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GB∕T 17737.112-2018

基本信息

标准号: GB∕T 17737.112-2018

中文名称:同轴通信电缆 第1-112部分:电气试验方法 回波损耗(阻抗一致性)试验

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

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相关标签: 同轴 通信 电缆 电气 试验 方法 回波 损耗 阻抗 一致性

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GB∕T 17737.112-2018 同轴通信电缆 第1-112部分:电气试验方法 回波损耗(阻抗一致性)试验 GB∕T17737.112-2018 标准压缩包解压密码:www.bzxz.net

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标准内容

ICS33.120.10
中华人民共和国国家标准
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006同轴通信电缆
第1-112部分:电气试验方法
回波损耗(阻抗一致性)试验
Coaxial communication cables-Part 1-112:Electrical test methodsTest for return loss(uniformityof impedance)
(IEC61196-1-112:2006,IDT)
2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-10-01实施
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006前言
GB/T17737《同轴通信电缆》已经或计划发布以下部分:第1部分:总规范总则、定义和要求;第1-100部分:电气试验方法通用要求;第1-101部分:电气试验方法
导体直流电阻试验:
第1-102部分:电气试验方法电缆介质绝缘电阻试验;第1-103部分:电气试验方法
电缆的电容试验;
第1-104部分:电气试验方法
电缆的电容稳定性试验;
第1-105部分:电气试验方法
电缆介质的耐电压试验;
第1-106部分:电气试验方法
电缆护套的耐电压试验;
第1-107部分:电气试验方法
电缆颜噪电荷电平(机械感应噪音)试验:第1-108部分:电气试验方法
第1-110部分:电气试验方法
第1-111部分:电气试验方法
第1-112部分:电气试验方法
第1-113部分:电气试验方法
特性阻抗、相位延迟、群延迟、电长度和传播速度试验;连续性;
相位常数的稳定性试验;
回波损耗(阻抗一致性)试验;衰减常数试验;
第1-114部分:电气试验方法
电感;
第1-115部分:电气试验方法
第1-116部分:电气试验方法
第1-119部分:电气试验方法
阻抗均勾性(脉冲/阶跃函数回波损耗)试验;TDR法测量特性阻抗;
射频额定功率;
同轴电缆间串音试验;
-第1-122部分:电气试验方法
本部分为GB/T17737的第1-112部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本部分使用翻译法等同采用IEC61196-1-112:2006《同轴通信电缆第1-112部分:电气试验方法
回波损耗(阻抗一致性)试验》与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:GB/T17737.1—2013《同轴通信电缆第1部分:总规范总则、定义和要求》(IEC61196-1:2005.IDT)。
本部分做了下列编辑性修改:
为便于使用,对公式给予编号。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。本部分由全国电子设备用高频电缆及连接器标准化技术委员会(SAC/TC190)归口。本部分起草单位:中国电子科技集团公司第二十三研究所。本部分主要起草人:殷海成、方旭、田欣。1
iiKAoNiKAca
1范围
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006同轴通信电缆
第1-112部分:电气试验方法
回波损耗(阻抗一致性)试验
GB/T17737的本部分适用于同轴通信电缆。它规定了确定回波损耗(阻抗一致性)的试验方法2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC61196-1同轴通信电缆第1部分:总规范总则、定义和要求(Coaxialcommunicationca-bles-Part l:Generic Specification-General.definitions and requirements)3术语和定义
IEC61196-1界定的术语和定义适用于本文件。4原理
回波损耗用于定量确定同轴电缆反射信号的量的大小。回波损耗是综合了由于下列两方面因素造成的反射效应:偏离被试电缆的标称阻抗(例如50Q或752)和结构效应。当首要关注系统性能时,应规定回波损耗。
当相对于基准阻抗进行网络分析仪和S参数单元的校准时,其回波损耗为:RL=-20lglSu1
Su=VP,
式中:
反射功率;
输人功率。
当规定了阻抗时,其回波损耗由下式给出:ZT-ZR
RL=—20lg1
式中:
回波损耗,单位为分贝(dB);+++..
+++++++++*(2)
·(3)
测得的复数阻抗,是通过将电缆远端端接基准阻抗ZR时测得的,单位为欧姆(2);基准阻抗(50Q2、75Q或其他适用的阻抗),单位为欧姆(2)。1
iiiKAoNhikAca
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:20065试验方法
5.1试验设备
能进行Sn/S12测量的矢量网络分析仪和带有校准标准件(开路、短路、负载)的标准套件。5.2试样制备
为了能直接与网络分析仪和/或端接负载相连,被测试样的两端装接具有反射小的精密试验连接器。
5.3试验设备的误差校准原理
失量网络分析仪的手册提供了详细的误差校准程序。回波损耗测量与定向电桥或定向耦合器的方向性(E),频率响应轨迹(E)和源匹配(E)密切相关。这三种误差与实际数据(S11a)和测量数据(S11m)有关,见下式:Sa·ER
Sum=Ep+I-Es·Sn.
如果已知3种误差,就能获得被测器件校准后的回波损耗。通过用3种已知特性的独立标准件进行系统测量,可得到这些误差。这些标准件是校准负载、开路和短路终端。测量校准负载(S1a=0)其结果为:Simlond=Er
测量短路终端(S11m=-1)其结果为:ER
Sulshorn =ED+I+E
(5)
(6)
开路给出了第三种独立条件。开路连接器有寄生电容,所以要采用专门设计的具有已知相位中。的开路终端,其结果为:
1Zdo·ER
Supen =Ep+i-E.1Zpo
.(7)
从上述3个公式可计算出3种误差(在理想的系统中,Ep一0、Es一0和ER1)。最后可计算出回波损耗。
为了测量,在被试电缆连接面处应进行误差校准。所有使用的转接器和阻抗匹配线路应包括在误差校准程序中。
5.4测量点数
矢量网络分析仪是在不连续的频率点进行测量。为了获得对于回波损耗的窄带峰值的正确测量,两个相邻测量频率点之间的频率间隔不应太大。反射峰值的带宽取决于电缆衰减,衰减越大带宽越大。因此两测量点之间的频率间隔也越大。射频电缆的衰减与频率有关,随频率增加而增加。因此,两测量点之间的最大允许频率间隔也随测量频率的增加而增加。
任何两测量点之间的频率间隔△应为:300:.α(f).10--1
Af≤1.4.
868.6.元
式中:
两测量点之间最大允许频率间隔,单位为兆赫兹(MHz);.(8)
HiiKAoNiKAca
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006α(f)—测量频率时的电缆衰减(常数),单位为分贝每百米(dB/100m);—相对速度;
Aαr.f一一由于频率间隔引起最大允许误差,单位为分贝(dB);1.4一考虑理论和实际试验之间的差别的系数。如果没有另外规定,由频率间隔所引起的最大允许误差△αr.≤1dB。注1:附录A介绍了射频电缆回波损耗测量的频率间隔的要求。5.5被试电缆的长度
由反射峰值谐振频率小的频偏所引起的回波损耗变化与电缆长度无关,然而最大峰值是与电缆长度有关的。随着电缆长度的减小,回波损耗将增加。其变化由△αt,描述:Aαrl=α(L2)—αL)=20lg
式中:
被试电缆长度,单位为米(m);一测量频率的电缆衰减(常数),单位为奈培每米(Np/m);α(L)——规定电缆长度L时的回波损耗。被试电缆的长度应写人试验报告。5.6程序
5.6.1通则
被试电缆的回波损耗(Su或S2)应用矢量网络分析仪(VNA)在规定频率范围进行测量。应满足5.4规定的频率间隔的要求。可有几种方法,其中部分方法如下:单一频带法:在整个频段内,任意两个测量点的频率间隔固定。.(9)
子区间法:被测频段分成几个子区间,每一个子区间中的频率间隔固定,但一个子区间和另个子区间的频率间隔是不同的。一连续变化频率间隔法:两个测量点的频率间隔是连续变化的,它是被测频率点的电缆衰减的函数。
允许使用能满足5.4要求的频率间隔要求的其他方法,由用户决定选择认为合适的方法。5.6.2单一频带法
某些矢量网络分析仪(VNA)可在无限数的频率点下测量。此时,可在下列测量点数下进行一次扫描测量。
式中:
fmx-fm +1
对整个规定频率区间的单一扫描所必需的最小频率点数:用min计算的两测量点间的最大允许频率间隔,单位为兆赫兹(MHz);要测得的频率间隔的最低频率,单位为兆赫兹(MHz);要测得的频率间隔的最高频率,单位为兆赫兹(MHz)。5.6.3子区间法
.(10)
对于有限点数的矢量网络分析仪,要测的频率区间可分成子区间,子区间的频带宽可由下式计算:fmax-fmin≤(NOP-1)·Af
(11)
iiiKAoNiKAca
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006式中:
失量网络分析仪所充许的频率点数:用fmin计算的两测量点间的最大允许频率间隔,单位为兆赫兹(MHz);要测得的子区间间隔的最低频率,单位为兆赫兹(MHz);要测得的子区间间隔的最高频率,单位为兆赫兹(MHz)。5.6.4连续变化频率间隔法
可用单一频率测量代替扫频测量。两测量点间的间隔从一个测量频率到另一个测量频率是连续变化且作为电缆衰减的函数。两连续测量频率间的最大充许频率间隔按5.4计算。试验报告
试验报告应给出以下内容:
温度,单位为摄氏度(℃);
被测试样长度,单位为米(m);一由于频率间隔的影响造成的最大误差,单位为分贝(dB);网络分析仪的设置,如扫描时间,中频带宽,平均因子;对每一规定频带,试验报告应记录回波损耗最差值和相应的频率。7要求
上述数据不应超过有关分规范或详细规范的要求4
HiiKAoNiKAca
A.1概述
GB/T17737.112—2018/1EC61196-1-112:2006附录A
(规范性附录)
对射频电缆回波损耗测量的频率间隔的要求目前用失量网络分析仪(VNA)测量同轴电缆与频率相关的特性,是在不连续的频率下测量的。为了正确测量回波损耗的窄带峰值点,在两相邻测量频率间的频率间隔应不太大。IEC61196-1:1995所要求的测量点数取决于频率间隔和试样长度:n
式中:
频率,单位为兆赫兹(MHz);
1试样长度,单位为米(m);
相对速度
该等式的结果处在高点数范围,例如:5f2-
(150-0)
5MHz~3GHz的频率范围(通常用于CATV电缆);实心PE介质(最差情况);
一电缆长度100m。
...(A.1)
计算结果应为15140个测量点。通常CATV电缆的回波损耗在1000m生产长度上测量,其导致测量点高出该值的10倍。鉴于用于上限为12GHz或20GHz频率范围的同轴电缆(例如半硬或RG电缆)长度为100m时,结果至少需36000个测量点数。然而标准的失量网络分析仪每次频率扫描仅提供1601点。虽然原则上通过软件可以提供无限测量点的解决方案,但更感兴趣的是需要多少个点才能得到正确的结果。
本附录研究了回波损耗测量中谐振带宽。带宽随电缆衰减的增加而增加,即随频率而增加。由于随谐振带宽的增加,频率间隔也会增加,因此测量点数将减少。这表明谐振峰值的带宽与电缆长度无关。
K.Erdel已进行了研究。他用不连续分布的并联电容(仅适用于某些反射状况)模拟反射。但事实上连续分布的反射也存在。
A.2理论基础
A.2.1概述
回波损耗曲线的临界点是带有峰点的曲线。那些谐振峰点值是由特性阻抗周期变化所引起,且可能处在很窄的频带范围,
同样对具有特性阻抗集中偏差(如电缆两端)的均勾电缆需十分小心。在这种情况下,回波损耗的频率响应是带有高重复率的周期性变化。其典型代表是长距离低衰减电缆。但通常由电缆失配所引起的反射与由沿电缆长度的结构变化所引起的反射相比要小得多。A.2.2回波损耗模型
A.2.2.1概述
下列图解模型(图A.1)说明由反射造成特性阻抗的非一致性。每一单个反射传播到电缆始端的反5
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112.2006射波总和导致了电缆输入端的反射系数。,-1,Z,-1,Ya—1
la,Zn,3h
图A.1反射模型
A.2.2.2考虑到多次反射的解下载标准就来标准下载网
1+1.Z+1,y+1
电磁波从阻抗为Z,的传输线n传输到阻抗为Z+i的传输线n十1时发生反射,其反射系数为+1。由于反射,反射点后的波的改变用系数(1r,+1)表示。考虑到多次反射,波传播影响用几何级数表示。使用下列公式可得到反方向波(反射波的总和):B
下式可得到正向波:
(1r..-1*)rwo+1e-2Yn
1-rw.w-ir.w.+e-2 l.
Zh+1—Z.
1-rw.u-)(1+rn.n+1)e-Yilh
1-r..-ir..+e 2Yal
.(A.4)
这些等式能直接适用于计算具有特性阻抗集中偏差(如在电缆两端)的均匀电缆的正、反方向传播的波。
A.2.2.3近似解
上述提供的等式并不适用于沿电缆长度反射连续分布的反射。然而在小的局部反射时,多次反射可忽略。在这种情况下,沿电缆长度分布的反射就能积分,即在电缆输人端产生的反射系数可由下式得到:
Z(+)-z()Z'()
r(α)=lim
0Z(+A)+Z()2Z()
对于电缆输人端的波应考虑波的传播效应。电缆输入端的反射系数如下所述:r (α)=r(α)e-2x
对忽略多次反射条件下产生的反射系数可由下式得到:z'(α)
e-2xdx
假设沿电缆长度局部特性阻抗为正弦变化,任何其他周期变化可用正弦函数的和(傅立叶)来描述。()z[+()][+82i(
..(A.9)
式中:
平均特性阻抗;
阻抗变化的几何波长。
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112:2006z'(r)
8z2元
r(x)=9
对于电缆输入端产生的反射系数为:822元
.(A.10)
..(A.11)
电缆的长度总是远大于阻抗变化的几何波长:L>>入。因此,L/入。可认为是一个整数。82
元/入2
括号内的因数表示反射系数与长度的关系。当电缆无限长时,反射系数达最大值。如果谐振,则:
当<<,可得:
1例如α2+
在此情况下,反射系数仅有其绝对最大值。实践中常观察到谐波反射峰值。这种情况下,阻抗变化是非正弦波。但任何其他周期函数可按傅立叶变换分离成几个正弦分量。它们中的每一个产生一个谐振峰点。
采用波长(入。2元/β)的方法来替代相位常数β的方法,则更为方便。那么,在谐振时可得:2入z
反射系数与回波损耗的关系由下式给出:201gr
谐振时,可得到最小回波损耗:at.min
~2A2
20lg(1
如果频率与谐振频率略有偏离,则回波损耗相应变化为△αf。e
假设由于小的频率偏差而α和β没有明显变化,且α^z<<1,则fres(士和1
Aαr.f=ar—armin=20lg
e-2rL)
az+(1+8t)
...(A.19)
.(A.21)
.A.22)
GB/T17737.112—2018/IEC61196-1-112.2006Aα t ~ 20lg 2a2
Aαr.r201g
(1-)+28
Aar.r20lg4
2αA22
f-fres
式中:
+48-101g(1+()
测量频率时的电缆衰减(常数),单位奈培每米(Np/m);Aa r.f
谐振频率时的回波损耗与其最大值的偏差;与谐振频率的相对频率偏差;
周期性的阻抗变化对应的几何波长[见式(A.17);测量频率,单位为赫兹(Hz);
由于周期性的阻抗变化对应的谐振频率。要注意20,是对应谐振峰点差△αr.r时的带宽(图A.2)。谐振频率
测量频率
Sr·fres
图A.2谐振峰值点
(A.23)
..·(A.25
.(A.26)
我们知道,与谐振频率仅有小的频率偏差时,回波损耗的变化与电缆的长度无关。但谐振峰的最大值与电缆长度有关。随着试验长度的减少,回波损耗会增加。其变化由△αr.L描述:Aa.=αr(L)—αr(L)=20l
式中:
衰减(常数),单位为奈培每米(Np/m)。8
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