屏蔽传输线英文解释翻译、屏蔽传输线的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 shielded transmission line; strip transmission line
分词翻译:
屏的英语翻译:
screen
【医】 screen; shield
蔽的英语翻译:
my; ragged; shabby
传输线的英语翻译:
transmission line
【计】 transmission line
【化】 transmission line (TL)
专业解析
屏蔽传输线(Shielded Transmission Line)是一种特殊设计的用于传输电磁能量(通常为高频信号)的导波结构,其核心特征在于利用导电屏蔽层包裹内部导体(或导体对),以有效抑制电磁干扰(EMI)的辐射和接收。
从汉英词典角度解析其详细含义:
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核心功能与目的 (Core Function & Purpose)
- 抑制电磁干扰 (Suppress Electromagnetic Interference - EMI): 这是屏蔽传输线最主要的设计目标。外部的金属屏蔽层(通常是编织网或金属箔)形成一个法拉第笼(Faraday Cage),将内部导体产生的电磁场限制在屏蔽层内部,阻止其向外辐射干扰其他设备(辐射发射 - Radiated Emissions)。同时,屏蔽层也能阻挡外部电磁场进入传输线内部,防止其干扰传输的信号(辐射抗扰度 - Radiated Immunity)。
- 降低信号串扰 (Reduce Signal Crosstalk): 在多导体环境中(如多芯电缆),屏蔽层可以有效隔离相邻导体之间的电场和磁场耦合,显著降低信号间的串扰(Crosstalk)。
- 提供稳定的参考电位 (Provide Stable Reference Potential): 屏蔽层通常连接到系统的参考地(Ground),为内部传输的信号提供一个稳定、低噪声的参考电位,有助于保持信号完整性(Signal Integrity)。
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结构与组成 (Structure & Composition)
- 内部导体 (Inner Conductor): 负责传输信号的中心导线,可以是单根实心线、绞合线或同轴结构的内导体。
- 绝缘介质 (Dielectric Insulator): 填充在内部导体和屏蔽层之间的绝缘材料(如聚乙烯PE、聚四氟乙烯PTFE、发泡材料等),用于支撑导体并保持其几何结构,其介电常数(εᵣ)和损耗角正切(tanδ)直接影响传输线的特性阻抗(Characteristic Impedance)和信号衰减(Attenuation)。
- 屏蔽层 (Shielding Layer): 包裹在绝缘介质外部的导电层,是实现屏蔽功能的关键部件。常见形式有:
- 编织屏蔽 (Braided Shield): 由细金属丝编织而成,柔韧性好,覆盖率高(通常在70%-95%),提供良好的高频屏蔽效能和机械强度。
- 箔屏蔽 (Foil Shield): 由薄金属箔(通常是铝)贴合在绝缘层外,通常覆盖率为100%,提供优异的低频屏蔽效能,但柔韧性和耐弯曲性相对较差。
- 组合屏蔽 (Combination Shield): 结合箔屏蔽和编织屏蔽(如铝箔+编织铜网),兼具两者的优点,提供宽频带的高屏蔽效能。
- 外护套 (Outer Jacket): 最外层的绝缘保护层(如PVC、聚氨酯PUR),用于保护内部结构免受机械损伤、环境影响(如潮湿、化学腐蚀、磨损)。
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关键特性参数 (Key Characteristic Parameters)
- 特性阻抗 (Characteristic Impedance - Z₀): 传输线最重要的参数之一,由内部导体的几何尺寸、绝缘介质的介电常数以及屏蔽层的结构共同决定(通常为50Ω、75Ω或100Ω等标准值)。匹配的阻抗对于最小化信号反射至关重要。其计算公式可近似为(对于同轴结构):
$Z₀ = frac{60}{sqrt{epsilon_r}} ln(frac{D}{d})$
其中,$εᵣ$是绝缘介质的相对介电常数,$D$是屏蔽层内径,$d$是内部导体直径。
- 衰减 (Attenuation): 信号在传输过程中因导体电阻损耗($I²R$损耗,随频率升高因趋肤效应Skin Effect加剧)和介质损耗(与介质的$tanδ$和频率相关)而减弱的程度,单位为dB/单位长度。
- 屏蔽效能 (Shielding Effectiveness - SE): 衡量屏蔽层阻挡电磁场能力的指标,单位为分贝(dB)。计算公式为:
$SE{dB} = 10 log{10}(frac{P_i}{P_t})$
其中,$P_i$是入射到屏蔽层上的功率,$P_t$是穿透屏蔽层的功率。SE值越高,屏蔽效果越好。
- 截止频率 (Cut-off Frequency): 对于特定类型的屏蔽传输线(如波导),存在一个最低工作频率(截止频率),低于此频率信号无法有效传输。
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典型应用场景 (Typical Applications)
- 高频/射频信号传输 (High-Frequency/RF Signal Transmission): 如天线馈线、射频设备互连线、测试设备连接线(如网分仪电缆)。
- 敏感信号传输 (Sensitive Signal Transmission): 如低电平模拟信号(传感器信号、音频信号)、高速数字信号(USB, HDMI, Ethernet Cat6a/7/8等)、医疗设备信号。
- 电磁环境恶劣的场合 (Harsh Electromagnetic Environments): 如工业自动化控制、汽车电子、航空航天电子设备,需要抵抗强电磁干扰。
- 需要高保密性或低辐射的场景 (High Security or Low Emission Requirements): 防止信号被窃听或满足严格的电磁兼容(EMC)法规要求(如FCC, CE认证)。
引用参考来源:
- Microwaves101 (权威微波工程知识库) - "Transmission Lines" & "Shielding" 章节提供了传输线基础理论和屏蔽原理的详细解释。https://www.microwaves101.com/encyclopedias (注:此为网站主域名,具体页面路径需根据其内容结构,但该网站是公认的权威来源)
- IEEE Xplore Digital Library (电气电子工程师学会文献库) - 包含大量关于屏蔽传输线设计、建模、测量和应用的学术论文和技术标准。例如,可搜索关键词 "Shielded Transmission Line", "Cable Shielding Effectiveness"。 (注:IEEE是电子电气领域最权威的国际专业组织,其文献具有极高可信度)
- Pozar, David M. Microwave Engineering. 4th ed., Wiley, 2011. - 经典微波工程教材,详细阐述了传输线理论(包括同轴线等屏蔽结构)和电磁屏蔽基础。
- Paul, Clayton R. Introduction to Electromagnetic Compatibility. 2nd ed., Wiley, 2006. - 电磁兼容经典教材,深入讲解了电缆屏蔽的原理、屏蔽效能计算和测量方法。
- 电子工程领域知名制造商技术白皮书 (如 TE Connectivity, Molex, Gore, Huber+Suhner) - 这些公司通常会发布关于其屏蔽电缆产品(如同轴电缆、双绞屏蔽线缆STP)的技术文档和应用指南,包含实用的设计和选型信息。 (注:具体链接需指向特定产品的技术文档页面,此处指此类文档是重要参考来源)
网络扩展解释
屏蔽传输线是一种通过特殊结构设计来抑制电磁干扰的导线,其核心原理是通过金属屏蔽层包裹信号线,阻断外部干扰并减少信号损耗。以下是详细解析:
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定义与结构
屏蔽传输线由内部导体和外部屏蔽层构成。屏蔽层通常采用铜网、铝箔或导电布等导电材料编织而成,将信号线完全包裹。屏蔽层需接地,可将外界电磁干扰导入大地。
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作用原理
- 趋肤效应:高频电流集中在导体表面,屏蔽层通过接地形成低阻抗路径,将干扰电流导向大地。
- 双重防护:既阻挡外部电磁场干扰信号传输(被动屏蔽),又防止内部信号向外辐射干扰其他设备(主动屏蔽)。
- 平衡原理:结合双绞线的电磁平衡特性,进一步抵消共模干扰。
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关键特性
- 屏蔽效能主要依赖接地质量,单点接地优于多点接地(避免电位差引入新干扰)。
- 电磁兼容性(EMC)优于非屏蔽线,适用于敏感电子环境。
- 可降低传输损耗达30-50%,尤其适合高频信号传输。
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典型应用场景
- 医疗设备(如MRI、心电监护仪)
- 工业自动化控制系统
- 高速网络布线(Cat6A及以上标准)
- 航空航天电子系统
- 汽车CAN总线通信
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使用注意事项
- 施工时需保持屏蔽层完整性,破损会导致屏蔽失效
- 接地电阻应小于1Ω,接地线长度不超过波长1/20
- 与非屏蔽线混合布线时需保持30cm以上间距
需要更详细的参数(如屏蔽效能dB值)或具体场景选型建议,可参考IEEE 802.3或IEC 61156标准文档。
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