy/t135-1998要求sywv75-5屏蔽铝箔要求铝基厚度15um以上才有效起抗干扰作用。编织层用镀锡铜或铝镁丝，外径使用0.12mm-0.18mm，在编织过程中，铝箔的铝基厚度，纵包搭接宽度，编织网的目数，锭数，夹角度，遮蔽率都影响屏蔽衰减性能参数，实际生产中依线缆规格书要求进行检验确认。
四，同轴电缆外护套：
同轴电缆外护套材料由聚氯乙烯组成，国标gy/t135-1998要求sywv75-5护套平均厚度为0.88mm，外径标称值为7.2mm.其耐气候和机械性能应符合：高温实验80±2℃，168小时，低温实验-25±3℃，20小时，外护套和绝缘层无机械性损失，湿热实验40±2℃，90%-95%，96小时，绝缘电阻符合规定值，衰减值增量≤5%，护套及外导体不能开裂。同轴电缆外护套标志应符合gb/t12269第30条规定必须印有以米为单位的长度标志。
同轴电缆的电气性能要求：
按照国标gy/t135-1998要求sywv75-5电气性能要求如下表：
影响上述电气性能参数控制方法：
1）特性阻抗
电缆分配系统用同轴电缆首先要考虑的主要参数就是特性阻抗。传输线匹配的条件是线路终端负载阻抗正好等于该传输线的特性阻抗，此时没有能量的反射，因而有最高的传输效率，相关性能参数测试方法参考gy/t135-1998标准中5.2.5章节要求,可通过实验室tdr仪器进行测试分析确认。在有线电视系统中的标准特性阻抗为75ω。特性阻抗取决于电缆的结构尺寸和绝缘材料的介电常数，物理发泡绝缘材料有较低的介电常数。其发泡度，绝缘外径与特性阻抗是正比例关系，增加其发泡度，绝缘外径增大，同时特性阻抗也加大，反之则相反。发泡度与水中电容值成反比，特性阻抗和水中电容值成反比, 即特性阻抗值越大时，水中电容值越小。水中电容值和介电常数成正比，水中电容值越大，介电常数越大，反之则相反。当物理发泡生产线设备介面显示特性阻抗值在标准范围外时，可通过调整发泡度或绝缘外径大小，即在绝缘外径公差允许范围内调整挤出机主机螺杆转速或牵引轮转速，使线材的水中电容值达到要求；如当线材水中电容值偏小时，在外径公差允许的范围内，调慢挤出机主机螺杆转速或调快牵轮引的转速，使芯线水中电容值达到要求。调整外径不能使线材电容值达到目标要求时，绝缘材料绝缘性能可有问题，可以通过调节冷却水温度或移动冷动水槽，使线材发泡度改变。调整挤出机机头温度能改变发泡度，改变材料的绝缘性能，但因挤出机机头温度对发泡度影响非常敏感，尽量不要通过调整机头来调节发泡度，并且改变机头温度还会影响其它工艺参数的变化。当上述外径调整及发泡度调节都不能使线材的水中电容值达到目标要求时，线材的结构很可能存在问题，需检查芯线是否有偏心、放线、收线张力是否过大导致铜丝被拉细等，从而把各挤出工艺条件调整到最佳状态。
2）衰减常数
衰减常数反映了电磁波能量沿电缆传输时的损耗大小，通常要求电缆有尽可能低的衰减常数。 衰减由内外导体的损耗与支撑该导体的绝缘材料的介质损耗之和构成，其中导体损耗占主要地位，尤以内导体的衰减最大，约占整个导体衰减的80％。低频端主要是导体衰减，如导体外径偏小，导体刮伤，氧化，附着力不良等。随着频率提高，介质衰减也随之增大。同轴电缆的衰减与导体，介质，结构尺寸，工艺水准和工作的频率都有关，在50mhz以下衰减常数与标称值不符，而高频有余量，常常是铝箔中的铝基太薄所致，在频率比较低的时候，铝基的厚度小于或与该频率的透射深度相当，造成了衰减值过大。根据理论计算，当频率达50mhz时的铝层透射深度为12.2µm，一般采取12~15µm的铝基可以解决这个问题。物理发泡pe其衰减在低频是合格，而高频（如超过800mhz）时超差，大都与介电常数偏大有关系，即水中电容值偏大。或者与外导体编织密度过小，内导体外径偏小有关系。另外，衰减常数还取决与发泡度的大小。在阻抗和回波允许的范围内适当提高发泡度（可以通过增加发泡度，提高阻抗，降低衰减。）对提高电缆的衰减常数有帮助，同时还可以降低成本，相关性能参数方法可参考gy/t135-1998标准中5.2.6章节要求,通过实验室网络分析仪进行测试分析确认。
3）回波损耗
回波损耗是由于同轴电缆特性阻抗不均匀性而引起的信号反射。回波损耗会对接收机接收的信号的幅值产生影响，从而缩短了线缆的有效传输距离。相关性能参数测试可参考射频电缆阻抗均匀性测量方法(gb/t12792-1991)的要求进行,通过实验室tdr仪器进行测试分析确认。良好的回波损耗性能是保证高频高数率传输性能的关键。在同轴电缆生产过程中产生的内导体，绝缘体结构尺寸偏差和材料变形，会使电缆的特性阻抗产生局部的不均匀，当电缆加上传输信号时，这些地方便会出现信号的反射。回波损耗值越大，信号反射系数越小，则表示电缆内部均匀性越好，在实际生产过程中可通过严格控制导体和绝缘外径的波动，确保绝缘同芯度达95%以上，内导体和绝缘体无氧化刮伤现象。
4）屏蔽衰减
屏蔽性能不良的系统，会破坏影响信号的正常传输，降低系统的传输质量。电缆分配系统用同轴电缆屏蔽性能的好坏，可以用屏蔽系数、屏蔽衰减，转移阻抗来反映。屏蔽衰减越大，屏蔽系数越小，表示电缆屏蔽性能越好。在实际编织生产过程中，铝箔搭接宽度应不少于5mm，铝层厚度提高到15µm以上，合理安排衰减，回波，屏蔽的关系，在衰减合格条件下合理降低发泡度，对提高屏蔽效果和回波都有利，铝箔质量要好，尤其柔韧性好，经过各种弯曲而无裂纹。在线材屏蔽衰减设计时应考虑如下因素：铝基的厚度和铝面的层数与屏蔽衰减具有一定的相关性，同规格的双面铝箔比同规格的单面铝箔基本要好3-5db，相同结构的线材，编织密度相同时，裸铜导体、镀锡铜和铜包钢屏蔽效果基本差不多，屏蔽设计时，从成本及性能上考虑，铜包钢是首选。相同结构的线材，同样的编织密度，od小的导体比大的导体屏蔽效果要好，在约90db以内，编织的密度与屏蔽衰减能力基本上是相关的，即编织密度越大，则屏蔽衰减能力越强，遮蔽率在65%时，屏蔽衰减值可达80 db。相关性能参数测试可参考有线电视系统射频同轴电缆屏蔽性能技术要求和测试方法(gy/t186-2002)标准中5.1章节要求采用吸收钳法.另外同轴电缆屏蔽衰减的测试方法可分为通过测量同轴电缆表面转移阻抗对其进行间接描述,三同轴法是典型的转移阻抗测量方法，在很多情况下,特别是频率比较低的时候(10 mhz以下),可以用转移阻抗间接描述屏蔽电缆的屏蔽衰减。转移阻抗越低,屏蔽电缆的屏蔽性能越好。
生产品质保证是源于对生产过程细节的关注，特别是材料的可靠性及结构尺寸有效性，设备的稳定性，工艺参数实施的有效性都是我们过程检验确认的重点，只有对这些细节进行监控确认，确保过程有效，我们才能生产出合格类产品。 |
