Ik kan bijna niemand bedenken die nog nooit een coaxkabel heeft gezien. De manier waarop het wordt gemaakt, wat de voordelen ervan zijn en waar het wordt gebruikt, zijn nog veel vragen die moeten worden beantwoord.
Inhoud
Hoe coaxiale kabel wordt gebouwd
Een coaxiale kabel bestaat uit
- binnengeleider (centrale kern)
- diëlektrisch;
- buitenste geleider (vlecht);
- De buitenste laag.
Als u de dwarsdoorsnede van de kabel bekijkt, kunt u zien dat beide geleiders op dezelfde as liggen. Vandaar de naam van de kabel: coaxiaal in het Engels.
De binnengeleider in een goede kabel is van koper. Tegenwoordig wordt in goedkope producten aluminium of zelfs met koper bekleed staal gebruikt. Het diëlektricum in een goede kabel is polyethyleen, terwijl voor kabels voor hoge frequenties fluoroplast wordt gebruikt. In goedkope versies worden verschillende geschuimde kunststoffen gebruikt.
Het klassieke vlechtmateriaal is koper, en het vlechtwerk van kwaliteitsproducten is strak gevlochten, zonder tussenruimten. Bij kabels van mindere kwaliteit worden koperlegeringen, soms staallegeringen gebruikt om de buitengeleider te maken, wordt spaarzaam vlechtwerk gebruikt om het goedkoper te maken, in sommige gevallen wordt folie gebruikt.
Toepassingsgebied van coaxiale kabel, voor- en nadelen
Het meest gebruikelijke gebruik van coaxiale kabel is voor de transmissie van hoogfrequente stromen (RF, microgolf en hoger). In veel gevallen wordt het gebruikt voor verbinding tussen antenne en zender of tussen een antenne en een ontvanger, alsmede in kabeltelevisiesystemen. Een dergelijk signaal kan ook worden overgebracht via een tweedraadslijn - dat is goedkoper.
In sommige gevallen wordt dit gedaan, maar een dergelijke lijn heeft een ernstig nadeel - het elektrische veld erin gaat door een open ruimte, en als er een geleidend voorwerp van buitenaf in terechtkomt, zal dit signaalvervorming veroorzaken - verzwakking, reflectie, enz. Bij coaxiale kabel echter bevindt het elektrische veld zich volledig binnenin, zodat u zich bij het leggen geen zorgen hoeft te maken over passerende metalen voorwerpen (of die zich later in de nabijheid van de kabel zouden kunnen bevinden) - zij zullen de prestaties van de transmissielijn niet beïnvloeden.
Een nadeel van coaxiale kabel is de hoge kostprijs. Ook de hoge arbeidsintensiteit voor het herstellen van een beschadigde lijn wordt als een nadeel beschouwd.
In het verleden werden coaxiale kabels ook veel gebruikt voor datatransmissie in computernetwerken. Tegenwoordig zijn de transmissiesnelheden opgelopen tot een niveau dat voor radiofrequentiekabels niet haalbaar is, zodat deze toepassing snel wordt afgebouwd.
Het verschil tussen coaxiale kabel en gepantserde kabel en afgeschermde kabel
Coaxiale kabel wordt vaak verward met afgeschermde kabel en zelfs met gepantserde stroomkabel. Hoewel zij uiterlijk enige gelijkenis vertonen ("kern-isolatie-metalen flexibele mantel"), zijn hun doel en werkingsprincipe verschillend.
De vlecht van een coaxiale kabel is een tweede geleider die de stroomkring sluit. Hij moet de belastingsstroom dragen (soms zijn zelfs de binnen- en buitenzijde verschillend). De vlecht kan om veiligheidsredenen al dan niet met de aarde verbonden zijn - dit heeft geen invloed op de werking van de vlecht. Het is ook onjuist om het een schild te noemen - het heeft geen algemene afschermende functie.
Bij gepantserde kabels beschermt de buitenste metalen vlecht de isolatielaag en de geleider tegen mechanische invloeden. Hij is zeer sterk en moet om veiligheidsredenen altijd worden geaard. Tijdens normaal bedrijf gaat er geen stroom doorheen.
Een afgeschermde draad heeft een buitenste, geleidende mantel om de geleider te beschermen tegen externe interferentie. Als bescherming tegen LF-interferentie (tot 1 MHz) nodig is, wordt de afscherming slechts aan één zijde van de geleider geaard. Voor storingen boven 1MHz dient de afscherming als een goede antenne, dus wordt deze op verschillende punten (zo vaak mogelijk) helemaal doorgeaard. Bij normaal gebruik mag er ook geen stroom over de afscherming lopen.
Technische parameters van coaxiale kabel
Een van de belangrijkste parameters waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze van een kabel is de impedantie. Hoewel deze parameter wordt gemeten in ohm, kan hij niet worden gemeten met een gewone ohmmeter-tester en hangt hij niet af van de lengte van het kabelgedeelte.
De impedantie van de leiding wordt bepaald door de verhouding tussen de lineaire inductie en de lineaire capaciteit, die op haar beurt afhangt van de verhouding tussen de diameters van de centrale kern en de vlecht, alsmede van de eigenschappen van het diëlektricum. Bij gebrek aan instrumenten kan men dus de golfweerstand "meten" met een schuifmaat - zoek de kerndiameter d en de vlechtdiameter D, en substitueer de waarden in de formule.
Hier ook:
- Z - Vereiste golf impedantie;
- Er - diëlektrische constante van het diëlektricum (voor polyethyleen kan 2,5 worden genomen en voor schuim 1,5).
De weerstand van de kabel kan van alles zijn met redelijke afmetingen, maar de standaardproducten zijn verkrijgbaar met waarden:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (een vrij zeldzame variant).
Er kan niet worden gezegd dat 75 Ω-kabel beter is dan 50 Ω-kabel (of omgekeerd). Elk moet op zijn plaats worden toegepast - de golfimpedantie van de uitgang van de zender Zи, communicatielijn (kabel) Z en belasting moeten gelijk zijn ZнAlleen in dit geval kan de transmissie van het vermogen van de bron naar de belasting zonder verliezen of reflecties geschieden.
Er zijn bepaalde praktische beperkingen voor de vervaardiging van kabels met hoge golfimpedanties. Een kabel van 200 ohm of meer moet een zeer dunne kern hebben of een grote buitendiameter van de geleider (om een hoge D/d-verhouding te hebben). Een dergelijk produkt is moeilijker te gebruiken, zodat voor paden met hoge impedantie ofwel tweedraadsleidingen ofwel afsluitinrichtingen worden gebruikt.
Een andere belangrijke coaxiale parameter is demping. Het wordt gemeten in dB/m. In het algemeen geldt: hoe dikker de kabel (hoe groter de diameter van de centrale kern), hoe minder de signaalverzwakking per meter lengte. Maar deze parameter wordt ook beïnvloed door de materialen waarvan de communicatielijn is gemaakt. Ohmse verliezen worden bepaald door het materiaal van de kern en de vlecht. Diëlektrische verliezen dragen ook bij. Deze verliezen nemen toe met de frequentie van het signaal en speciale isolatiematerialen (fluoroplast, enz.) worden gebruikt om ze te verminderen. Geschuimde diëlektrische materialen die in goedkope kabels worden gebruikt, dragen bij tot een grotere demping.
Een andere belangrijke eigenschap van een coaxiale kabel verkortingsfactor. Deze parameter is nodig wanneer het nodig is de kabellengte in golflengten van het uitgezonden signaal te kennen (b.v. in impedantietransformatoren). De elektrische lengte en de fysische lengte van de kabel vallen niet samen omdat de lichtsnelheid in vacuüm groter is dan de lichtsnelheid in het diëlektricum van de kabel. Voor een kabel met een polyethyleen diëlektricum Kk=0.66, voor fluoroplastic - 0.86. Voor goedkope producten met schuimisolator - onvoorspelbaar, maar dichter bij 0,9. In de buitenlandse technische literatuur wordt de waarde van de vertragingsfactor - Kvertraging=1/Кverwijt.
Coaxiale kabel heeft ook andere kenmerken - minimale buigradius (hangt hoofdzakelijk af van de buitendiameter), elektrische sterkte van de isolator, enz. Ook deze zijn soms nodig bij de keuze van een coaxiale kabel.
Coaxiale kabel markering
Huishoudelijke producten hadden een cijfer-letter-aanduiding (deze is vandaag de dag nog steeds te vinden). Een kabel werd gemarkeerd met een RoK (radiofrequentiekabel), gevolgd door een nummer:
- golf impedantie;
- Kabeldikte in mm;
- catalogusnummer.
Bijvoorbeeld, kabel RK-75-4 geeft producten aan met een golfweerstand van 75 Ohm en een isolatiediameter van 4 mm.
De internationale benaming begint ook met twee letters:
- RG - radiofrequentiekabel;
- DG voor digitale netwerken;
- SAT, DJ voor satellietnetwerken (hoge frequentie kabel).
Daarna volgt een nummer dat geen technische informatie bevat (om het te ontcijferen, moet u het gegevensblad van de kabel bekijken). Verderop kunnen er nog meer brieven komen die extra eigendommen aangeven. Een voorbeeld van markering - RG8U - RF-kabel van 50 Ohm met gereduceerde diameter van de centrale kern en lagere dichtheid van de vlecht.
Door de verschillen tussen coaxkabel en andere kabelproducten te begrijpen en de invloed van de parameters op de prestatiekenmerken te leren kennen, kunt u dit product met succes toepassen op de gebieden waarvoor het bestemd is.
Verwante artikelen:
