Tuskin ketään, joka ei olisi koskaan nähnyt koaksiaalikaapelia. Sen valmistustapa, sen edut ja käyttökohteet ovat vielä paljon kysymyksiä, joihin on löydettävä vastaus.
Sisältö
Miten koaksiaalikaapeli rakennetaan
Koaksiaalikaapeli koostuu
- sisempi johdin (keskusydin)
- dielektrinen;
- ulkojohdin (punos);
- Päällyste.
Jos tarkastelet kaapelin poikkileikkausta, näet, että molemmat johtimet ovat samalla akselilla. Tästä johtuu kaapelin nimi: coaxial englanniksi.
Hyvän kaapelin sisäjohdin on kuparia. Nykyään halpatuotteissa käytetään alumiinia tai jopa kuparipinnoitettua terästä. Hyvän kaapelin dielektrinen materiaali on polyeteeni, kun taas suurtaajuuskaapeleissa käytetään fluorimuovia. Edullisissa versioissa käytetään erilaisia vaahtomuoveja.
Klassinen punontamateriaali on kupari, ja laatutuotteiden punonta on tiiviisti punottua, eikä siinä ole aukkoja. Huonompilaatuisissa kaapeleissa käytetään kupariseoksia, joskus terässeoksia, ulkojohtimen valmistukseen, harvoja punoksia halvemman hinnan saamiseksi ja joissakin tapauksissa käytetään foliota.
Koaksiaalikaapelin käyttöala, sen hyvät ja huonot puolet
Koaksiaalikaapelia käytetään yleisimmin suurtaajuisten virtojen (RF, mikroaallot ja sitä suuremmat) siirtoon. Monissa tapauksissa sitä käytetään antennin ja lähettimen välinen yhteys tai antennin ja vastaanottimen välillä sekä kaapelitelevisiojärjestelmissä. Tällainen signaali voidaan lähettää myös kaksijohtimella - se on halvempaa.
Joissakin tapauksissa näin tehdään, mutta tällaisella linjalla on vakava haittapuoli - sähkökenttä kulkee avoimen tilan läpi, ja jos ulkopuolinen johtava esine joutuu sen sisään, se aiheuttaa signaalin vääristymistä - vaimenemista, heijastumista jne. Koaksiaalikaapelissa sähkökenttä on kuitenkin täysin sisäpuolella, joten sinun ei tarvitse olla huolissasi siitä, että kaapelia asennettaessa ohi kulkee metallisia esineitä (tai niitä saattaa myöhemmin olla kaapelin läheisyydessä) - ne eivät vaikuta siirtojohdon suorituskykyyn.
Koaksiaalikaapelin haittapuolena on sen korkea hinta. Haittapuolena pidetään myös vaurioituneen linjan korjaamisen suurta työmäärää.
Koaksiaalikaapeleita käytettiin aiemmin laajalti myös tiedonsiirtoon tietokoneverkoissa. Nykyään siirtonopeudet ovat kasvaneet tasolle, jota radiotaajuuskaapelit eivät pysty saavuttamaan, joten tämä sovellus on nopeasti poistumassa käytöstä.
Koaksiaalikaapelin ja suojakaapelin sekä suojatun johdon välinen ero
Koaksiaalikaapeli sekoitetaan usein suojattuun kaapeliin ja jopa suojaverkkokaapeliin. Vaikka ne ovat ulkoisesti samankaltaisia ("ydin-eristys-metalli-joustava vaippa"), niiden tarkoitus ja toimintaperiaate ovat erilaiset.
Koaksiaalikaapelin punos on toinen johdin, joka sulkee virtapiirin. Sen on kannettava kuormitusvirta (joskus jopa sisä- ja ulkopuoli ovat erilaiset). Punos voidaan tai ei voida kytkeä maadoitukseen turvallisuussyistä - tämä ei vaikuta punoksen toimintaan. On myös virheellistä kutsua sitä kilveksi - sillä ei ole yleistä suojaustoimintoa.
Vaijerikaapeleissa ulompi metallipunos suojaa eristekerrosta ja johdinta mekaanisilta vaikutuksilta. Se on erittäin vahva, ja se on aina maadoitettava turvallisuussyistä. Sen läpi ei kulje virtaa normaalin toiminnan aikana.
Suojatussa johdossa on ulompi, johtava vaippa, joka suojaa johdinta ulkoisilta häiriöiltä. Jos on tarpeen suojautua LF-häiriöiltä (enintään 1 MHz), suojus maadoitetaan vain johtimen toiselta puolelta. Yli 1 MHz:n häiriöiden osalta suojaus toimii hyvänä antennina, joten se maadoitetaan kauttaaltaan useista kohdista (niin usein kuin mahdollista). Normaalikäytössä virran ei pitäisi virrata myöskään suojan yli.
Koaksiaalikaapelin tekniset parametrit
Yksi tärkeimmistä kaapelia valittaessa huomioon otettavista parametreista on sen impedanssi. Vaikka tämä parametri mitataan ohmeina, sitä ei voi mitata tavallisella ohmimittarilla eikä se riipu kaapelin osan pituudesta.
Johdon impedanssi määräytyy sen lineaarisen induktanssin ja lineaarisen kapasitanssin suhteen perusteella, joka puolestaan riippuu keskisydämen ja punoksen halkaisijoiden suhteesta sekä dielektrisen materiaalin ominaisuuksista. Jos mittalaitteita ei ole, aaltovastus voidaan siis "mitata" sormituksella - etsitään ytimen halkaisija d ja punoksen halkaisija D ja korvataan arvot kaavalla.
Täällä myös:
- Z - Vaadittu aaltoimpedanssi;
- Er - on dielektrisen aineen dielektrisyysvakio (polyeteenille voidaan olettaa 2,5 ja vaahdolle 1,5).
Kaapelin resistanssi voi olla mikä tahansa kohtuullisilla mitoilla, mutta vakiotuotteille on saatavana arvoja:
- 50 ohmia;
- 75 ohmia;
- 120 Ω (melko harvinainen muunnos).
Ei voida sanoa, että 75 Ω:n kaapeli on parempi kuin 50 Ω:n kaapeli (tai päinvastoin). Kukin on sovellettava paikallaan - lähettimen ulostulon aaltoimpedanssi Zи, tietoliikennelinja (kaapeli) Z ja kuorman on oltava samat ZнVain tässä tapauksessa tehon siirto lähteestä kuormaan voi tapahtua ilman häviöitä tai heijastuksia.
Korkean aaltoimpedanssin omaavien kaapeleiden valmistukseen liittyy tiettyjä käytännön rajoituksia. Vähintään 200 ohmin kaapelissa on oltava hyvin ohut ydin tai suuri ulkojohtimen halkaisija (jotta D/d-suhde olisi suuri). Tällaista tuotetta on vaikeampi käyttää, joten korkea-impedanssisten reittien osalta käytetään joko kaksijohtimisia johtoja tai päätelaitteita.
Toinen tärkeä koaksiaalinen parametri on vaimennus. Se mitataan dB/m. Yleisesti ottaen mitä paksumpi kaapeli on (mitä suurempi on keskisydämen halkaisija), sitä pienempi on signaalin vaimennus jokaista metriä kohti. Tähän parametriin vaikuttavat kuitenkin myös materiaalit, joista tietoliikennelinja on valmistettu. Ohmiset häviöt määräytyvät ytimen ja punoksen materiaalin mukaan. Myös dielektriset häviöt vaikuttavat asiaan. Nämä häviöt kasvavat signaalin taajuuden kasvaessa, ja niiden vähentämiseksi käytetään erityisiä eristysmateriaaleja (fluorimuovia jne.). Edullisissa kaapeleissa käytetyt vaahdotetut dielektriset aineet lisäävät vaimennusta.
Toinen koaksiaalikaapelin tärkeä ominaisuus on seuraava lyhennystekijä. Tätä parametria tarvitaan silloin, kun on tarpeen tietää kaapelin pituus lähetettävän signaalin aallonpituuksina (esim. impedanssimuuntajissa). Kaapelin sähköinen pituus ja fyysinen pituus eivät ole yhtenevät, koska valon nopeus tyhjiössä on suurempi kuin valon nopeus kaapelin dielektrisessä aineessa. Kaapelissa, jonka dielektrinen polyeteeni on Kk= 0,66, fluorimuovin osalta - 0,86. Halvat tuotteet, joissa on vaahtomuovieriste - arvaamaton, mutta lähempänä 0,9. Ulkomaisessa teknisessä kirjallisuudessa hidastuskertoimen - Khidastuminen=1/Кmoitteet.
Koaksiaalikaapelilla on myös muita ominaisuuksia - minimitaivutussäde (riippuu pääasiassa ulkohalkaisijasta), eristeen sähköinen lujuus jne. Nämäkin ovat joskus tarpeen koaksiaalikaapelia valittaessa.
Koaksiaalikaapelin merkintä
Kotimaisissa tuotteissa oli numero- ja kirjainmerkintä (sitä löytyy vielä nykyäänkin). Kaapeli tunnistettiin kirjaintunnuksella RK (radiotaajuuskaapeli), jota seurasi numero, joka osoitti:
- aaltoimpedanssi;
- Kaapelin paksuus mm;
- luettelonumero.
Esimerkiksi kaapelilla RK-75-4 osoitetaan tuotteet, joiden aaltovastus on 75 ohmia ja eristyksen halkaisija 4 mm.
Myös kansainvälinen nimitys alkaa kahdella kirjaimella:
- RG - radiotaajuuskaapeli;
- Digitaalisten verkkojen pääosasto;
- SAT, DJ satelliittiverkoille (korkeataajuuskaapeli).
Seuraavana on numero, joka ei sisällä mitään teknisiä tietoja (sen tulkitsemiseksi on katsottava kaapelin tietolehteä). Myöhemmin voi tulla lisää kirjeitä, joissa ilmoitetaan lisäominaisuuksia. Esimerkki merkinnästä - RG8U - 50 ohmin RF-kaapeli, jossa keskisydämen halkaisija on pienempi ja punoksen tiheys pienempi.
Kun ymmärrät koaksiaalikaapelin ja muiden kaapelituotteiden väliset erot ja opit tuntemaan sen parametrien vaikutuksen suorituskykyominaisuuksiin, voit käyttää tätä tuotetta menestyksekkäästi niillä alueilla, joille se on tarkoitettu.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
