Aligha tudok olyat, aki még soha nem látott koaxiális kábelt. Az, hogy hogyan készül, milyen előnyei vannak, és hol használják, még sok kérdésre kell választ adni.
Tartalomjegyzék
Hogyan épül fel a koaxiális kábel
A koaxiális kábel a következőkből áll
- belső vezető (központi mag)
- dielektromos;
- külső vezető (fonat);
- A külső borítás.
Ha megnézzük a kábel keresztmetszetét, láthatjuk, hogy mindkét vezeték ugyanazon a tengelyen van. Innen ered a kábel neve: coaxial angolul koaxiális.
A jó kábel belső vezetője rézből készül. Manapság az olcsó termékek alumíniumot vagy akár rézzel bevont acélt használnak. A jó kábelek dielektrikuma polietilén, míg a nagyfrekvenciás kábeleké fluorműanyag. Az olcsó változatokban különböző habosított műanyagokat használnak.
A klasszikus fonás anyaga a réz, és a minőségi termékeket szoros szövéssel, hézagmentesen fonják. A gyengébb minőségű kábelekben rézötvözeteket, néha acélötvözeteket használnak a külső vezető készítéséhez, ritkás fonást alkalmaznak, hogy olcsóbbá tegyék, és néhány esetben fóliát használnak.
A koaxiális kábel alkalmazási területe, előnyei és hátrányai
A koaxiális kábel leggyakoribb felhasználási területe a nagyfrekvenciás áram (RF, mikrohullámú és annál magasabb) átvitele. Sok esetben a következőkre használják kapcsolat az antenna és az adó között vagy az antenna és a vevőegység között, valamint a kábeltelevíziós rendszerekben. Egy ilyen jelet kétvezetékes vonalon is lehet továbbítani - ez olcsóbb.
Egyes esetekben ez megtörténik, de egy ilyen vezetéknek van egy komoly hátránya - az elektromos mező benne egy nyitott téren halad át, és ha egy külső vezető tárgy kerül bele, az jeltorzulást - csillapítást, visszaverődést stb. - okoz. A koaxiális kábelnél azonban az elektromos mező teljesen belül van, így nem kell aggódni az áthaladó fémtárgyak miatt (vagy azok később a kábel közelében lehetnek) a fektetéskor - ezek nem befolyásolják az átviteli vezeték teljesítményét.
A koaxiális kábel hátránya a magas költség. Szintén hátrányosnak tekinthető a sérült vezeték javításának magas munkaigénye.
A múltban a koaxiális kábeleket széles körben használták a számítógépes hálózatok adatátvitelére is. Napjainkban az átviteli sebesség olyan szintre nőtt, amelyet a rádiófrekvenciás kábel nem tud elérni, így ez az alkalmazás gyorsan megszűnik.
A különbség a koaxiális kábel, a páncélozott kábel és az árnyékolt vezeték között
A koaxiális kábelt gyakran összekeverik az árnyékolt vezetékkel, sőt, még a páncélozott tápkábellel is. Bár külsőleg hasonlítanak egymáshoz ("mag-szigetelés-fém rugalmas köpeny"), céljuk és működési elvük eltérő.
A koaxiális kábel fonata egy második vezető, amely lezárja az áramkört. A terhelési áramot kell viselnie (néha még a belső és a külső oldal is különbözik). A fonatot biztonsági okokból lehet vagy nem lehet földelni - ez nem befolyásolja a fonat működését. Az is helytelen, hogy pajzsnak nevezzük - nincs globális pajzsoló funkciója.
A páncélozott kábeleknél a külső fémfonat védi a szigetelőréteget és a vezetőt a mechanikai hatásoktól. Nagyon erős, és biztonsági okokból mindig földeltnek kell lennie. Normál működés közben nem folyik át rajta áram.
Az árnyékolt kábel külső, vezető burkolattal rendelkezik, amely védi a vezetőt a külső zavaroktól. Ha a kisfrekvenciás zavarok (1 MHz-ig) elleni védelemre van szükség, az árnyékolót csak a vezető egyik oldalán földeljük. Az 1 MHz feletti interferencia esetén az árnyékolás jó antennaként szolgál, ezért több ponton (amennyire csak lehetséges) végig földelve van. Normál üzemmódban az árnyékoláson sem folyhat át áram.
A koaxiális kábel műszaki paraméterei
A kábel kiválasztásakor figyelembe veendő egyik fő paraméter az impedancia. Bár ezt a paramétert ohmban mérik, nem mérhető közönséges ohmmérővel, és nem függ a kábelszakasz hosszától.
A vezeték impedanciáját a lineáris induktivitás és a lineáris kapacitás aránya határozza meg, amely viszont a központi mag és a fonás átmérőjének arányától, valamint a dielektrikum tulajdonságaitól függ. Ezért műszerek hiányában a hullámellenállást "meg lehet mérni" egy mérőkalapáccsal - meg kell találni a d magátmérőt és a D fonásátmérőt, és az értékeket be kell helyettesíteni a képletbe.
Itt is:
- Z - Szükséges hullámimpedancia;
- Er - a dielektrikum dielektromos állandója (polietilén esetén 2,5, hab esetén 1,5).
A kábel ellenállása ésszerű méretekkel bármi lehet, de a szabványos termékek értékekkel állnak rendelkezésre:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (meglehetősen ritka változat).
Nem lehet azt mondani, hogy a 75 Ω-os kábel jobb, mint az 50 Ω-os kábel (vagy fordítva). Mindegyiket a maga helyén kell alkalmazni - az adó kimeneti hullámimpedanciája Zи, kommunikációs vonal (kábel) Z és a terhelésnek azonosnak kell lennie ZнCsak ebben az esetben lehetséges a teljesítmény átvitele a forrástól a terhelésig veszteségek és visszaverődések nélkül.
A nagy hullámimpedanciájú kábelek gyártásának bizonyos gyakorlati korlátai vannak. Egy 200 ohmos vagy annál nagyobb áramerősségű kábelnek nagyon vékony maggal vagy nagy külső vezetőátmérővel kell rendelkeznie (a nagy D/d arány érdekében). Egy ilyen terméket nehezebb használni, ezért a nagy impedanciájú utakhoz vagy kétvezetékes vezetékeket, vagy végződtető eszközöket használnak.
Egy másik fontos koaxiális paraméter csillapítás. dB/m-ben mérik. Általánosságban elmondható, hogy minél vastagabb a kábel (pontosabban minél nagyobb a központi mag átmérője), annál kisebb a jelcsillapítás minden egyes méter hosszban. Ezt a paramétert azonban az is befolyásolja, hogy milyen anyagból készül a kommunikációs vonal. Az ohmos veszteségeket a mag és a fonás anyaga határozza meg. A dielektromos veszteségek is hozzájárulnak. Ezek a veszteségek a jel frekvenciájával nőnek, és csökkentésükre speciális szigetelőanyagokat (fluoroplasztik stb.) használnak. Az olcsó kábelekben használt habosított dielektrikumok hozzájárulnak a megnövekedett csillapításhoz.
A koaxiális kábel egy másik fontos jellemzője rövidülési tényező. Erre a paraméterre ott van szükség, ahol az átvitt jel hullámhosszban kifejezett kábelhosszát kell ismerni (pl. impedancia-transzformátoroknál). A kábel elektromos hossza és fizikai hossza nem esik egybe, mivel a fény sebessége a vákuumban nagyobb, mint a kábel dielektrikumában. Polietilén dielektrikumú kábel esetén Kk=0,66, fluoroplasztikumok esetében - 0,86. Az olcsó termékeknél habszigetelővel - kiszámíthatatlan, de közelebb van a 0,9-hez. A külföldi szakirodalomban a késleltetési tényező értéke - Kretardáció=1/Кszemrehányás.
A koaxiális kábelnek más jellemzői is vannak - minimális hajlítási sugár (elsősorban a külső átmérőtől függ), a szigetelő elektromos szilárdsága stb. Ezekre is szükség van néha a koaxiális kábel kiválasztásakor.
Koaxiális kábel jelölése
A hazai termékeken szám-betű jelölés volt (ez ma is megtalálható). A kábelt RK (rádiófrekvenciás kábel) betűjelzéssel azonosították, amelyet egy számjegy követett:
- hullámimpedancia;
- Kábelvastagság mm-ben;
- katalógusszám.
Például az RK-75-4 kábel 75 Ohm hullámellenállású és 4 mm szigetelési átmérőjű termékeket jelöl.
A nemzetközi megnevezés szintén két betűvel kezdődik:
- RG - rádiófrekvenciás kábel;
- DG a digitális hálózatok számára;
- SAT, DJ - a műholdas hálózatokhoz (nagyfrekvenciás kábel).
Ezután egy szám következik, amely semmilyen műszaki információt nem tartalmaz (megfejtéséhez a kábel adatlapját kell megnézni). A későbbiekben további levelek is megjelenhetnek, amelyek további tulajdonságokat jelölnek. Egy példa a jelölésre - RG8U - 50 Ohm-os RF kábel a központi mag csökkentett átmérőjével és a fonás kisebb sűrűségével.
A koaxiális kábel és más kábeltermékek közötti különbségek megértésével és a paraméterek teljesítményjellemzőkre gyakorolt hatásának megismerésével sikeresen alkalmazhatja ezt a terméket azokon a területeken, amelyekre szánták.
Kapcsolódó cikkek:
