Die keuse van die regte RF-kabel vergadering

Coaxial kabel byeenkomste is byna oral waar elektroniese stelsels gevind kan word. En hulle het 'n eenvoudige taak: om te dien as 'n seinpad om seine van een plek na 'n ander oor te dra. Maar hulle moet daardie taak verrig sonder om te faal en met weinig of geen verandering aan die seine nie, of dit nou hoëfrekwente analoogseine of hoë snelheids digitale seine is. Aangesien koaksiale kabelsamestellings so noodsaaklik is vir so 'n wye reeks stelsels, van robuuste elektroniese stelsels op die grond tot satelliete in die ruimte, moet die seleksieproses vir hierdie kabels nie ligtelik behandel word nie. Die keuse van die regte koaksiale kabelsamestelling is nie 'n triviale taak nie, maar dit is 'n taak wat ietwat vergemaklik kan word deur beter te weet waarna u moet soek in 'n hoëfrekwensie of hoëspoed-koaksiale kabelmontering.

Koaksiale kabels bied die middel van die transvers-elektromagnetiese (TEM) transmissie-modus. Die naam koaksiaal kom van hul konstruksie, wat tipies bestaan ​​uit 'n koper koper ronde draad binneste geleier, solied of gestrand, omring deur 'n buisvormige diëlektriese isolator, wat omring word deur 'n buisvormige buitenste geleier of skild, wat op sy beurt deur een of ander vorm omring word beskermende buitenste laag, gewoonlik 'n plastieklaag. Die koaksiale kabel is die breinkind van die Britse wiskundige Oliver Heaviside, wat die konsep in die laat 19th Century gepatenteer het. Hy het veleffekte in telegraaf transmissielyne bestudeer en vasgestel dat die verwerking van een of ander vorm van isolator om die transmissielyn die werkverrigting daarvan sou verbeter. Die eerste kommersiële gebruik van 'n koaksiale kabel in die Verenigde State was 'n 220-kilometer lange koaksiekabel tussen twee dorpe in Minnesota, van Stevens Point tot Minneapolis, hoofsaaklik vir telefoonlyne.

Vir effektiewe gebruik met hoëfrekwente analoogseine of hoë snelheid digitale seine, moet die afmetings van die verskillende dele van 'n koaksiale kabel presies beheer word om konstante geleidingsafstand te bewerkstellig. Die koaksiale konstruksie (Figuur 1, uitgesnyde aansig van die koaxkabel) beperk die elektriese en magnetiese velde van geleide seine binne die diëlektriese isolator, terwyl elektriese en magnetiese velde buite die buitenste skildlaag nie belemmer word deur geleide seine nie. 'N Koaksiale kabel word 'n samestelling wanneer dit beëindig word in 'n kliënt se keuse van koaksiale verbindings. Koaksiale kabelsamestelle word gereeld gebruik in kabeltelevisie-installasies (CATV), vir hoëfrekwensie RF / mikrogolfverbindings, in presisie-toets- en metingstoerusting en stelsels, en vir die oordrag van hoëspoed digitale seine in rekenaarnetwerke.

FIG 1

Koaksiale kabelsamestellings vir hoëfrekwente analoog- of hoëspoed digitale toepassings het tipies kenmerkende impedansies van óf 50 óf 75 Ω, en hierdie impedansies is nie toevallig nie. Die twee waardes spoor terug na baanbrekerswerk wat in 1929 by Bell Laboratories uitgevoer is. Daardie vroeë eksperimente het optimale kenmerkende impedansies gesoek vir die oordrag van hoë drywingsvlakke en om minimale seinverlies te bewerkstellig. Ideaal gesproke sou dieselfde kenmerkende kabelimpedansie beide toestande ondersteun, maar dit is nie die geval nie. 'N Kenmerkende impedansie van 30 Ω was optimaal vir die oordrag van seine teen hoë drywingsvlakke, terwyl 77 well goed geskik was om die verlies aan hoëfrekwensie, hoë snelheidseine te verminder. Die Bell-navorsers het ook bevind dat 60 Ω die beste kenmerkende impedansie vir hoogspanningsseine was. Die 50 Ω-impedansie is gekies as 'n praktiese kompromie tussen die kraghanteringsvermoë by 30 Ω en die minimale verswakking by 77 Ω, terwyl 75 Ω gekies is as 'n goeie pasmaat vir 'n sentrum-gevoed dipoolantenne in vrye ruimte vir gebruik in radio stelsels.

As u 'n koaksiale kabelmontering spesifiseer, help dit om die elektriese en meganiese parameters van verskillende kabeltipes te verstaan ​​en te vergelyk. RF / mikrogolfkoaksiale kabels kan in drie kategorieë gegroepeer word: semi-rigiede en aanpasbare (of handvormbare) kabels, buigsame kabels en gegolfde kabels. Elkeen is anders gebou, met verskillende meganiese eienskappe en verskillende vlakke van elektriese werkverrigting.

Halfstyfkabels, so genoem omdat dit meer buigsaamheid bied as stywe kabels, is bekend vir hul uitstekende elektriese werkverrigting, maar beperkte vormbaarheid. Vanweë hul gebrek aan buigsaamheid, benodig hulle gewoonlik die gebruik van driedimensionele (3D) ingenieurstekeninge vir die regte integrasie in die meeste elektroniese stelsels. Die keuse van 'n koaksiale kabelverbinding behels egter afwisseling, en vir die opoffering van buigsaamheid bied semi-starre kabelsamestelle uitstekende elektriese werkverrigting in vergelyking met die ander twee soorte koaksiale kabels, en bied eenvormige impedansie, lae inlaatverlies oor wye frekwensies en uitstekende afskermingseffektiwiteit (SE, 'n parameter wat kabellekkasie en vatbaarheid vir elektromagnetiese bronne buite kenmerk).

Halfstyfkabels word tipies gebou met 'n soliede middelgeleier omring deur 'n diëlektriese isolerende materiaal, bedek met 'n soliede buisvormige buisgeleier (Figuur 2, 'n uitgesnyde aansig). Die sentrale geleier is meestal silwer-vergulde koper, wat nie-magneties is en lae-verliesprestasie ondersteun. Die buitenste geleier is tipies gevorm van aluminium of koper, wat kaal of met tin is bedek. In teenstelling met stywe kabels, word semi-stywe kabels tipies gekenmerk deur die buitendiameter van die kabel: 0.034, 0.047, 0.086 of 0.141 duim. Semi-starre kabels met 'n klein deursnee kan werkfrekwensies van so hoog as 110 GHz ondersteun, maar met 'n maksimum kraghanteringsvermoë van 'n paar honderd watt en tipies veel minder. Stewige kabels het, in vergelyking, buitemeters van 0.875 tot 8.1875 duim. Dit bied kraghanteringsvermoëns van kilowatt by laer frekwensies, meestal deur ongeveer 800 MHz vir toepassings soos kommersiële radio- en televisie-uitsenders.

VARK 2

Die soliede buitenste geleier bied uitstekende SE-werkverrigting in semi-stywe kabels, met 'n mate van opoffering in buigsaamheid. Die hoë afskermingswaardes stel semi-stywe kabels in staat om uitstekende elektriese werkverrigting te bewerkstellig, selfs in omgewings met hoë vlak seine, naby transmissie-antennas. Met behulp van verskillende konfigurasies vir die buitenste geleier, het vervaardigers van koaksiale kabels die buigsaamheid van hul kabels verbeter terwyl hulle steeds hoë SE-vlakke behaal. Die buitenste geleier- of vlegsellae is ontwerp met plat metaalomhulsels, ronde metaalomhulsels, metaalstroke met en sonder bedekkings, en in enkellaag-, dubbellaag- en drievoudige konfigurasies om 'n wye reeks SE-waardes met lae insetverlies terwyl u ook 'n mate van buigsaamheid in die kabel bereik.

Konformeerbare kabels bied 'n groot deel van die elektriese werkverrigting van semi-starre kabelsamestellings, maar met ietwat meer buigsaamheid om moeilike installasies en verbindings te vergemaklik. Conformable kabels is nie ontwerp vir herhaalde buiging nie, maar kan gebuig word (binne die grense van hul minimum buigradius) tot die vereiste vorm en sal die vorm behou sodra dit gebuig is. Vir goeie elektriese werkverrigting is kabels wat gekombineer is, vervaardig met silwerskoon kopergeleiers of silwerbedekte, koperbedekte staalgeleiers en 'n kopertin-saamgestelde skildontwerp wat 'n hoë SE bied.

Buigsame kabels bied 'n deel van die elektriese werkverrigting van semi-starre kabels op, maar hul groter buigsaamheid vergemaklik installasies in stelsels. In die plek van die soliede geleier van 'n semi-starre kabel gebruik 'n buigsame kabel dikwels 'n gestrande middelgeleier. In plaas van die soliede buitenste geleier van die semi-starre kabel, gebruik 'n buigsame kabel 'n polyurethaan- of gefluoreerde etileenpropyleen (FEP) buitenste baadjie. 'N Aantal verskillende diëlektriese isolatormateriale kan in 'n buigsame kabelsamestelling gebruik word, insluitend poliëtileen, soliede polytetrafluroethyleen (PTFE) en hoëdigtheid-poliëtileenskuim. Die luginhoud van die skuim verlaag die diëlektriese konstante van die isolatiemateriaal, terwyl dit help om kabeldemping te verminder.

Byvoorbeeld, met 'n buigsame koaksiale kabel kan 'n buitenste geleier gebruik word wat bestaan ​​uit silwerbedekte koperdrade wat oor die isolator gevleg is, of silwerbedekte koperstroke in 'n mandjie-weef of versilverde koperdrade wat parallel aan mekaar en in 'n lang spiraal geplaas is opset. Die middelgeleier kan massief koper wees, om kabelverlies te beperk, of gestrand, vir toepassings wat herhaaldelike buiging van die kabel kan verg, hoewel met 'n groter verlies as kabels met 'n soliede middelgeleier.

FIG 3

Vlegsels vir koaksiale kabels is beskikbaar in 'n verskeidenheid materiale en soorte, wat elk 'n uitruil het. 'N Vlegsellaag van ronde draad bied 'n goeie buigsaamheid en het die laagste materiaalkoste, maar, soos vroeër opgemerk, kan prestasie agteruitgang onder buiging hê. Meer gesofistikeerde vlegmateriaal verteenwoordig verhoogde materiaalkoste, maar meer konsekwente prestasie met verloop van tyd. Byvoorbeeld, 'n skild wat gevorm is van 'n plat metaallint kan lae kabeldemping lewer met 'n hoë SE-werkverrigting, terwyl dit mettertyd konstante elektriese werkverrigting behou. 'N Heliese plat vlegsel ondersteun goeie buigsaamheid, terwyl dit ook uitstekende fasestabiliteit moontlik maak met kabelbuig en hoë SE-vlakke. 'N Gewikkelde of gevoude foelie-vlegsel kan ook 'n hoë elektriese werkverrigting bied, met 'n goeie meganiese krag, maar met 'n mate van verlies aan buigsaamheid in vergelyking met ander vlegkonfigurasies.

Die aantal vlegsels sal beide buigsaamheid en SE beïnvloed. Afhangend van die skildmateriaal, soos koperdraadvlegsels, en of dit silwer bedek is, kan 'n koaksiale kabel met 'n enkele vleglaag SE van 40 dB of hoër lewer met baie hoë buigsaamheid. Met elke gevoegde laag, neem die kabel se buigsaamheid af namate die SE verhoog. 'N Dubbele vleglaag wat bestaan ​​uit twee ronddraadvlegsels, kan tipies beter lewer as 60 dB-afskerming. Maar as 'n foelie-afscherming of geweefde plat vlegsel vir een van die vleglae gebruik word, kan die SE tot 90 dB verhoog word. Dubbel-afgeschermde kabels met behulp van 'n folieskerm onder 'n tingevulde saamgestelde laag kan beter as 100 dB SE behaal, terwyl dit steeds redelike buigsaamheid verkry. Hoë SE-waardes is moontlik met drievoudige afgeskermde kabels wat ronde draad en geweefde plat vlegsels kombineer, hoewel dit so effens buigsaam is (Figuur 4).

Koaksiale kabelsamestellings word nie net deur die tipe kabel gedefinieer nie, maar deur die koaksiale verbindings aan weerskante van die eenheid. Die verskillende kabeltipes kan met behulp van standaard elektriese en meganiese parameters vergelyk word met die beste toepassing, maar sulke vergelykings moet altyd dieselfde lengte van die kabel vergelyk met dieselfde koaksiale verbindings aan albei ente van die kabelsamestelle wat vergelyk word.

FIG 4

Wat die amplitude- en fase-eienskappe betref, moet 'n koaksiale kabel-eenheid binne 'n stelsel elektries sigbaar wees, wat 'n seinbaan tussen twee punte in die stelsel bied, met 'n minimale uitwerking op die oorgedra seine. In die regte wêreld kan kabelsamenstelle egter veranderings aanbring op die seine wat hulle dra, hoewel 'n behoorlike keuse van kabelmontering hierdie effekte kan verminder. Kabelsamestellings word tipies gekenmerk deur 'n aantal verskillende elektriese en meganiese parameters (Figuur 5): afsnyfrekwensies, verswakking of invoegverlies (in dB / ft of dB / m), retourverlies of spanning staande golfverhouding (VSWR), kapasitansie (pF / ft.), voortplantingsnelheid (VP, in%), kraghanteringsvermoë (in W), en selfs gewig (lbs / ft. of lbs / m). Hierdie verskillende parameters kan nuttige maatstawwe bied vir die vergelyking van kabelsamestellings van verskillende verskaffers.

As u 'n radiostasie wil bou, versterk u FM-radiosender of benodig enige ander FM toerusting, kontak ons ​​gerus: [e-pos beskerm].

Los 'n boodskap 

boodskap Lys