Jeg kan næppe komme i tanke om nogen, der aldrig har set et koaksialkabel. Der er stadig mange spørgsmål om, hvordan den fremstilles, hvilke fordele den har, og hvor den anvendes, og der er stadig mange spørgsmål, der mangler svar.
Indhold
Hvordan koaksialkabel er opbygget
Et koaksialkabel består af
- indre leder (centralkerne)
- dielektrisk;
- ydre leder (fletning);
- Den ydre beklædning.
Hvis du ser på tværsnittet af kablet, kan du se, at begge ledere er på samme akse. Derfor hedder kablet coaxial på engelsk.
Den indre leder i et godt kabel er lavet af kobber. I dag anvendes der i billige produkter aluminium eller endda kobberbelagt stål. Dielektrisk materiale i et godt kabel er polyethylen, mens højfrekvenskabler anvender fluorplast. I billige udgaver anvendes forskellige skumplasttyper.
Det klassiske flettemateriale er kobber, og kvalitetsprodukternes fletning er tæt flettet uden huller. I kabler af lavere kvalitet anvendes kobberlegeringer, undertiden stållegeringer, til at fremstille den ydre leder, der anvendes sparsomt fletværk for at gøre det billigere, og i nogle tilfælde anvendes folie.
Anvendelsesområde for koaksialkabel, dets fordele og ulemper
Den mest almindelige anvendelse af koaksialkabler er til transmission af højfrekvente strømme (RF, mikrobølger og derover). I mange tilfælde anvendes det til forbindelse mellem antenne og sender eller mellem en antenne og en modtager samt i kabel-tv-systemer. Et sådant signal kan også overføres ved hjælp af en totrådsforbindelse - det er billigere.
I nogle tilfælde sker dette, men en sådan linje har en alvorlig ulempe - det elektriske felt i den passerer gennem et åbent rum, og hvis en udvendig ledende genstand kommer ind i den, vil det forårsage signalforvrængning - dæmpning, refleksion osv. Med koaksialkabel er det elektriske felt imidlertid helt inde, så du behøver ikke at bekymre dig om forbipasserende metalgenstande (eller de kan senere være i nærheden af kablet), når du lægger kablet - de vil ikke påvirke transmissionsledningens ydeevne.
En ulempe ved koaksialkabel er dets høje pris. En anden ulempe er den høje arbejdsintensitet i forbindelse med reparation af en beskadiget linje.
Tidligere blev koaksialkabler også brugt i vid udstrækning til datatransmission i computernetværk. I dag er transmissionshastighederne steget til et niveau, som radiofrekvenskabler ikke kan opnå, så denne anvendelse er hurtigt ved at blive udfaset.
Forskellen mellem koaksialkabel og armeret kabel og skærmet ledning
Koaksialkabel forveksles ofte med afskærmet ledning og endda med armeret strømkabel. Selv om de har en vis ydre designmæssig lighed ("kerne-isolering-metal fleksibel kappe"), er deres formål og funktionsprincip forskellige.
Flettet i et koaksialkabel er en anden leder, som lukker kredsløbet. Den skal bære belastningsstrømmen (nogle gange er selv de indre og ydre sider forskellige). Flettet kan eller kan ikke være forbundet til jord af sikkerhedshensyn - dette påvirker ikke flettets funktion. Det er også forkert at kalde det et skjold - det har ingen global afskærmningsfunktion.
Ved armerede kabler beskytter den ydre metalfletning isoleringslaget og lederen mod mekaniske påvirkninger. Den er meget stærk og skal af sikkerhedshensyn altid være jordet. Der løber ingen strøm gennem den under normal drift.
Et afskærmet kabel har en ydre, ledende kappe, der beskytter lederen mod ydre forstyrrelser. Hvis det er nødvendigt at beskytte mod LF-interferens (op til 1 MHz), er skærmen kun jordet på den ene side af lederen. Ved forstyrrelser over 1 MHz fungerer afskærmningen som en god antenne, så den er jordet hele vejen igennem flere steder (så ofte som muligt). Under normal drift bør der heller ikke løbe strøm over afskærmningen.
Tekniske parametre for koaksialkabel
En af de vigtigste parametre, der skal tages i betragtning ved valg af et kabel, er dets impedans. Selv om denne parameter måles i ohm, kan den ikke måles med en almindelig ohmmeter-tester, og den afhænger ikke af længden af kabelstrækningen.
Ledningens impedans bestemmes af forholdet mellem dens lineære induktans og lineære kapacitet, som igen afhænger af forholdet mellem diameteren af den centrale kerne og fletningen samt af dielektrikummets egenskaber. Derfor kan man i mangel af instrumenter "måle" bølgemodstanden med en målepind - find kernediameteren d og flettediameteren D, og indsæt værdierne i formlen.
Her også:
- Z - Nødvendig bølgeimpedans;
- Er - dielektrisk konstant for dielektrisk materiale (for polyethylen kan der anvendes 2,5 og for skum 1,5).
Modstanden af et kabel kan være hvad som helst med rimelige dimensioner, men standardprodukterne er tilgængelige med værdier:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (en ret sjælden variant).
Det kan ikke siges, at 75 Ω-kabel er bedre end 50 Ω-kabel (eller omvendt). Hver skal anvendes på sin plads - bølgeimpedansen for senderens udgang Zи, kommunikationslinje (kabel) Z og belastning skal være den samme ZнKun i dette tilfælde kan overførslen af strøm fra kilden til belastningen ske uden tab eller refleksioner.
Der er visse praktiske begrænsninger for fremstilling af kabler med høje bølgeimpedanser. Et kabel på 200 ohm eller mere skal have en meget tynd kerne eller en stor ydre lederdiameter (for at få et højt D/d-forhold). Et sådant produkt er vanskeligere at anvende, så til højimpedansveje anvendes enten totrådslinjer eller termineringsanordninger.
En anden vigtig koaksialparameter er dæmpning. Den måles i dB/m. Generelt gælder det, at jo tykkere kablet er (nærmere bestemt jo større diameter på den centrale kerne), jo mindre er signaldæmpningen for hver meter længde. Men denne parameter påvirkes også af de materialer, som kommunikationsledningen er fremstillet af. Ohmsk tab bestemmes af materialet i kernen og fletningen. Dielektriske tab bidrager også. Disse tab stiger med signalfrekvensen, og der anvendes særlige isoleringsmaterialer (fluorplast osv.) for at reducere dem. Skummet dielektrikum, der anvendes i billige kabler, bidrager til øget dæmpning.
En anden vigtig egenskab ved et koaksialkabel shorterening-faktor. Denne parameter er nødvendig, når det er nødvendigt at kende kabellængden i bølgelængder for det transmitterede signal (f.eks. i impedanstransformere). Den elektriske længde og den fysiske længde af kablet er ikke sammenfaldende, fordi lysets hastighed i et vakuum er større end lysets hastighed i kablets dielektrikum. For et kabel med et polyethylendielektrikum Kk=0,66, for fluorplast - 0,86. For billige produkter med skumisolator - uforudsigelig, men tættere på 0,9. I udenlandsk faglitteratur er værdien af forsinkelsesfaktoren - Kforsinkelse=1/Кbebrejde.
Koaksialkabel har også andre egenskaber - mindste bøjningsradius (afhænger hovedsagelig af den ydre diameter), isolatorens elektriske styrke osv. Disse er også nogle gange nødvendige, når du vælger et koaksialkabel.
Mærkning af koaksialkabler
Indenlandske produkter havde en mærkning med tal og bogstaver (den kan stadig findes i dag). Kablet blev identificeret med et bogstavsymbol RK (radiofrekvenskabel) efterfulgt af et ciffer, der angiver:
- bølgeimpedans;
- Kabeltykkelse i mm;
- katalognummer.
F.eks. kabel RK-75-4 angiver produkter med en bølgemodstand på 75 Ohm og en isolationsdiameter på 4 mm.
Den internationale betegnelse begynder også med to bogstaver:
- RG - radiofrekvenskabel;
- GD for digitale net;
- SAT, DJ - til satellitnet (højfrekvent kabel).
Det næste nummer er et nummer, som ikke indeholder nogen tekniske oplysninger (for at tyde det skal du se på kablets datablad). Senere kan der komme flere breve, der angiver yderligere egenskaber. Et eksempel på mærkning - RG8U - RF-kabel på 50 Ohm med reduceret diameter på den centrale kerne og lavere tæthed af fletningen.
Ved at forstå forskellene mellem koaksialkabler og andre kabelprodukter og ved at lære om parametrenes indvirkning på ydeevnen kan du med succes anvende dette produkt på de områder, som det er beregnet til.
Relaterede artikler:
