同轴电缆是一种传输线,用来杰出地引导电磁波，其一般是由四层资料构成：有两个处于同心结构的导体，两导体之间由电介质(绝缘资料)离隔;然后最外层一般包有绝缘资料作为保护性外皮。

　　同轴电缆能以低损耗的方法传输模拟信号和数字信号，适用于各种运用，其间常见的有电视广播系统、长途电话传输系统、计算机系统之间的短距离跳线以及局域网互联等等。同轴电缆作为将电视信号传达到千家万户的一种手法发展迅速，这便是有线电视网络。一个有线电视系统能够负载几十个乃至上百个电视频道，其传达规模能够达几十千米。

　　同轴电缆的创造

　　具有同轴结构的电缆在1858年完结铺设的首条跨大西洋电报电缆项目里就得到了运用，经过「PCB规划一板即成功专栏」的「信号完整性的前史(黑魔法开端呈现)」章节能够了解到其时电缆铺设的情形。

　　但其时电与磁的相关理论还没有构成一致，直到1860年麦克斯韦才去到伦敦国王学院执教，尽管麦克斯韦对法拉第敬慕良久，但直到此刻麦克斯韦才得以与法拉第第一次碰头，1864年麦克斯韦的的论文《电磁场的动力学理论》才正式对外宣布。

　　其时用于跨大西洋电报项目电缆的规划理念是引导电流而不是引导电磁波，成果，首条跨大西洋电报电缆项目电缆仅运行了三个星期便宣告失利了。

　　直到1880年，英国物理学家、工程师和数学家奥利弗·亥维赛(Oliver 
Heaviside)才对同轴电缆的理论进行了描绘，申请了同轴电缆专利(British patent No. 1,407)。

　　亥维赛规划的同轴电缆外导体由铜管构成，内导体是一根同心的铜导线，两导体间以盘状绝缘子进行阻隔，其主要的电介质是空气，使沿着它传达的信号具有低损耗特性。

　　亥维赛创造的同轴电缆老wu没有找到什物相片，依据专利描绘，找了一张现代的同轴电缆图，结构应该差不多，当然，现在的资料和工艺肯定是要更好的，我们凑合着看吧 
😜。

　　亥维赛创造的同轴电缆因为外导体由铜管构成，归于刚性同轴传输线，不是很便利进行折弯，不利于工程施行。

　　为了战胜亥维赛同轴电缆规划中的限制，贝尔实验室的Lloyd Espenschied和Herman 
Affel开发了与亥维赛规划的同轴电缆具有相似结构的宽带同轴电缆，以支撑美国不断发展的电话职业，并为有线电视的创造铺平了路途。其与亥维赛规划的同轴电缆有一个纤细的不同，它是半刚性的，能够更简单地环绕，电缆能够卷绕在一个大直径的滚筒上，以便在海上进行铺设作业。

　　尔后，同轴电缆技能在资料和功能方面获得了长足的前进，为射频/微波/毫米波互连问题供给了广泛的解决方案。

　　同轴电缆的特性阻抗

　　同轴电缆的特性阻抗由电缆的结构和资料所决议，由外导体的内径与内导体的外径之比以及电介质的相对介电常数决议，如下边公式所示:

　　假如同轴电缆的外径是稳定的(也即外导体的内径是稳定的)，内导体的直径变大，则特性阻抗会变低，内导体的直径变小，则特性阻抗会变高。别的，特性阻抗与相对介电常数的平方根成反比，所以相对介电常数越高，则特性阻抗就越低。因而，理论上同轴电缆的特征阻抗能够依据结构和资料的自由组合而有恣意的数值。

　　但为什么常用的同轴电缆的特性阻抗只要75Ω和50Ω两种标准呢?

　　在实践的运用中，很难制作极薄的内导体和极薄的电介质，所以同轴电缆的特性阻抗值规模就限定在几欧姆到几百欧姆之间改动。但是，实践运用的同轴电缆的特征阻抗简直总是50Ω或75Ω。

　　特性阻抗是50Ω或75Ω，这是有原因的

　　当高频信号在同轴电缆上传输时，或多或少都会有所衰减(损耗)。除了因为阻抗不匹配而发生的反射外，还有因为内导体和外导体的电阻和电介质内部的损耗而发生的热量(焦耳热)。

　　因为集肤效应，电流只在导体的挨近外表很薄的一层活动，所以导体外表的电阻会影响损耗，频率越高，损耗就越大。

　　空气答应电磁波以挨近光速的速度近乎无阻止地传达，其是一种抱负的介电资料，而高分子资料则是在二十世纪初才发展起来的，所以亥维赛挑选了空气作为他创造的同轴电缆的电介质。

　　当高频信号经过同轴电缆时，其损耗是导体损耗和介质损耗之和。因为空气的介电损耗满足小，所以导体损耗成为主导。

　　因为趋肤效应的效果，导致电流只在外导体靠内很薄的区域以及内导体靠外很薄的区域活动。导体损耗与导体截面成正比。因而，内导体的外径成为损耗因数的主导。

　　假如把内导体半径加大，这能够下降电阻值，但特性阻抗也会变低，并且必须有更多的电流才干传输相同的功率，因为导体损耗与电流的平方成正比，这也会导体损耗会添加。换句话说，外导体的内径和内导体的外径之间有一个适宜的比值，它能最大极限地削减损耗。

　　简而言之，当外径与内径之比为0.2785，电介质为空气(相对介电常数≈1.000536，20℃，1大气压)时，特性阻抗约为76.65Ω。将数字四舍五入到75Ω，这便是75Ω同轴电缆的来源。

　　在同轴电缆创造的前期，因为没有适宜的适用于高频传输的低损耗的柔性电介质，所以一般都选用空气作为电介质，运用圆盘状的瓷器来固定内导体，或用丝线进行悬空以与外导体离隔。

　　而到了1933 年,坐落英国诺斯威奇的帝国化学工业(Imperial Chemical Industries ICI) 
意外地发现了能够在工业上批量生产的聚乙烯，因为发现聚乙烯在十分高频的电磁波下具有十分低的损耗特性，在第二次世界大战之前，它初次被用作同轴电缆的绝缘体。因为聚乙烯能够填充在电缆内部，因而很简单制作出轻小的电缆，并且其特性在曲折时不会有太大改动，因而很快就在市场上推行开来。

　　聚乙烯的相对介电常数约为2.26，所以当外径与内径之比为0.2785时，特性阻抗约为51.0Ω。将数字四舍五入到50Ω，这便是50Ω同轴电缆的来源。

　　尽管现在75Ω的同轴电缆也是用聚乙烯填充的，这样内导体的直径就会小于最小损耗的最优值。但是，因为很难改动现已为75Ω规划的老练的运用系统，并且50Ω和75Ω之间的损耗差异也并不是很大，这样就造成了50Ω和75Ω两种标准的同轴电缆的并存状况。