Není snad člověka, který by nikdy neviděl koaxiální kabel. Jak to funguje, jaké jsou jeho výhody, jaké jsou jeho oblasti použití - mnozí na to teprve přišli.
Obsah
Jak funguje koaxiální kabel
Koaxiální kabel se skládá z:
- vnitřní vodič (centrální jádro);
- dielektrikum;
- vnější vodič (opletení);
- vnější kryt.
Pokud uvážíme kabel v průřezu, vidíme, že oba jeho vodiče jsou umístěny na stejné ose. Odtud název kabelu: anglicky coaxial - koaxiální.
Vnitřní vodič v dobrém kabelu je vyroben z mědi. Nyní levné výrobky používají hliník nebo dokonce poměděnou ocel. Dielektrikum ve vysoce kvalitním kabelu je polyethylen a ve vysokofrekvenčních kabelech je to fluoroplast.V levných variantách se používají různé pěnové plasty.
Klasickým materiálem pro opletení je měď a opletení kvalitních výrobků se provádí hustou vazbou, bez mezer. U kabelů nižší kvality se k výrobě vnějšího vodiče používají slitiny mědi, někdy slitiny oceli, pro snížení nákladů se používá vzácné tkaní a v některých případech fólie.
Rozsah koaxiálního kabelu, jeho klady a zápory
Nejběžnější použití koaxiálního kabelu je pro přenos vysokofrekvenčních proudů (RF, mikrovlnné a vyšší). V mnoha případech se to dělá komunikace mezi anténou a vysílačem nebo mezi anténou a přijímačem, stejně jako v systémech kabelové televize. Takový signál lze přenášet i pomocí dvouvodičového vedení – je to levnější.
V některých případech se to dělá, ale takové vedení má vážnou nevýhodu - elektrické pole v něm prochází otevřeným prostorem, a pokud se do něj dostane vodivý předmět třetí strany, způsobí to zkreslení signálu - útlum, odraz atd. . A u koaxiálního kabelu je elektrické pole zcela uvnitř, takže se při pokládce nemusíte bát, že by vedení procházelo kolem kovových předmětů (nebo mohou být následně v těsné blízkosti kabelu) - neovlivní provoz přenosové linky.
Mezi nevýhody koaxiálního kabelu patří jeho vysoká cena. Nevýhodou je také vysoká náročnost opravy poškozeného vedení.
Dříve byly koaxiální kabely široce používány pro organizování linek přenosu dat v počítačových sítích. Dnes přenosové rychlosti vzrostly na úroveň, kterou RF kabel nemůže poskytnout, takže tato aplikace rychle ustupuje.
Rozdíl mezi koaxiálním kabelem a pancéřovaným kabelem a stíněným drátem
Koaxiální kabel je často zaměňován se stíněným drátem a dokonce i pancéřovaným napájecím kabelem. Pokud existuje určitá vnější podobnost konstrukce („izolační jádro-kovový flexibilní plášť“), jejich účel a princip činnosti jsou odlišné.
V koaxiálním kabelu funguje opletení jako druhý vodič, který doplňuje obvod. Nutně jím protéká zatěžovací proud (někdy i na vnitřní a vnější straně je rozdílný). Opletení může mít z bezpečnostních důvodů kontakt se zemí, nemusí jej mít - to neovlivňuje jeho provoz. Je také nesprávné nazývat ji obrazovkou - nenese globální funkci screeningu.
U pancéřovaného kabelu chrání vnější kovové opletení izolační vrstvu a jádro před mechanickým namáháním. Má vysokou pevnost a je vždy uzemněn podle bezpečnostních požadavků. V normálním režimu jím neprotéká žádný proud.
U stíněného drátu je vnější vodivý plášť navržen tak, aby chránil vodič před vnějším rušením. Pokud je nutné chránit před nízkofrekvenčním rušením (do 1 MHz), pak je stínění uzemněno pouze na jedné straně vodiče. Pro rušení nad 1 MHz slouží stínění jako dobrá anténa, takže je v několika bodech (co nejčastěji) celé uzemněno. V normálním režimu by také neměl přes obrazovku protékat žádný proud.
Technické parametry koaxiálního kabelu
Jedním z hlavních parametrů, na který je potřeba si při výběru kabelu dát pozor, je jeho charakteristická impedance. Přestože se tento parametr měří v ohmech, nelze jej měřit běžným testerem v režimu ohmmetru a nezávisí na délce segmentu kabelu.
Vlnová impedance vedení je určena poměrem jeho lineární indukčnosti k lineární kapacitě, která zase závisí na poměru průměrů centrálního jádra a opletení a také na vlastnostech dielektrika. Proto při absenci zařízení můžete „změřit“ vlnový odpor pomocí posuvného měřítka - musíte najít průměr jádra d a opletení D a nahradit hodnoty do vzorce.
Zde také:
- Z je požadovaný vlnový odpor;
- Er - dielektrická permitivita dielektrika (pro polyethylen můžete vzít 2,5 a pro pěnový materiál - 1,5).
Odpor kabelu může být jakýkoliv s rozumnými rozměry, ale standardně se vyrábí produkty s následujícími hodnotami:
- 50 ohmů;
- 75 ohmů;
- 120 Ohm (docela vzácná možnost).
Nedá se říci, že by byl 75 ohmový kabel lepší než 50 ohmový (nebo naopak). Každý musí být aplikován na své místo - charakteristická impedance výstupu Z vysílačea, komunikační linky (kabely) Z a zatížení by mělo být stejné Zn, pouze v tomto případě dojde k přenosu energie ze zdroje na zátěž bez ztrát a odrazů.
Při výrobě kabelů s vysokou impedancí existují určitá praktická omezení. Kabely 200 ohmů a více musí být velmi tenké nebo s vnějším vodičem o velkém průměru (pro zachování velkého poměru D/d).Použití takového produktu je obtížnější, proto se pro cesty s vysokým odporem používají buď dvouvodičová vedení, nebo odpovídající zařízení.
Dalším důležitým koaxiálním parametrem je tlumení. Měřeno v dB/m. Obecně platí, že čím je kabel tlustší (přesněji řečeno, čím větší je průměr centrálního jádra), tím méně se v něm signál s každým metrem délky utlumuje. Tento parametr ale ovlivňují i materiály, ze kterých je komunikační linka vyrobena. Ohmické ztráty jsou určeny materiálem centrálního jádra a opletu. Dielektrické ztráty přispívají. Tyto ztráty se zvyšují s rostoucí frekvencí signálu, k jejich snížení se používají speciální izolační materiály (PTFE apod.). Pěnová dielektrika používaná v levných kabelech přispívají ke zvýšenému útlumu.
Další důležitou vlastností koaxiálního kabelu je rychlostní faktor. Tento parametr je potřeba tam, kde je potřeba znát délku kabelu ve vlnových délkách přenášeného signálu (například u odporových transformátorů). Elektrická délka a fyzická délka kabelu se neshodují, protože rychlost světla ve vakuu je větší než rychlost světla v dielektriku kabelu. Pro kabel s polyetylenovým dielektrikem Kvyčítat=0,66, pro fluoroplast - 0,86. U levných výrobků s pěnovým izolátorem - nepředvídatelné, ale blíže k 0,9. V zahraniční odborné literatuře se používá hodnota součinitele zpomalení - Kzpomalil= 1/Kvyčítat.
Také koaxiální kabel má další vlastnosti - minimální poloměr ohybu (závisí především na vnějším průměru), dielektrickou pevnost izolantu atd. Někdy jsou také potřeba k výběru koaxiálního kabelu.
Značení koaxiálního kabelu
Tuzemské produkty měly alfanumerické značení (lze najít i nyní). Kabel byl označen písmeny RK (radiofrekvenční kabel), za nimiž následují čísla označující:
- vlnový odpor;
- tloušťka kabelu v mm;
- Katalogové číslo.
Kabel RK-75-4 tedy označoval výrobky s vlnovou impedancí 75 ohmů a průměrem izolace 4 mm.
Mezinárodní označení také začíná dvěma písmeny:
- RG RF kabel;
- DG - kabel pro digitální sítě;
- SAT, DJ - pro satelitní vysílací sítě (vysokofrekvenční kabel).
Dále přichází na řadu figurka, která evidentně nenese technické informace (pro jejich dešifrování se budete muset podívat do kabelového pasu). Dále může být více písmen označujících další vlastnosti. Příklad označení - RG8U - 50 Ohm RF kabel se zmenšeným průměrem centrálního jádra a sníženou hustotou opletení.
Poté, co jste pochopili rozdíly mezi koaxiálním kabelem a jinými kabelovými produkty a poznali vliv jeho parametrů na výkon, můžete tento produkt úspěšně používat v oblastech, pro které je určen.
Podobné články:
