屏蔽层的相位频率特性表现为电压相位随频率升高而减小,且存在相位过零点,其位置随频率升高向近端移动。具体分析如下:
一、电压相位与频率的关系
根据公式 ,电压相位 是关于频率的反正切函数。由于分母上的电阻 与 成正比,而分子上的电感 为常数,但 的最高次项与 成正比,因此分子的最高次幂高于分母的最高次幂。这意味着,频率越高,金属屏蔽层电压相位稳态值 就越小。
二、相位过零点的存在与移动
当电缆长度 不为零时,金属屏蔽层电压值为复数,导致相位曲线中存在正相位。随着电缆距离的增加,正相位会逐渐减小至负相位,因此存在相位过零点。频率越高,相位过零点距离越近。例如:
频率为1kHz时,相位过零点距离为3212.5m;
频率为10kHz时,相位过零点距离为64.4m;
频率为100kHz时,相位过零点距离为3.2m;
频率为1MHz时,相位过零点距离为0.066m。
三、不同屏蔽层结构的频率响应差异
铜箔/铜带屏蔽:采用全封闭覆盖(如螺旋绕包或纵包),在高频段(>1MHz)屏蔽效率可达99%以上,能有效阻断电磁泄漏,电压相位随频率的变化更为稳定。
铜丝编织屏蔽:编织间隙易导致高频信号泄漏,通常适用于低频场景(<1MHz)。在双层屏蔽结构中,内层铜丝编织与外层铜箔叠加可兼顾柔性与高频性能,但相位稳定性可能受编织密度影响。
双层屏蔽设计:内层屏蔽(金属箔)抑制内部串扰,外层屏蔽(编织或铠装)阻挡外部干扰,组合后在高频段(10MHz–1GHz)屏蔽效能显著提升,电压相位随频率的变化更为平缓。
四、高频场景下的相位稳定性优化
接地策略:高频场景(>1MHz)需采用双端接地,并通过360°环焊连接屏蔽层与金属连接器,避免信号反射和驻波干扰,从而保持电压相位的稳定性。
安装要求:最小弯曲半径需≥6倍电缆直径,过度弯折会破坏屏蔽层连续性,导致高频信号衰减和电压相位波动。
材料选择:转移阻抗(ZT)越低,高频抗干扰能力越强。铜箔屏蔽电缆的ZT值普遍低于铜丝编织电缆,因此在高频场景下更能保持电压相位的稳定性。

