幾乎沒有人從未見過同軸電纜。它是如何設計的,它的優點是什麼,它的應用是什麼——這對於許多人來說仍然是很多事情。
同軸電纜是如何構造的?
同軸電纜包括:
- 內導體(中心芯);
- 電介質;
- 外部導體(編織);
- 外罩。
如果您查看電纜的橫截面,您會發現它的兩個導體都在同一軸上。因此電纜的名稱:英文同軸。
優質電纜的內導體由銅製成。如今,廉價產品使用鋁甚至鍍銅鋼。高質量電纜中的電介質是聚乙烯,高頻電纜中的電介質是氟塑料。各種泡沫塑料用於廉價版本。
編織的經典材料是銅,優質產品的編織是用密集的編織製成,沒有間隙。在用於製造外導體的低質量電纜中,使用銅合金,有時是鋼合金,以使其更便宜,在某些情況下使用稀有的編織物 - 箔。
同軸電纜的應用領域,優缺點
同軸電纜最常見的用途是傳輸高頻電流(RF、微波及以上)。在很多情況下,因此執行 天線和發射器之間的鏈接 或在天線和接收器之間,以及在有線電視系統中。這種信號也可以使用兩根線傳輸 - 它更便宜。
在某些情況下會這樣做,但這樣的線路有一個嚴重的缺點——其中的電場穿過開放空間,如果被外來導電物體捕獲,會導致信號失真——衰減、反射、等等。但是在同軸電纜中,電場完全在裡面,所以當你鋪設它時,你不必擔心線路會通過金屬物體(或者它們以後可能會靠近電纜)——它們不會影響傳輸線的性能。

同軸電纜的缺點包括成本高。缺點也被認為是修復受損線路的高勞動強度。
以前,同軸電纜被廣泛用於計算機網絡中數據傳輸線的組織。今天,傳輸速度已經提高到射頻電纜無法提供的水平,因此這種應用正在迅速被淘汰。
同軸電纜與鎧裝電纜和屏蔽線的區別
同軸電纜經常與屏蔽線甚至鎧裝電力電纜混淆。雖然在設計上有一些外部相似性(“核心-絕緣-金屬柔性護套”),但它們的目的和操作原理是不同的。
同軸電纜編織層充當閉合電路的第二導體。它必然承載負載電流(有時甚至內部和外部都不同)。出於安全目的,編織物可能會或可能不會與地面接觸 - 這不會影響其操作。稱它為盾牌也是不正確的——它沒有全局的屏蔽功能。
鎧裝電纜具有外部金屬編織層,可保護絕緣層和芯線免受機械影響。強度高,始終按安全要求接地。在正常操作中,電流不會流過它。
屏蔽線具有外部導電護套,以保護導體免受外部干擾。如果需要防止 LF 干擾(最高 1 MHz),則屏蔽層僅在電線的一側接地。對於 1 MHz 以上的干擾,屏幕可作為良好的天線,因此它在多個點(盡可能頻繁)一直接地。在正常操作期間,電流也不應流過屏蔽層。
同軸電纜技術參數
選擇電纜時要注意的主要參數之一是其波阻抗。雖然這個參數是以歐姆為單位測量的,但不能用普通的歐姆表測試儀來測量,也不取決於電纜段的長度。
線路的波阻抗取決於其線性電感與線性電容的比值,而該比值又取決於中心芯線和編織層的直徑比,以及電介質的特性。因此,在沒有儀器的情況下,您可以用卡尺“測量”波阻——您需要找到芯線直徑 d 和編織線 D,並代入公式中的值。
這裡也是:
- Z - 所需的波阻抗;
- 乙r - 電介質的介電常數(對於聚乙烯,我們可以取 2,5,對於泡沫材料 - 1,5)。
電纜的電阻可以是任何具有合理尺寸的東西,但標準產品可提供以下值:
- 50 歐姆;
- 75 歐姆;
- 120 歐姆(相當罕見的變體)。
不能說 75 歐姆電纜優於 50 歐姆電纜(反之亦然)。每個都必須應用在它的位置 - 發射器輸出 Z 的波阻抗è, 通訊線路(電纜)Z 和負載必須相同 Zн只有在這種情況下,能量從源到負載的傳輸才會發生而沒有損耗和反射。
高波阻抗電纜的製造存在一定的實際限制。 200 歐姆或更大的電纜必須具有非常細的芯線或大直徑的外導體(以保持較大的 D/d 比)。這樣的產品使用起來比較困難,所以高阻抗路徑要么採用兩線製線路,要么採用端接裝置。
另一個重要的同軸參數是 衰減。.它以 dB/m 為單位進行測量。一般來說,電纜越粗(更準確地說,中心線芯的直徑越大),每米長度對信號的衰減就越小。但是這個參數也受到製造通訊線的材料的影響。歐姆損耗由中心纖芯和編織層的材料決定。介電損耗也有影響。這些損耗隨著信號頻率的增加而增加,特殊的絕緣材料(氟塑料等)被用來減少它們。廉價電纜中使用的泡沫電介質有助於增加衰減。
同軸電纜的另一個重要特性是 收縮係數.在需要知道傳輸信號波長的電纜長度時(例如,在阻抗變換器中),需要此參數。電纜的電氣長度和物理長度並不重合,因為真空中的光速大於電纜電介質中的光速。對於具有聚乙烯電介質的電纜,K壕溝=0.66,對於氟塑料 - 0.86。對於具有泡沫絕緣體的廉價產品 - 不可預測,但接近 0,9。在國外的技術文獻中,減速係數的取值——K遲滯=1/К責備.
同軸電纜還具有其他特性 - 最小彎曲半徑(主要取決於外徑)、絕緣體的電氣強度等。它們有時也是選擇同軸電纜所必需的。
同軸電纜打標
國內生產的產品有一個數字字母標記(即使現在也可以找到)。一根電纜標有字母RK(射頻電纜),然後有數字表示:
- 波阻抗;
- 電纜厚度(mm);
- 零件號。
例如,電纜 RK-75-4 指定產品,其耐波性為 75 歐姆,絕緣層直徑為 4 毫米。
國際名稱也以兩個字母開頭:
- RG-射頻電纜;
- 用於數字網絡的 DG 電纜;
- SAT、DJ - 用於衛星廣播網絡(高頻電纜)。
然後是數字,它顯然沒有攜帶技術信息(要破譯它,您必須查看電纜數據表)。此外,可能有更多的字母表示附加屬性。名稱示例 - RG8U - RF 電纜 50 歐姆,中心芯直徑減小,編織層密度減小。
通過了解同軸電纜與其他電纜產品的區別,了解其參數對性能特性的影響,您可以成功地將本產品應用到預期的領域。
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