目前等同采用IEC 61196-1(1995)的國家標準GB/T 17737.1-2000 標準中，關于屏蔽效率（SCREENING EFFECTIVENESS）有以下幾種方法：表面轉移阻抗——注入線法（頻域，幾千赫茲至3 千兆赫茲）、表面轉移阻抗——三同軸法（100MHz 以下）、容性耦合導納—— 電容法（約1000Hz 頻率）、屏蔽衰減——吸收鉗法（30～2500MHz）以及屏蔽衰減—測量 達到和超過3GHz 的屏蔽衰減as 的試驗方法等。
我們通過對三同軸測試系統測量對稱電纜的研究，設計并組建了三同軸測試系統。同時對SPT、FPT、SFPT 結構的五類、六類等屏蔽對稱電纜進行了測試和分析，總結出了一 些影響對稱電纜耦合損耗性能的因素。
一、 測試原理
差分模式下的平衡電纜會輻射一部分輸入功率，大小取決于電纜均勻性。對于非屏蔽平衡電纜（UTP）來說這種輻射就是不平衡衰減au。對帶屏蔽平衡電纜（STP）來說，這些自 線對的干擾功率被外屏蔽附加衰減，這種不對稱使屏蔽產生電流，并且通過轉移阻抗和容性 耦合阻抗耦合到外電路中。所以通常帶屏蔽平衡電纜（STP）的抗電磁干擾效率是由線對不 平衡衰減au 和屏蔽層的屏蔽衰減as相加而成的。
測試裝置是由被測電纜和金屬管組成的三同軸系統，由信號發生器激勵的匹配被測電纜 的內電路或主電路會產生干擾信號，外電路或二次電路的干擾是由被測電纜的外導體(多層屏蔽電纜的最外層)和中心軸放置被測電纜的金屬管引起的，測試裝置原理圖見圖1。二次電路遠端的峰值電壓需要測量，而二次回路近端是短路的，因此測試中接收機的匹配不是必須的。如果接收機的阻抗要比二次回路特性阻抗小，遠端的峰值電壓與接收機的輸入阻抗無關。但是，為了減小失配，對不同外徑的電纜可以選用不同直徑范圍的銅管。
圖1 測試裝置原理圖
二、 測量裝置的設計
根據測試原理，我們設計并加工了實際的測量裝置。設計過程中，我們重點關注以下幾個方面因數。
a. 電纜盡可能至于金屬管中心位置以獲取均勻的電磁波傳播。
b. 為了減小失配，對不同外徑的電纜選用不同直徑范圍的四氟介質管。
c. 放置轉換器和端接負載的屏蔽箱應具有良好的屏蔽效果。
d. 試樣的屏蔽外導體與三同軸系統的外銅管的連接既方便又可靠。
具體的耦合損耗測量系統總裝配圖見圖2。
圖2 耦合損耗測量系統總裝配圖
以上測試系統特點：
1.整個系統從“始端”到“末端”全由金屬屏蔽罩和外銅管包裹，這樣外界干擾信號無法介入，測試環境比較穩定，不確定因素影響小。
2.外銅管的長度選用了6 米（在三同軸法里約為1米），這樣更接近與被測電纜在低頻段時的波長，使測得的耦合損耗值更準確合理。
三、測量系統的連接
根據耦合損耗測量方法（三同軸法），測量系統中的外銅管由3根2m 長的圓銅管連接而成，外銅管內選用相應尺寸的由聚四氟墊片支撐于中央的聚四氟長管，被測電纜穿過聚四氟長管并處在外銅管的中心處。連接信號發生器（或網絡分析儀）輸出端口的被測電纜的一端稱為三同軸系統的始端，始端是短路的，而在外銅管近末端處稱為三同軸系統的末端，見圖1。
信號發生器（或網絡分析儀）的輸出通過轉換器BALUN（50Ω 同軸轉100Ω對稱）把信號饋入到被測對稱電纜始端的其中一對芯線，其余各對的芯線分別通過阻值為50Ω的電阻接地。被測對稱電纜的末端的所有線芯通過阻值為50Ω 的電阻接地，見圖3被測電纜端接圖。
圖3 被測電纜端接圖
轉換器BALUN放置于金屬屏蔽箱內加以屏蔽，始端的被測對稱電纜外導體（即屏蔽 層）由銅夾板與外銅管始端短路端以及放BALUN的金屬屏蔽箱夾緊。在外銅管近末端處，用接受機（或網絡分析儀）的信號輸入端連接三同軸系統末端處的被測電纜外導體與外銅管，測量外回路的干擾功率。
剩余被測電纜放置于屏蔽的金屬箱內，外銅管和被測對稱電纜的末端之間放置一個吸收衰減器（吸收衰減≥10dB）,該吸收衰減器盡量靠近外銅管的接收端以吸收反向傳輸波的干擾。末端金屬屏蔽箱和被測纜外導體應緊密連接并接地。
實際的耦合損耗測量系統見圖4。
圖4 耦合損耗實際測量系統
四、對稱電纜耦合損耗的測量
在完成耦合損耗測量系統的設計、安裝、調試和對比試驗后，我們對SFTP（屏蔽結構： 銅絲編織加鋁塑薄膜）、FTP（屏蔽結構：鋁塑薄膜）、STP（屏蔽結構：銅絲編織）等五類、 超五類和六類等電纜樣品進行了測試。
根據耦合損耗測量方法（三同軸法）的結果表達，耦合衰減ac的計算必須以Zs= 150Ω為歸一化阻值。即：
（1）
其中：am,mim為以測量值的最小包絡曲線的衰減記錄；az 為不能由其他方法（如校準）消除的，最終插入的適配器的附加衰減，現采用NORTH HILLS公司的BALEN，其測試頻率 范圍為10～600MHz，全頻段的插入損耗az 約為2.8dB左右；Z1為被測電纜主電路特性阻抗，此處為100Ω。全部代入上式得：
（2）
為了方便，暫以ac =am,min簡化，這樣可用網絡分析儀的測量曲線作為耦合損耗的測量結果，精確測量計算時再以公式（2）代之。一個典型的SFTP 屏蔽結構對稱電纜測試結果見表1。
表1 SFTP 屏蔽結構對稱電纜測試結果
由上表可見，SFTP 屏蔽結構對稱電纜的耦合損耗最小值最差為65dB左右，最大為85dB左右。綜合平均水平在80～90dB 間。圖5為其測試典型波形。
圖5 SFTP 屏蔽結構對稱電纜的耦合損耗
五、測試關鍵
通過上述的對比試驗以及數據分析，為了能更準確地檢測對稱電纜的屏蔽性能，還應當注意以下幾點：
1. 網絡分析儀或頻譜分析儀的測試動態范圍應足夠大，以避免儀器引起的嘲聲電平干擾。
2. 被測電纜始末端的金屬屏蔽盒應密封嚴緊，金屬屏蔽罩與外銅管間亦應連接緊密。
3. 被測電纜始端的屏蔽層應與外銅管接觸良好，必要時用專用夾具緊固避免產生縫隙，而末端的電纜屏蔽層亦應與金屬屏蔽罩接觸良好且緊固。
4. 被測電纜始末端的各組對絞線均應通過 50Ω 電阻接地，其中的連接部位最好采用焊接工藝或制成電路模塊，負載電阻最好采用射頻SMD（表面貼裝器件）電阻，以改善其高頻性能。
5. 測試儀器信號輸出端口的轉換裝置或阻抗轉換器等應保證接觸良好，儀器的信號接 收端口亦應與外銅管末端引出口緊密連接。
6. 阻抗轉換器（BALEN）的插入損耗NORTH HILLS公司的BALEN，其測試頻率范圍分別是0～300MHz，全頻段的插入損 耗最大約為2.8dB 左右。精確測量時，應根據IEC TECHNICAL COMMITTEE No.46 文獻中規定耦合損耗測試的最終結果應當扣除阻抗轉換器的插入損耗az，并考慮到采用歸一化阻 值Zs= 150Ω。
本文作者：朱榮華 葉菁蓁 李謙若 信息產業部信息傳輸線質量監督檢驗中心
參考文獻：
1. Coupling attenuation,trixial method. IEC Technical committee No.46,Working group 5, Screening effectiveness.
2. Coupling attenuation – Injection clamp method. IEC Committee Draft.
3. IEC 61196-1 1995 Radio-frequency cables part 1 :Generic specification General, definitions, requirements and test methods-Screening Attenuation,Absorb Clamp method
4. E.F.Vance(U.S.A.) Coupling to shielded cables.
5. 耦合損耗測量方法（三同軸法）
粵公網安備 44030902003195號