集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)對(duì)同軸電纜特性的影響
發(fā)布時(shí)間：2021-12-07 09:04瀏覽次數(shù)：
在討論對(duì)稱同軸電纜回路一次參數(shù)時(shí)，曾介紹了集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)兩種現(xiàn)象，由于結(jié)構(gòu)不同，在同軸電纜中，這兩種效應(yīng)所引起的電流重新分情況與對(duì)稱電纜有很大不同。上面我們已經(jīng)說過，外導(dǎo)體（空心圓柱）的內(nèi)部是沒有磁場(chǎng)的，因而就不會(huì)對(duì)內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生鄰近效應(yīng)的影響。所以內(nèi)導(dǎo)體的電流密度分布就取決于集膚效應(yīng)，在內(nèi)導(dǎo)體的中心，渦流Is的方向與工作電流方向相反，合成電流為(I。-I。)；而在內(nèi)導(dǎo)體的表面，渦流的方向與工作電流的方向相同，合成電流為(I。+I。)。因此，隨著頻率的不斷提高，電流幾乎僅從內(nèi)導(dǎo)體的表面通過。
內(nèi)導(dǎo)體中電流密度分布情況 外導(dǎo)體中的電流密度分布情況
在沒有內(nèi)導(dǎo)體a的情況下，外導(dǎo)體b內(nèi)的電流，也由于集膚效應(yīng)作用，如同實(shí)心導(dǎo)體一樣，電流集中在外導(dǎo)體的外表面上流通。但存在著內(nèi)導(dǎo)體，由于鄰近效應(yīng)的影響，內(nèi)導(dǎo)體a中產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，在空心外導(dǎo)體b的橫截面感應(yīng)出渦流I，在外導(dǎo)體的內(nèi)表面，渦流和工作電流的方向是一致的(Ii+Ia)；在外導(dǎo)體的外表面則渦流和工作電流方向是相反的(I-Ig)。這樣，使外導(dǎo)體中的電流密度，愈接近于內(nèi)表面就愈大，如
。
由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)作用的結(jié)果，同軸電纜回路的電流的分布是分別集中在兩個(gè)導(dǎo)體相向的表面上，頻率愈高，則電流愈向著內(nèi)導(dǎo)體的外表面和外導(dǎo)體的內(nèi)表面集中。
由鄰近回路或其它的干擾源產(chǎn)生的高頻干擾電磁場(chǎng)作用于同軸電纜時(shí)，正象集膚效應(yīng)一樣，干擾電流也不是分布在整個(gè)截面上，而是集中在外導(dǎo)體的對(duì)著干擾電源那一面的外表面上。隨著頻率的不斷提高，集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)更加顯著，因此工作電流愈趨于內(nèi)導(dǎo)體的外表面，和外導(dǎo)體的內(nèi)表面，而干擾電流愈趨于外導(dǎo)體外表面如圖3.17使得外導(dǎo)體中的工作和干擾電流分開，使傳輸信號(hào)電流不受干擾。所以同軸管的外導(dǎo)體不僅是傳輸回路的回歸導(dǎo)體，同時(shí)也是起著屏蔽的作用。
但是，在直流或低頻情況下，這時(shí)電流通過導(dǎo)體的全部被面，同軸電纜回路的抗干擾的特點(diǎn)便消失了。為了防止低頻對(duì)同軸電纜回路的干擾，所以在同軸電纜管的外導(dǎo)體上，另外包上兩層鍍錫鋼帶屏蔽體。
綜上所述，同軸電纜不適應(yīng)于低頻通信，一般同軸電纜的通信頻帶，對(duì)小同軸在60千赫以上，對(duì)中同軸則在 300 千赫以上。
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