Det finns knappast en person som aldrig har sett en koaxialkabel. Hur det fungerar, vilka är dess fördelar, vilka är dess användningsområden - många har ännu inte räknat ut detta.
Innehåll
Hur koaxialkabel fungerar
Koaxialkabeln består av:
- inre ledare (central kärna);
- dielektriska;
- yttre ledare (fläta);
- yttre locket.
Om vi betraktar kabeln i tvärsnitt kan vi se att båda dess ledare är placerade på samma axel. Därav namnet på kabeln: på engelska coaxial - coaxial.
Innerledaren i en bra kabel är gjord av koppar. Nu använder billiga produkter aluminium eller till och med kopparpläterat stål. Dielektrikumet i en högkvalitativ kabel är polyeten, och i högfrekvenskablar är det fluorplast.I billiga alternativ används olika skumplaster.
Det klassiska materialet för flätning är koppar, och flätningen av kvalitetsprodukter utförs med en tät väv, utan luckor. I kablar av lägre kvalitet används kopparlegeringar, ibland stållegeringar, för att tillverka den yttre ledaren, sällsynt vävning används för att minska kostnaden, och i vissa fall folie.
Omfattning av koaxialkabel, dess för- och nackdelar
Den vanligaste användningen av en koaxialkabel är att överföra högfrekventa strömmar (RF, mikrovågsugn och högre). I många fall görs detta kommunikation mellan antenn och sändare eller mellan antennen och mottagaren, samt i kabel-tv-system. En sådan signal kan också överföras med en tvåtrådslinje - det är billigare.
I vissa fall görs detta, men en sådan linje har en allvarlig nackdel - det elektriska fältet i den passerar genom ett öppet utrymme, och om ett ledande föremål från tredje part kommer in i det, kommer detta att orsaka signalförvrängning - dämpning, reflektion etc. . Och för en koaxialkabel är det elektriska fältet helt inuti, så vid läggning behöver du inte oroa dig för att ledningen kommer att passera förbi metallföremål (eller att de senare kan vara i närheten av kabeln) - de kommer inte att påverka driften av transmissionsledningen.
Nackdelarna med koaxialkabel inkluderar dess höga kostnad. En nackdel är också den höga komplexiteten att reparera en skadad linje.
Tidigare användes koaxialkablar i stor utsträckning för att organisera dataöverföringslinjer i datornätverk. Idag har överföringshastigheterna stigit till nivåer som RF-kabel inte kan ge, så denna applikation fasas snabbt ut.
Skillnaden mellan koaxialkabel och pansarkabel och skärmad tråd
Ofta förväxlas koaxialkabel med skärmad tråd och till och med pansarkabel. Om det finns en viss yttre likhet med designen ("kärnisolering-metall flexibelt hölje"), är deras syfte och funktionsprincip olika.
I en koaxialkabel fungerar flätan som en andra ledare som fullbordar kretsen. En belastningsström flyter nödvändigtvis genom den (ibland är till och med på de inre och yttre sidorna olika). Flätan kan ha kontakt med mark av säkerhetsskäl, den kanske inte har det - detta påverkar inte dess funktion. Det är också felaktigt att kalla det en skärm - den har ingen global screeningfunktion.
För en armerad kabel skyddar den yttre metallflätan isoleringsskiktet och kärnan från mekanisk påfrestning. Den har hög hållfasthet och den är alltid jordad enligt säkerhetskrav. I normalt läge flyter ingen ström genom den.
I en skärmad tråd är den yttre ledande manteln utformad för att skydda ledaren från yttre störningar. Om det är nödvändigt att skydda mot lågfrekvent störning (upp till 1 MHz), är skärmen bara jordad på ena sidan av ledningen. För störningar över 1 MHz fungerar skärmen som en bra antenn, så den är jordad hela vägen på flera punkter (så ofta som möjligt). I normalt läge ska ingen ström flyta över skärmen heller.
Tekniska parametrar för koaxialkabel
En av huvudparametrarna som du måste vara uppmärksam på när du väljer en kabel är dess karakteristiska impedans. Även om denna parameter mäts i ohm, kan den inte mätas med en konventionell testare i ohmmeterläge, och den beror inte på kabelsegmentets längd.
En linjes vågimpedans bestäms av förhållandet mellan dess linjära induktans och den linjära kapacitansen, vilket i sin tur beror på förhållandet mellan diametrarna för den centrala kärnan och flätan, såväl som på dielektrikumets egenskaper. Därför, i avsaknad av enheter, kan du "mäta" vågmotståndet med en bromsok - du måste hitta diametern på kärnan d och flätan D och ersätta värdena i formeln.
Här också:
- Z är det önskade vågmotståndet;
- Er - dielektrisk permittivitet för dielektrikumet (för polyeten kan du ta 2,5 och för skummaterial - 1,5).
Kabelns motstånd kan vara vad som helst med rimliga dimensioner, men produkter tillverkas som standard med följande värden:
- 50 ohm;
- 75 ohm;
- 120 Ohm (ett ganska sällsynt alternativ).
Det är omöjligt att säga att en 75 ohm kabel är bättre än en 50 ohm kabel (eller vice versa). Var och en måste appliceras på sin plats - den karakteristiska impedansen för sändarens utgång Zoch, kommunikationslinjer (kablar) Z och belastningen ska vara samma Zn, endast i detta fall kommer överföringen av energi från källan till lasten att ske utan förluster och reflektioner.
Det finns vissa praktiska begränsningar vid tillverkning av kablar med hög impedans. Kablar på 200 ohm och över måste vara mycket tunntrådiga eller ha en ytterledare med stor diameter (för att bibehålla ett stort D/d-förhållande).En sådan produkt är svårare att använda, därför används antingen tvåtrådslinjer eller matchande enheter för vägar med högt motstånd.
En annan viktig koaxialparameter är dämpning. Mätt i dB/m. I allmänhet gäller att ju tjockare kabeln är (mer exakt, ju större diametern på den centrala kärnan är), desto mindre dämpas signalen i den med varje längdmeter. Men denna parameter påverkas också av de material som kommunikationslinjen är gjord av. Ohmiska förluster bestäms av materialet i den centrala kärnan och flätan. Dielektriska förluster bidrar. Dessa förluster ökar med ökande signalfrekvens, speciella isoleringsmaterial (PTFE, etc.) används för att minska dem. Skumdielektrika som används i billiga kablar bidrar till ökad dämpning.
En annan viktig egenskap hos koaxialkabel är hastighetsfaktor. Denna parameter behövs där det är nödvändigt att känna till längden på kabeln i våglängderna för den överförda signalen (till exempel i motståndstransformatorer). Den elektriska längden och den fysiska längden på kabeln stämmer inte överens eftersom ljusets hastighet i vakuum är större än ljusets hastighet i kabelns dielektrikum. För kabel med polyetendielektrikum Kförebrå=0,66, för fluorplast - 0,86. För billiga produkter med skumisolator - oförutsägbar, men närmare 0,9. I utländsk teknisk litteratur används värdet på retardationskoefficienten - Ksaktade ner=1/Kförebrå.
Koaxialkabeln har också andra egenskaper - den minsta böjningsradien (beror huvudsakligen på den yttre diametern), isolatorns dielektriska styrka, etc. De behövs också ibland för att välja en coax.
Koaxialkabelmärkning
Inhemska produkter hade alfanumerisk märkning (den finns redan nu). Kabeln betecknades med bokstäverna RK (radiofrekvenskabel), följt av siffror som indikerar:
- vågmotstånd;
- kabeltjocklek i mm;
- Katalognummer.
Således betecknade RK-75-4-kabeln produkter med en vågimpedans på 75 ohm och en isoleringsdiameter på 4 mm.
Den internationella beteckningen börjar också med två bokstäver:
- RG RF-kabel;
- DG - kabel för digitala nätverk;
- SAT, DJ - för satellitsändningsnätverk (högfrekvenskabel).
Därefter kommer figuren, som uppenbarligen inte innehåller teknisk information (för att dekryptera den måste du titta i kabelpasset). Vidare kan det finnas fler bokstäver som indikerar ytterligare egenskaper. Ett exempel på beteckning - RG8U - en 50 Ohm RF-kabel med en reducerad diameter på den centrala kärnan och en reducerad flätdensitet.
Efter att ha förstått skillnaderna mellan koaxialkabel och andra kabelprodukter och har lärt dig inverkan av dess parametrar på prestanda, kan du framgångsrikt använda denna produkt i de områden som den är avsedd för.
Liknande artiklar:
