理想同轴电缆的电磁场特性

同轴电缆属于二导体传输线，传输的是横电磁波，电磁波沿同轴对传输时，由于内导体和外导体轴心重合，内、外导体电磁场相互作用，使得同轴对外面的电磁场等于零。

如图4-16所示为同轴电缆的电磁场，图中H^a_φ和H^b_φ分别表示内导体a和外导体b中的电流产生的磁场强度，r表示离开导体中心的距离，I表示导体中流过的电流。

根据安培环路定律可以得出，在内导体a的内部磁场强度H^a_φ随半径逐渐增加，而在内导体a的外部则按的规律减小。

根据电磁学原理，在空心圆柱的内部是没有磁场的。在外导体b的内部（壁厚之内）的磁场也是随半径的增加而逐渐增加，而在空心圆柱体的外部则和实心导体时一样为。

由于半径r的值对内导体和外导体都是一样的，都从轴心算起，内、外导体上的电流大小相等，方向相反，因此在同轴对外部空间任意一点上，内导体和外导体的磁场H^a_φ和H^b_φ在数值上相等，方向相反，也就是说在电缆外部的合成磁场等于零。

图4-16 同轴电缆的电磁场

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也就是说，在同轴线的内部，其磁力线按同心圆形式分布，而在它的外部不存在磁场。

图4-17 对称电缆与同轴电缆的电磁场

a）对称电缆 b）同轴电缆

同轴线的电场在内、外导体之间沿径向分布，即它的电力线闭合于正、负电荷之间呈辐射状，在同轴线的外部也不存在电场。所以同轴线所传输的能量全部集中在它的内、外导体间的空间内。同轴回路和对称回路相比较，其电磁场的分布有很大差别，对称电缆与同轴电缆的电磁场如图4-17所示。

对称回路电磁场的电力线和磁力线可以作用到离电缆很远处，从而造成对邻近回路的干扰；同时在相邻的回路铅套、铠装等金属材料中产生涡流，这样部分能量将转化为热而消耗。另一方面，邻近的干扰源，其电磁场也同样会在该回路上产生感应电流，因此对称回路受干扰的影响较大。

由于同轴回路没有外部电磁场，就不会在临近回路造成附加的损耗，对其他回路的干扰也小，同时同轴回路本身有自我屏蔽作用，因而防干扰性能好。