Kas ir koaksiālais kabelis?
Koaksiālo kabeli dažreiz sauc par RF kabeli. Koaksiālais RF kabelis ir visbiežāk izmantotā struktūra. Tā kā iekšējie un ārējie vadītāji atrodas koncentriskā stāvoklī, elektromagnētiskā enerģija ir ierobežota, lai izplatītos vidē starp iekšējiem un ārējiem vadītājiem, tāpēc tai ir būtiskas priekšrocības, piemēram, zems vājinājums, augsta ekranēšanas veiktspēja, joslas platums un stabila veiktspēja. Parasti izmanto radiofrekvenču enerģijas pārraidei no 500 kHz līdz 18 GHz. Koaksiālajam kabelim ir divi koncentriski vadītāji, un vadītājam un vairoga slānim ir viena un tā pati kabeļa ass. Visizplatītākais koaksiālais kabelis sastāv no vara vadītāja, kuru izolē izolācijas materiāls. Iekšējā izolācijas materiāla ārpusē ir vēl viens gredzena vadītāja slānis un tā izolators, un pēc tam visu kabeli pārklāj polivinilhlorīda vai teflona materiāla apvalks. Koaksiālo kabeli var sadalīt 50Ω pamatjoslas kabelī un 75Ω platjoslas kabeļa radio frekvences koaksiālajā kabelī. Pamatjoslas kabeļi ir sadalīti plānos koaksiālajos un biezajos koaksiālajos kabeļos. Pamatjoslas kabelis tiek izmantots tikai ciparu pārraidei, un datu pārraides ātrums var sasniegt 10Mbps. Raksturīgā pretestība 50Ω radio frekvences koaksiālais kabelis galvenokārt tiek izmantots pamatjoslas signāla pārraidei, pārraides joslas platums ir 1-20 MHz un raksturīgās pretestības 75Ω radio frekvences koaksiālais kabelis bieži tiek izmantots CATV tīklā, tāpēc to sauc par CATV kabeli un pārraidi joslas platums var sasniegt 1GHz. Pārraides joslas platums ir 750 MHz.
Koaksiālā kabeļa struktūra un materiāli
Vissvarīgākās kabeļa elektriskās īpašības ir zems vājinājums, vienmērīga pretestība un augsti atdeves zudumi. Noplūdušiem kabeļiem vissvarīgākais ir tā labākais sakabes zudums. Kabeļa galvenā funkcija ir signālu pārraide. Tāpēc ir ļoti svarīgi nodrošināt, lai kabeļa konstrukcijai un materiālam būtu labas pārraides īpašības visā kabeļa kalpošanas laikā.
1. Iekšējais diriģents
Varš ir galvenais iekšējā vadītāja materiāls, un tas var būt šādos veidos: atlaidināta vara stieple, atlaidināta vara caurule un vara pārklāta alumīnija stieple. Parasti mazā kabeļa iekšējais vadītājs ir vara stieple vai vara pārklāta alumīnija stieple, savukārt vara caurule tiek izmantota lielajam kabelim, lai samazinātu kabeļa svaru un izmaksas. Lielā kabeļa ārējais vadītājs ir reljefs, lai varētu iegūt pietiekamu lieces sniegumu.
Iekšējam vadītājam ir liela ietekme uz signāla pārraidi, jo vājinājumu galvenokārt izraisa iekšējā vadītāja pretestības zudums. Elektrovadītspējai, īpaši virsmas vadītspējai, jābūt pēc iespējas augstākai. Vispārējā prasība ir 58MS / m (+20 ℃), jo augstās frekvencēs strāvu uz vadītāja virsmas pārraida tikai plānā slānī. Šo parādību sauc par ādas efektu, pašreizējā slāņa faktisko biezumu sauc par ādas dziļumu. 1. tabulā ir redzamas vara cauruļu un vara pārklājumu alumīnija stiepļu ādas dziļuma vērtības noteiktās frekvencēs, ja tās izmanto kā iekšējos vadītājus.
Iekšējam vadītājam izmantotā vara materiāla kvalitātes prasības ir ļoti augstas, un vara materiālam nedrīkst būt piemaisījumu, un tam jābūt tīrai, plakanai un gludai virsmai. Iekšējā vadītāja diametram jābūt stabilam un ar stingrām pielaidēm. Jebkādas diametra izmaiņas samazinās pretestības vienmērīgumu un atgriešanās zudumus, tāpēc ražošanas process ir precīzi jākontrolē.
2. Ārējais vadītājs
Ārējam vadītājam ir divas pamatfunkcijas: pirmais ir atgriešanās vadītājs, bet otrais - vairogs. Noplūdes kabeļa ārējais vadītājs nosaka arī tā noplūdes veiktspēju. Koaksiālo padeves kabeļu un īpaši elastīgo kabeļu ārējie vadītāji tiek metināti ar rievotām vara caurulēm. Šo kabeļu ārējie vadītāji ir pilnībā noslēgti, un no kabeļiem nav pieļaujams starojums.
Ārējais vadītājs parasti ir gareniski pārklāts ar vara lentu. Uz ārējā vadītāja slāņa ir gareniskas vai šķērsvirziena spraugas vai mazas atveres.
Gofrētajos kabeļos ārējā vadītāja sprauga ir biežāk sastopama. To veido, vienādi attālinot gofrētā viļņa virsotnes griešanu un rievošanu aksiālajā virzienā. Griezuma daļas īpatsvars ir mazs, un atstarpes atstarpe ir daudz mazāka nekā pārraidītā elektromagnētiskā viļņa garums.
Acīmredzot noplūdes kabeli var izgatavot, apstrādājot necaurlaidīgu kabeli saskaņā ar šādu metodi: sagrieziet kopējo krunkainā kabeļa ārējā vadītāja viļņa virsotni necaurlaidīgajā kabelī 120 grādu leņķī, lai iegūtu piemērotu komplektu slotu struktūras. Noplūdušā kabeļa forma, platums un slota struktūra nosaka tā veiktspējas rādītājus.
Ārējam vadītājam izmantotajam varam jābūt arī kvalitatīvam, ar augstu vadītspēju un bez piemaisījumiem. Ārējā vadītāja izmērs stingri jākontrolē pielaides diapazonā, lai nodrošinātu vienmērīgu raksturīgo pretestību un lielu atgriešanās zudumu.
3. Izolācijas vide
Radiofrekvenču koaksiālā kabeļa vide ir daudz vairāk nekā tikai izolācija. Galīgo pārraides veiktspēju galvenokārt nosaka pēc izolācijas. Tāpēc dielektriskā materiāla izvēle un tā struktūra ir ļoti svarīga. Visas svarīgās īpašības, piemēram, vājināšanās, pretestība un atgriešanās zudumi, ir ļoti saistītas ar izolāciju. Vissvarīgākās izolācijas prasības ir:
Relatīvā dielektriskā konstante ir zema, un dielektriskā zuduma leņķa koeficients ir mazs, lai nodrošinātu zemu vājinājumu;
Konsekventa struktūra, lai nodrošinātu vienādu pretestību un lielus atgriešanās zaudējumus;
Stabilas mehāniskās īpašības, lai nodrošinātu ilgu kalpošanas laiku;
Ūdensizturīgs un mitrumizturīgs.
Fiziskā augsta putu izolācija var izpildīt visas iepriekš minētās prasības. Izmantojot modernu ekstrūzijas un gāzes iesmidzināšanas tehnoloģiju un īpašus materiālus, putošanas pakāpe var sasniegt vairāk nekā 80%, un šāda veida elektriskā veiktspēja ir salīdzinoši tuvu gaisa izolēto kabeļu veiktspējai. Gāzes iesmidzināšanas metodē slāpekli tieši injicē barotnes materiālā ekstruderā. Šo procesu sauc arī par fiziskās putošanas metodi. Atšķirībā no šīs ķīmiskās putošanas metodes putošanas pakāpe var sasniegt tikai aptuveni 50%, un dielektriskie zudumi ir salīdzinoši lieli. Putuplasta struktūra, kas iegūta ar gāzes iesmidzināšanas metodi, ir konsekventa, kas nozīmē, ka tās pretestība ir vienmērīga un atgriešanās zudumi ir lieli.
Mūsu RF kabelim ir ļoti laba elektriskā veiktspēja, pateicoties izolācijas materiāla mazajam dielektrisko zudumu leņķim un lielajai putošanas pakāpei. Putojošās vides īpašības ir svarīgākas augstās frekvencēs. Tieši šī īpašā putu struktūra nosaka ļoti zemu kabeļa vājināšanās darbību augstās frekvencēs.
Unikālais daudzslāņu izolācijas (iekšējais plānā slāņa-putu slāņa-ārējā plānā slāņa) kopejošais process var iegūt vienmērīgu un slēgtu putu struktūru, kurai piemīt stabilu mehānisko īpašību, augstas izturības un labas mitruma izturības īpašības. Lai kabelis uzturētu labu elektrisko veiktspēju mitrā vidē, mēs speciāli izstrādājām kabeli: putu izolācijas slāņa ārējai virsmai tiek pievienots plāns cietais serdeņš PE. Šis ārējais plānais slānis var efektīvi novērst mitruma iekļūšanu un aizsargāt kabeļa elektrisko darbību jau no ražošanas sākuma. Šis dizains ir īpaši svarīgs noplūdušiem kabeļiem ar caurumiem ārējā vadītājā. Turklāt izolācijas slānis ir cieši iesaiņots uz iekšējā vadītāja ar iekšējo plāno slāni, kas vēl vairāk uzlabo kabeļa mehānisko stabilitāti. Turklāt plānā kārta satur īpašus stabilizatorus, kas var nodrošināt saderību ar varu un mūsu kabeļu ilgtermiņa kalpošanas laiku. Piemērota iekšējā plānā slāņa materiāla izvēle var pilnībā sasniegt apmierinošu sniegumu, piemēram, mitruma izturību, savienojumu un stabilitāti.
Šis daudzslāņu izolācijas dizains (iekšējais plānā slāņa-putu slāņa-ārējais plānais slānis) vienlaikus var iegūt lielisku elektrisko veiktspēju un stabilas mehāniskās īpašības, tādējādi uzlabojot mūsu RF kabeļu ilgtermiņa kalpošanas laiku un uzticamību.
4. Apvalks
Āra kabeļu visbiežāk izmantotais apvalka materiāls ir melns lineārs zema blīvuma polietilēns. Tās blīvums ir līdzīgs LDPE, bet stiprums ir līdzvērtīgs HDPE. Gluži pretēji, dažos gadījumos mēs mēdzam izmantot HDPE, kas var nodrošināt labākas apvalka mehāniskās īpašības un izturību pret berzi, ķīmiskām vielām, mitrumu un dažādus vides apstākļus.
UV izturīgs melns HDPE var izturēt klimatiskos spriegumus, ko izraisa ārkārtīgi augsta temperatūra un spēcīgi ultravioletie stari. Kad tiek uzsvērta kabeļu ugunsdrošība, jāizmanto materiāli ar zemu dūmu daudzumu, bez halogēniem un liesmu slāpējoši materiāli. Noplūdušajā kabelī, lai samazinātu uguns izplatīšanos, starp ārējo vadītāju un apvalku var izmantot ugunsizturīgu un liesmu slāpējošu lenti, lai kabelī saglabātu viegli izkusušo izolācijas slāni.
