本實(shí)用新型涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸?shù)膫鬏斁€結(jié)構(gòu)——同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜

背景技術(shù)：

射頻信號的傳輸有賴于傳輸線，因此傳輸線的研究對于如何實(shí)現(xiàn)射頻信號有效傳輸非常重要，而且傳輸線是設(shè)計(jì)射頻部件及系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它可以有效地對射頻信號進(jìn)行傳輸，同時降低信號的傳輸損耗。當(dāng)前傳輸射頻信號的傳輸線結(jié)構(gòu)形式通常有：同軸線、金屬波導(dǎo)、微帶線等。這些傳輸線能夠有效地將射頻信號進(jìn)行傳輸，同時具有較低的傳輸損耗。射頻電纜與其他電纜的主要區(qū)別在于傳輸?shù)膶ο蟛煌?，從而引起的性能不同以及結(jié)構(gòu)不同。射頻同軸電纜和對稱電纜適用于傳輸1GHz及以下的射頻信號，傳輸音頻150KHz及以下的模擬信號2048kbit/s及以數(shù)字信號。頻電纜傳輸射頻信號，阻抗分為50歐和75歐兩種(75歐為CATV 專用)，傳輸原理基于“微波傳輸線理論”，微波傳輸線有以下三種形式:

第一類:雙導(dǎo)體傳輸線，由兩根或兩根以上平行導(dǎo)體構(gòu)成，又稱為TEM波傳輸線。主要包括平行雙線，同軸線，帶狀線和微帶線等。

第二類:波導(dǎo):均勻填充介質(zhì)的金屬波導(dǎo)管，電磁波在管內(nèi)傳播，主要包括矩形波導(dǎo)，圓波導(dǎo)，脊形波導(dǎo)和橢圓波導(dǎo)。

第三類:介質(zhì)傳輸線:電磁波沿傳輸線表面?zhèn)鞑?，又被稱為表面波波導(dǎo)，主要包括介質(zhì)波導(dǎo)，鏡像線和單根表面波導(dǎo)。

同軸電纜屬于雙導(dǎo)體傳輸線的一種，決定了其在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體?，F(xiàn)有技術(shù)中的同軸電纜是有線電視系統(tǒng)中用來傳輸射頻信號的主要媒質(zhì)，它是由芯線和屏蔽網(wǎng)筒構(gòu)成的兩根導(dǎo)體，因?yàn)檫@兩根導(dǎo)體的軸心是重合的，故稱同軸電纜或同軸線。射頻同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)、外導(dǎo)體(屏蔽層)和護(hù)套4部分組成。 內(nèi)導(dǎo)體通常由一根實(shí)心導(dǎo)體構(gòu)成，利用高頻信號的集膚效應(yīng)，可采用空銅管，也可用鍍銅鋁棒，對不需供電的用戶網(wǎng)采用銅包鋼線，對于需要供電的分配網(wǎng)或主干線建議采用銅包鋁線，這樣既能保證電纜的傳輸性能，又可以滿足供電及機(jī)械性能的要求，減輕了電纜的重量，也降低了電流電纜的造價。絕緣介質(zhì)可以采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)和氟塑料等，常用的絕緣介質(zhì)是損耗小、工藝性能好的聚乙烯。同軸電纜的外導(dǎo)體有雙重作用，它既作為傳輸回路的一根導(dǎo)線，又具有屏蔽作用，外導(dǎo)體通常有3種結(jié)構(gòu)。金屬管狀。這種結(jié)構(gòu)采用銅或鋁帶縱包焊接，或者是無縫銅管擠包拉延而成，這種結(jié)構(gòu)形式的屏蔽性能最好，但柔軟性差，常用于干線電纜。鋁塑料復(fù)合帶縱包搭接。這種結(jié)構(gòu)有較好的屏蔽作用，且制造成本低，但由于外導(dǎo)體是帶縱縫的圓管，電磁波會從縫隙處穿出而泄漏。編織網(wǎng)與鋁塑復(fù)合帶縱包組合。這是從單一編織網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的，它具有柔軟性好、重量輕和接頭可靠等特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證明，采用合理的復(fù)合結(jié)構(gòu)，對屏蔽性能有很大提高，目前這種結(jié)構(gòu)形式被大量使用。在同軸電纜傳輸中即傳輸信號又傳輸電源，最早運(yùn)用于有線電視系統(tǒng)。在國內(nèi)，已經(jīng)有十多年歷史。而如今把有線電視技術(shù)轉(zhuǎn)移到監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)數(shù)年，但卻很少有人把電源的傳輸技術(shù)同時轉(zhuǎn)移過來。采用共纜技術(shù)傳輸信號的同時，如果再利用它同時傳輸電源和數(shù)據(jù)，這顯然可節(jié)約一筆不小的開銷。 傳統(tǒng)傳輸供電:在傳統(tǒng)點(diǎn)對點(diǎn)的視頻傳輸中，同樣可以采用同軸電纜供電方式。不過在傳輸時，需要對視頻信號進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。由于這種供電大多是單一負(fù)載，流過同軸電纜的電流不大。供電方式的基本配置是:一個集中供電電源、兩個信號復(fù)用器、一對調(diào)制解調(diào)器。 后端調(diào)制解調(diào)器可把中心輸出的數(shù)據(jù)控制信號調(diào)制成數(shù)據(jù)載波信號，然后與電源混入電纜后傳送到各前端的穩(wěn)壓器和調(diào)制解調(diào)器?？刂菩盘柕娜〕龊蛨D像信號的調(diào)制回傳，全部由前端調(diào)制解調(diào)器來完成。控制信號傳輸:同軸電纜在傳輸圖像信號和電源的同時，可以把控制數(shù)據(jù)信號發(fā)到各解碼器。這顯然給每路信號增加了數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的成本。這個成本只能用省去的數(shù)據(jù)傳輸線的成本來彌補(bǔ)。由于高頻電流只在芯線外表面，屏蔽層內(nèi)表面層流動。從頻率失真,高低頻衰減差異看，高編電纜反而嚴(yán)重。頻率失真直接影響就是射頻信號的各種頻率成分的正常比例失真，直接影響到圖像失真。銅包鋼芯線是電纜的一種，用于有線電視46mhz 以上的射頻傳輸，由于“趨 膚效應(yīng)”，電流只在鋼絲外面的銅皮里流動，衰減特性和純銅芯線一樣，可抗拉強(qiáng)度卻遠(yuǎn)高于銅線;但這種電纜用于視頻傳輸不行，0-200khz 低頻衰減太大。當(dāng)前電流線布置廣泛，但與射頻傳輸線屬于兩個不同的種類，無法實(shí)現(xiàn)共用，這就造成需要在外部同時布置多根線纜，來實(shí)現(xiàn)電流和射頻信號的傳送。

為了解決當(dāng)前電流和射頻信號無法在一根傳輸線上進(jìn)行同時傳輸?shù)膯栴}，本實(shí)用新型提出了一種同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是針對當(dāng)前電流和射頻信號無法在一根傳輸線上進(jìn)行同時傳輸?shù)膯栴}，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，易于加工實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)電和弱電之間的屏蔽度高，能夠?qū)崿F(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸?shù)耐S傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜。

本實(shí)用新型的上述目的可以通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，一種同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜，包括外層絕緣介質(zhì)管1、金屬網(wǎng)層2、金屬層3、內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4和內(nèi)芯金屬線5，其特征在于：內(nèi)芯金屬線5、內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4、金屬層3、金屬網(wǎng)層2和外層絕緣介質(zhì)管1從里到外同軸包裹，內(nèi)芯金屬線5通過內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4隔離，金屬層3通過金屬網(wǎng)層2和外層絕緣介質(zhì)管1隔離，金屬層3將電磁能量聚集在外層絕緣介質(zhì)管區(qū)域；射頻信號通過外層絕緣介質(zhì)管1進(jìn)行傳輸，電流則通過內(nèi)芯金屬線5進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：

結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。本實(shí)用新型由外層絕緣介質(zhì)管1、金屬網(wǎng)層2、金屬層3、內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4和內(nèi)芯金屬線5組成，其中外層絕緣介質(zhì)管可以用不同介電常數(shù)的介質(zhì)材料進(jìn)行構(gòu)成。相對于現(xiàn)在常用的射頻傳輸線，如同軸線、金屬波導(dǎo)、微帶線、共面波導(dǎo)等導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具有非常明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，它結(jié)構(gòu)簡單、易于加工。該傳輸線結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸，從而提高線路的使用率，同時節(jié)省成本。

本實(shí)用新型在外層絕緣介質(zhì)管1外表面設(shè)有金屬網(wǎng)層2，內(nèi)表面設(shè)有金屬層3，射頻信號通過外層絕緣介質(zhì)管1進(jìn)行傳輸。而在金屬層3內(nèi)部分別設(shè)有內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4和內(nèi)芯金屬線5，電流通過內(nèi)芯金屬線5進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸，解決了當(dāng)前電流和射頻信號無法在一根傳輸線上進(jìn)行同時傳輸?shù)膯栴}。

強(qiáng)電和弱電之間的屏蔽度高。本實(shí)用新型將射頻信號的能量有效地耦合于外層絕緣介質(zhì)管區(qū)域中，通過外層絕緣介質(zhì)管內(nèi)表面的金屬層，以及外表面的金屬網(wǎng)，降低了射頻信號在外部空間中的輻射能能量。而電流則通過內(nèi)部金屬線進(jìn)行傳送，金屬線外部具有介質(zhì)層和金屬層對其進(jìn)行屏蔽和保護(hù)，從而不會干擾外部射頻信號的傳輸。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)傳輸射頻信號的頻段，選擇不同的介質(zhì)材料。并且根據(jù)傳送電流的大小，選擇合適的金屬線材料及尺寸。

對于平面電路，本實(shí)用新型能夠與平面電路進(jìn)行互連，在傳輸射頻信號的同時，對平面電路進(jìn)行供電。

本實(shí)用新型同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)的強(qiáng)電和弱電之間的屏蔽，特別適用于同時傳輸電流和射頻信號，能有效增強(qiáng)線路的使用率，并有效降低成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜第一個實(shí)施例的縱剖面主視圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖中：1為外層絕緣介質(zhì)管，2為內(nèi)部金屬層，3為外部金屬網(wǎng)層，4為內(nèi)部介質(zhì)層，5為內(nèi)部金屬線。

具體實(shí)施方式

在圖1、圖2所示的一個實(shí)施例中，一種同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜，包括外層絕緣介質(zhì)管1、金屬網(wǎng)層2、金屬層3、內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4和內(nèi)芯金屬線5。內(nèi)芯金屬線5、內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4、金屬層3、金屬網(wǎng)層2和外層絕緣介質(zhì)管1從里到外同軸包裹，內(nèi)芯金屬線5通過內(nèi)層絕緣介質(zhì)管4隔離，金屬層3通過金屬網(wǎng)層2和外層絕緣介質(zhì)管1隔離，金屬層3將電磁能量聚集在外層絕緣介質(zhì)管區(qū)域；射頻信號通過外層絕緣介質(zhì)管1進(jìn)行傳輸，電流則通過內(nèi)芯金屬線5進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)電流和射頻信號同時傳輸。在實(shí)際應(yīng)用中，同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜可以根據(jù)傳輸射頻信號的頻段，選擇不同的介質(zhì)材料。并且根據(jù)傳送電流的大小，選擇合適的金屬線材料及尺寸。同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜為矩形體。同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜矩形體設(shè)為多層結(jié)構(gòu)的圓形體。

該同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜在傳輸線外部周圍存在很少的輻射場，金屬層3將大部分電磁能量聚集在外層絕緣介質(zhì)管區(qū)域，而電流則通過內(nèi)部金屬線進(jìn)行傳送，金屬線外部具有介質(zhì)層和金屬層對其進(jìn)行屏蔽和保護(hù)，從而不會干擾外部射頻信號的傳輸，因此能夠同時傳輸電流和射頻信號，能有效增強(qiáng)線路的使用率，并有效降低成本。

與此同時，本實(shí)用新型能夠與平面電路進(jìn)行互連，在傳輸射頻信號的同時，對平面電路進(jìn)行供電。

在在另一個實(shí)施例中，同軸傳輸電流/射頻信號的傳輸線纜為多層結(jié)構(gòu)的圓形體。

本實(shí)用新型具體實(shí)施可采用以下步驟：

首先根據(jù)工作頻段要求，確定頻率通帶，選擇合適的外層介質(zhì)材料。然后根據(jù)傳送電流的大小，選擇合適的金屬線材料及尺寸，利用微波電路計(jì)算機(jī)輔助軟件，建立圖１的傳輸線結(jié)構(gòu)，設(shè)定所需的傳輸特性設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，從而確定各單元傳輸線參數(shù)。