如何处理多余的同轴电缆

电器工程 信号完整性
2022-01-05 16:01:57

如今,轻型飞机配备了许多仪器,这些仪器需要用于 GPS 天线、转发器、防撞系统、跟踪和导航系统的细同轴电缆。以这种 GPS 天线为例。GPS天线

处理额外同轴电缆的最佳方式(从信号质量的角度来看)是什么?

仪表板后面的空间通常非常宝贵,制造商通常为天线提供 1-2 米长的电缆,但在小型飞机(超轻型飞机或滑翔机)中,天线距离仪器可能只有 12 英寸。如果有 4 或 5 个这样的天线,仪表板后面的空间很快就会变成一堆杂乱无章的电线。安装这些仪器的人往往是对电子知识知之甚少的飞行员或工程师。关于如何处理额外一米或两米的电缆似乎有很多“伪科学”。

  • 1) 最简单(也是最常见)的选项似乎是将多余的电缆留在一个整齐的环中(如照片中),并用电缆扎带固定。但是,有人说这会导致电感影响信号质量(我的观点是电感是电流相关的现象,流过同轴电缆的电流可以忽略不计)
  • 2)第二种流行的观点是,备用电缆应以八字形的方式缠绕,以防止感应。
  • 3) 我听到的另一个建议是将备用电缆绕成尽可能大的回路(即两米电缆绕成
    直径为 30cm 的回路两次)这里的论点是更少的匝数意味着更少的电感。
  • 4) 最好的解决方案几乎可以肯定是将电缆修剪到确切的长度,但这并非没有它自己的问题,SMA/SMC 电缆太小以至于它们很难压接,而且天线通常需要在寻找最佳位置时移动,所以总是有弄错长度的危险

所以回到最初的问题。从电气工程的角度来看,为了在不干扰附近类似仪器的情况下获得最佳信号质量,处理多余电缆的最佳方法是什么?它是上面列出的选项之一吗?或者是其他东西?或者也许它真的没有任何区别?

4个回答
  • 最好是缩短电缆。较短的电缆意味着电缆中的信号损失更少,并且安装更整洁。这样做需要适当的工具、新的连接器以及将连接器连接到电缆的一些练习。期望飞行员在自己的飞机上工作,甚至是为许多飞行员工作的机械师,这太过分了。有太多不同的连接器、电缆和工具。做错比让电缆有点太长更糟糕。

  • 将电缆留在原厂长度是最安全的方法。电缆由能够正确完成工作的技术人员(或机器)在工厂组装,并且可以测试电缆的正常功能。

不用担心电缆中的感应损耗。他们被屏蔽了。仅仅将它们卷起来就不应该有任何可测量的电感。无论您只是将它们卷起来还是将它们制成八字形,也不应该有任何区别。

你需要注意的是把它们卷得太紧。电缆由多层材料制成。电缆的正确功能取决于每一层与另一层的关系。

这是典型的同轴电缆(来自维基百科。

在此处输入图像描述

在您处理的电缆中,层更薄,更容易损坏。电缆中的扭结会导致中心导体挤过内部绝缘体,或者直接将其短路,或者让信号更容易地穿过外部导体。要么不好。

让你的线圈变大,不要扭结电缆,你应该没问题。

最好的办法是让电缆保持原来的长度,并以任何物理上最整洁的方式收集多余的部分。很少有人能够正确缩短电缆并重新制作连接器,并且需要正确完成。如果你不得不问,不要这样做。

“电缆电感”有两个方面,差模和共模。

差分模式。这是内部相对于信号看到的返回屏蔽的电感。同轴电缆的全部意义在于该电感完全被同轴电缆外层屏蔽,并且完全不受电缆采用的任何物理配置的影响。小循环,大循环,把它变成8的数字,这些都不会影响信号处理。

普通模式。这是外部相对于每端仪器的电感。这受物理配置的影响。这种电感的主要作用是稍微修改盒子的电磁兼容性能。射频是否从盒子中泄漏到电缆上并被辐射,或者盒子或多或少容易受到盒子周围强射频场的影响,被外部拾取并泄漏到盒子中?通过良好的盒子设计,所有这些屏蔽都在同轴电缆进入盒子的地方提供。但是,如果这方面经过“价值设计”以仅满足要求,那么电缆环路可能会有所作为。您经常会看到夹在计算机视频和 USB 电缆上的铁氧体圆柱体,

例如,如果您的发射器和其他仪器之间确实存在奇怪的相互作用,那么移动电缆可能是一种诊断泄漏盒是否存在任何相互作用的方法,但这不是治愈的方法。只有购买更高质量的仪器,或在靠近有问题的盒子的电缆上安装夹式铁氧体,才能实现可靠的治疗。

  1. 如图所示,将多余的同轴电缆留在一个循环中是完全可以的。这样做不会导致或增加电感,因为同轴电缆基本上是屏蔽导体。它的电感由几何形状(导体直径、绝缘厚度等)决定,而不是由它的物理排列方式决定。只要确保您遵循制造商或最佳行业的做法,不要试图制作一个非常小的线圈来过度弯曲同轴电缆。我们的标准是保持弯曲半径至少是电缆直径的 10 倍。

  2. 由于上述原因,8 字形排列既不会损害电缆的电感,也不会损害电缆的电感。

  3. 不需要更大直径的环。

  4. 这将是最好的解决方案。但您需要确保新连接器正确连接到同轴电缆。而且您还希望在每一端都允许一个服务回路,以帮助将同轴电缆从设备上的插孔中连接和移除。

(整条电缆的)电感与同轴电缆的大多数使用场景无关。流过核心和屏蔽层的电流应该完全相互抵消,因此电缆外不会有磁场。因此,所有与电感相关的问题都是毫无意义的。

与信号质量相关,最好将电缆缩短到所需尺寸并充分压接。人们通常在压接部分失败,即使他们没有,信号电平的增加通常很小,因为制造商通常会为所使用的信号使用足够的电缆。

创建更大的环路可以达到半径点,例如电缆宽度的 20 倍。制作较小的环路可能会损坏电缆,制作较大的环路也不是更好。在循环中制作 8's 并不好 - 曲率变得更尖锐,增加了损坏电缆的可能性。