同軸ケーブルを見たことがない人はほとんどいません。それがどのように設計されているか、その利点は何ですか、そのアプリケーションは何ですか-これはまだ多くの人が理解することがたくさんあります.
同軸ケーブルはどのように構成されていますか?
同軸ケーブルは次のもので構成されています。
- 内部導体（中心コア）;
- 誘電;
- 外部導体（編組）;
- 外装。
ケーブルの断面を見ると、両方の導体が同じ軸上にあることがわかります。したがって、ケーブルの名前は英語で同軸です。
優れたケーブルの内部導体は銅でできています。最近では、安価な製品にはアルミニウムや銅メッキのスチールが使用されています。高品質ケーブルの誘電体はポリエチレンで、高周波ケーブルの誘電体はフッ素樹脂です。安価なバージョンでは、さまざまな発泡プラスチックが使用されています。
組紐の定番素材は銅で、高級品の組紐は隙間のない緻密な織りで作られています。外部導体を製造するための低品質のケーブルでは、銅合金、時には鋼合金が使用され、安価にするために、まれな編組が使用されます。場合によっては、箔です。
同軸ケーブルの適用分野、その長所と短所
高周波電流 (RF、マイクロ波以上) を伝送するための同軸ケーブルの最も一般的な用途。多くの場合、実行します。 アンテナと送信機間のリンク またはアンテナと受信機の間、およびケーブル TV システムで。このような信号は、2線式ラインを使用して送信することもできます-安価です。
場合によってはこれが行われますが、そのようなラインには深刻な欠点があります。その中の電界はオープンスペースを通過し、導電性の異物に引っかかると、信号の歪みが発生します-減衰、反射、など。しかし、同軸ケーブルでは電界は完全に内部にあるため、敷設するときにラインが金属製の物体を通過することを心配する必要はありません (または後でケーブルに近接する可能性があります) - それらは影響しません。送電線の性能。
同軸ケーブルの欠点は、コストが高いことです。また、欠点は、損傷したラインの修理の労働集約度が高いと考えられています。
以前は、同軸ケーブルはコンピュータ ネットワークのデータ伝送ラインの編成に広く使用されていました。今日では、伝送速度が無線周波数ケーブルでは提供できないレベルに達しているため、このアプリケーションは急速に廃止されています。
同軸ケーブルと外装ケーブルとシールド線の違い
同軸ケーブルは、シールド線や外装電源ケーブルと混同されることがよくあります。設計には外見上の類似点がありますが (「コア絶縁金属フレキシブル ジャケット」)、それらの目的と動作原理は異なります。
同軸ケーブルの編組は、回路を閉じる 2 番目の導体として機能します。必ず負荷電流が流れます（内側と外側が異なる場合もあります）。編組は、安全のために地面に接触する場合と接触しない場合がありますが、これは動作には影響しません。それをシールドと呼ぶのも間違っています-それはグローバルにシールド機能を持っていません.
外装ケーブルには、絶縁層とコアを機械的影響から保護する外側の金属編組があります。強度が高く、安全要件に従って常に接地されています。通常の動作では、電流は流れません。
シールド線には、導体を外部干渉から保護するための外側の導電ジャケットがあります。 LF 干渉 (最大 1 MHz) から保護する必要がある場合、シールドはワイヤの片側だけで接地されます。 1 MHz を超える干渉の場合、スクリーンは優れたアンテナとして機能するため、複数のポイントで (可能な限り頻繁に) 接地されます。通常の動作中は、シールドに電流が流れないようにする必要があります。
同軸ケーブルの技術的パラメータ
ケーブルを選択する際に注意すべき主なパラメーターの 1 つは、その波動インピーダンスです。このパラメータはオームで測定されますが、通常のオーム計テスターでは測定できず、ケーブル セグメントの長さに依存しません。
ラインの波動インピーダンスは、その線形インダクタンスと線形キャパシタンスの比によって決まります。これは、中心コアと編組の直径の比、および誘電体の特性に依存します。したがって、器具がない場合は、キャリパーを使用して波の抵抗を「測定」できます。コアの直径 d と編組 D を見つけて、式の値を代入する必要があります。
ここでも：
- Z - 必要な波動インピーダンス;
- えr - 誘電体の誘電率（ポリエチレンの場合は 2,5、フォーム材の場合は 1,5）。
ケーブルの抵抗は妥当な寸法であれば何でもかまいませんが、標準の製品は次の値で入手できます。
- 50オーム;
- 75オーム;
- 120 オーム (かなりまれなバリアント)。
75 オームのケーブルが 50 オームのケーブルよりも優れているとは言えません (またはその逆)。それぞれをその場所に適用する必要があります-送信機出力Zの波インピーダンスと、通信回線 (ケーブル) Z 負荷は同じ Z でなければなりませんんこの場合にのみ、ソースから負荷へのエネルギーの伝達が損失や反射なしで発生します。
高波動インピーダンスを備えたケーブルの製造には、特定の実際的な制限があります。 200 オーム以上のケーブルには、(大きな D/d 比を維持するために) 非常に細いコアまたは大きな直径の外部導体が必要です。このような製品は使いにくいため、高インピーダンス経路には 2 線式ラインまたは終端装置が使用されます。
もう1つの重要な同軸パラメータは 減衰。. dB/m で測定されます。一般に、ケーブルが太いほど (より正確には中心コアの直径が大きいほど)、長さ 1 メートルごとの信号の減衰が少なくなります。ただし、このパラメータは、通信回線の素材によっても影響を受けます。オーム損失は、中心コアと編組の材料によって決まります。誘電損失も影響します。これらの損失は信号周波数とともに増加するため、特別な絶縁材料 (フッ素樹脂など) を使用してそれらを減らします。安価なケーブルで使用される発泡誘電体は、減衰の増加に寄与します。
同軸ケーブルのもう 1 つの重要な特性は、 収縮率.このパラメータは、送信信号の波長でケーブル長を知る必要がある場合に必要です (たとえば、インピーダンス変換器)。真空中の光速はケーブル誘電体中の光速よりも速いため、ケーブルの電気長と物理的長さは一致しません。ポリエチレン誘電体のケーブルの場合、K塹壕=0.66、フッ素樹脂の場合 - 0.86。発泡断熱材を使用した安価な製品の場合-予測できませんが、0,9に近い.外国の技術文献では、減速係数の値 - K遅滞=1/К非難する.
同軸ケーブルには、最小曲げ半径 (主に外径に依存)、絶縁体の電気的強度など、他の特性もあります。これらも、同軸ケーブルを選択するために必要な場合があります。
同軸ケーブルのマーキング
国内生産の製品にはデジタル文字のマーキングがありました（現在でも確認できます）。ケーブルには RK (無線周波数ケーブル) の文字が付けられ、次に以下を示す数字がありました。
- 波動インピーダンス;
- ケーブルの厚さ (mm);
- 部品番号。
たとえば、ケーブルRK-75-4は、耐波抵抗が75オームで、絶縁体の直径が4 mmの製品です。
国際指定も次の 2 文字で始まります。
- RG-無線周波数ケーブル;
- デジタル ネットワーク用の DG ケーブル。
- SAT、DJ - 衛星放送ネットワーク用 (高周波ケーブル)。
次に番号が表示されますが、これには明らかに技術情報は含まれていません (解読するには、ケーブルのデータ シートを調べる必要があります)。さらに、追加のプロパティを意味する文字がさらにある場合があります。指定の例 - RG8U - RF ケーブル 50 オームで、中心コアの直径が小さく、編組の密度が小さくなっています。
同軸ケーブルと他のケーブル製品の違いを理解し、そのパラメータが性能特性に与える影響を理解することで、この製品を意図した分野にうまく適用できます。
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