Sotva si viem predstaviť niekoho, kto nikdy nevidel koaxiálny kábel. Spôsob, akým sa vyrába, aké sú jeho výhody a kde sa používa, je stále veľa otázok, na ktoré treba odpovedať.
Obsah
Ako sa vyrába koaxiálny kábel
Koaxiálny kábel sa skladá z
- vnútorný vodič (centrálne jadro)
- dielektrikum;
- vonkajší vodič (opletenie);
- Vonkajší poťah.
Ak sa pozriete na prierez kábla, uvidíte, že oba vodiče sú na rovnakej osi. Odtiaľ pochádza názov kábla: koaxiálny v angličtine.
Vnútorný vodič dobrého kábla je vyrobený z medi. V súčasnosti sa pri lacných výrobkoch používa hliník alebo dokonca oceľ s medeným povlakom. Dielektrikom dobrého kábla je polyetylén, zatiaľ čo vysokofrekvenčné káble používajú fluoroplast. V lacných verziách sa používajú rôzne penové plasty.
Klasickým materiálom na opletenie je meď a kvalitné výrobky sú opletené hustým pletením bez medzier. V menej kvalitných kábloch sa na výrobu vonkajšieho vodiča používajú zliatiny medi, niekedy aj zliatiny ocele, riedke opletenie, aby bol lacnejší, v niektorých prípadoch sa používa fólia.
Oblasť použitia koaxiálneho kábla, jeho výhody a nevýhody
Koaxiálny kábel sa najčastejšie používa na prenos vysokofrekvenčných prúdov (RF, mikrovlny a vyššie). V mnohých prípadoch sa používa na prepojenie medzi anténou a vysielačom alebo medzi anténou a prijímačom, ako aj v systémoch káblovej televízie. Takýto signál možno prenášať aj pomocou dvojvodičového vedenia - je to lacnejšie.
V niektorých prípadoch sa to robí, ale takéto vedenie má vážnu nevýhodu - elektrické pole v ňom prechádza otvoreným priestorom, a ak sa doň dostane vonkajší vodivý predmet, spôsobí skreslenie signálu - útlm, odraz atď. Pri koaxiálnom kábli je však elektrické pole úplne vo vnútri, takže sa pri kladení nemusíte obávať prechádzajúcich kovových predmetov (alebo by sa neskôr mohli nachádzať v blízkosti kábla) - neovplyvnia výkon prenosového vedenia.
Nevýhodou koaxiálneho kábla je jeho vysoká cena. Za nevýhodu sa považuje aj vysoká prácnosť opravy poškodeného vedenia.
V minulosti sa koaxiálne káble bežne používali aj na prenos dát v počítačových sieťach. V súčasnosti sa prenosové rýchlosti zvýšili na úroveň, ktorú rádiofrekvenčný kábel nedokáže dosiahnuť, preto sa táto aplikácia rýchlo vyraďuje.
Rozdiel medzi koaxiálnym káblom a pancierovaným káblom a tieneným vodičom
Koaxiálny kábel sa často zamieňa s tieneným vodičom a dokonca aj s pancierovaným napájacím káblom. Hoci majú určitú vonkajšiu konštrukčnú podobnosť ("jadro - izolácia - kovový pružný plášť"), ich účel a princíp fungovania sú odlišné.
Oplet koaxiálneho kábla je druhým vodičom, ktorý uzatvára obvod. Musí prenášať záťažový prúd (niekedy sa dokonca vnútorná a vonkajšia strana líšia). Oplet môže, ale nemusí byť z bezpečnostných dôvodov pripojený k uzemneniu - to nemá vplyv na prevádzku opletu. Je tiež nesprávne nazývať ho štítom - nemá žiadnu globálnu funkciu tienenia.
Pri pancierovaných kábloch chráni vonkajšie kovové opletenie izolačnú vrstvu a vodič pred mechanickými vplyvmi. Je veľmi silný a z bezpečnostných dôvodov musí byť vždy uzemnený. Počas bežnej prevádzky ním netečie žiadny prúd.
Tienený kábel má vonkajší vodivý plášť, ktorý chráni vodič pred vonkajším rušením. Ak je potrebné chrániť pred LF rušením (do 1 MHz), tienidlo sa uzemní len na jednej strane vodiča. V prípade rušenia nad 1 MHz slúži tienenie ako dobrá anténa, takže je uzemnené po celej dĺžke na viacerých miestach (čo najčastejšie). Pri bežnej prevádzke by cez tienenie nemal tiecť ani prúd.
Technické parametre koaxiálneho kábla
Jedným z hlavných parametrov, ktoré treba zohľadniť pri výbere kábla, je jeho impedancia. Hoci sa tento parameter meria v ohmoch, nedá sa merať bežným ohmmetrom a nezávisí od dĺžky káblovej časti.
Impedancia vedenia je určená pomerom jeho lineárnej indukčnosti a lineárnej kapacity, ktorý zasa závisí od pomeru priemerov centrálneho jadra a opletenia, ako aj od vlastností dielektrika. Ak teda nemáme k dispozícii prístroje, môžeme "zmerať" vlnový odpor pomocou meradla - zistíme priemer jadra d a priemer opletu D a tieto hodnoty dosadíme do vzorca.
Tu tiež:
- Z - Požadovaná vlnová impedancia;
- Er - je dielektrická konštanta dielektrika (pre polyetylén 2,5 a pre penu 1,5).
Odpor kábla môže byť akýkoľvek s primeranými rozmermi, ale štandardné výrobky sú k dispozícii s hodnotami:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (pomerne zriedkavý variant).
Nemožno povedať, že 75 Ω kábel je lepší ako 50 Ω kábel (alebo naopak). Každý musí byť použitý na svojom mieste - vlnová impedancia výstupu vysielača Zи, komunikačné vedenie (kábel) Z a zaťaženie musia byť rovnaké ZнIba v tomto prípade sa prenos energie zo zdroja do záťaže môže uskutočniť bez strát alebo odrazov.
Pri výrobe káblov s vysokou vlnovou impedanciou existujú určité praktické obmedzenia. Kábel s impedanciou 200 ohmov alebo viac musí mať veľmi tenké jadro alebo veľký priemer vonkajšieho vodiča (aby mal vysoký pomer D/d). Takýto výrobok sa ťažšie používa, preto sa pre cesty s vysokou impedanciou používajú buď dvojvodičové vedenia, alebo ukončovacie zariadenia.
Ďalším dôležitým koaxiálnym parametrom je útlm. Meria sa v dB/m. Vo všeobecnosti platí, že čím hrubší je kábel (presnejšie, čím väčší je priemer centrálneho jadra), tým menší je útlm signálu s každým metrom dĺžky. Tento parameter však ovplyvňujú aj materiály, z ktorých je komunikačné vedenie vyrobené. Ohmické straty sú dané materiálom jadra a opletenia. Prispievajú k tomu aj dielektrické straty. Tieto straty sa zvyšujú s frekvenciou signálu a na ich zníženie sa používajú špeciálne izolačné materiály (fluoroplast atď.). Penové dielektriká používané v lacných kábloch prispievajú k zvýšenému útlmu.
Ďalšia dôležitá vlastnosť koaxiálneho kábla faktor skrátenia. Tento parameter je potrebný tam, kde je potrebné poznať dĺžku kábla vo vlnových dĺžkach prenášaného signálu (napr. v impedančných transformátoroch). Elektrická dĺžka a fyzická dĺžka kábla sa nezhodujú, pretože rýchlosť svetla vo vákuu je väčšia ako rýchlosť svetla v dielektriku kábla. Pre kábel s polyetylénovým dielektrikom Kk=0,66, pre fluoroplast - 0,86. Pri lacných výrobkoch s penovým izolátorom - nepredvídateľné, ale bližšie k 0,9. V zahraničnej odbornej literatúre sa uvádza hodnota retardačného faktora - Kretardácia=1/Кvýčitky.
Koaxiálny kábel má aj ďalšie vlastnosti - minimálny polomer ohybu (závisí najmä od vonkajšieho priemeru), elektrická pevnosť izolátora atď. Aj tie sú niekedy potrebné pri výbere koaxiálneho kábla.
Označenie koaxiálneho kábla
Domáce výrobky mali číselno-písmenové označenie (možno ho nájsť aj dnes). Kábel bol označený písmenným symbolom RK (rádiofrekvenčný kábel), za ktorým nasledovala číslica označujúca:
- vlnová impedancia;
- Hrúbka kábla v mm;
- katalógové číslo.
Napríklad kábel RK-75-4 označuje výrobky s vlnovým odporom 75 Ohm a priemerom izolácie 4 mm.
Medzinárodné označenie sa tiež začína dvoma písmenami:
- RG - rádiofrekvenčný kábel;
- Generálne riaditeľstvo pre digitálne siete;
- SAT, DJ pre satelitné siete (vysokofrekvenčný kábel).
Nasleduje číslo, ktoré neobsahuje žiadne technické informácie (na jeho rozlúštenie sa musíte pozrieť do technického listu kábla). Ďalej sa môžu objaviť ďalšie písmená označujúce ďalšie vlastnosti. Príklad označenia - RG8U - VF kábel 50 Ohm so zníženým priemerom stredového jadra a nižšou hustotou opletenia.
Pochopením rozdielov medzi koaxiálnym káblom a inými káblovými výrobkami a poznaním vplyvu jeho parametrov na výkonové charakteristiky môžete tento výrobok úspešne použiť v oblastiach, pre ktoré je určený.
Súvisiace články:
