Какво е коаксиален кабел?
Коаксиалният кабел понякога се нарича RF кабел. Коаксиалният RF кабел е най-често използваната структура. Тъй като вътрешните и външните проводници са в концентрично положение, електромагнитната енергия е ограничена да се разпространява в средата между вътрешния и външния проводници, така че има значителни предимства като ниско затихване, висока екранираща ефективност, честотна лента и стабилна производителност. Обикновено се използва за предаване на радиочестотна енергия от 500 kHz до 18 GHz. Коаксиалният кабел има два концентрични проводника, а проводникът и екраниращият слой споделят една и съща ос на кабела. Най-често срещаният коаксиален кабел се състои от меден проводник, изолиран от изолационен материал. Извън вътрешния изолационен материал има друг слой пръстеновиден проводник и неговия изолатор, а след това целият кабел е покрит с обвивка от поливинилхлорид или тефлонов материал. Коаксиалният кабел може да бъде разделен на 50Ω кабел за основна лента и 75Ω широколентов кабел за радиочестотен коаксиален кабел. Основните лентови кабели са разделени на тънки коаксиални кабели и дебели коаксиални кабели. Основният лентов кабел се използва само за цифрово предаване и скоростта на предаване на данни може да достигне 10Mbps. Характеристичният импеданс 50Ω радиочестотен коаксиален кабел се използва главно за предаване на сигнал в основната лента, честотната лента на предаване е 1-20MHz, а характеристичният импеданс 75Ω радиочестотен коаксиален кабел често се използва в CATV мрежа, така че се нарича CATV кабел, а предаването честотната лента може да достигне 1GHz. Пропускателната лента е 750MHz.
Структура и материали на коаксиалния кабел
Най-важните електрически свойства на кабела са ниско затихване, равномерен импеданс и висока загуба на връщане. За течащите кабели най-важното е най-добрата му загуба на свързване. Основната функция на кабела е да предава сигнали. Поради това е много важно да се гарантира, че конструкцията и материалът на кабела имат добри характеристики на предаване през целия експлоатационен живот на кабела.
1. Вътрешен проводник
Медта е основният материал на вътрешния проводник и може да бъде в следните форми: отгрята медна тел, отгрята медна тръба и облечена в мед алуминиева тел. Обикновено вътрешният проводник на малкия кабел е меден проводник или медно облечен алуминиев проводник, докато медната тръба се използва за големия кабел за намаляване на теглото и цената на кабела. Външният проводник на големия кабел е релефен, така че да може да се постигне достатъчно ефективност на огъване.
Вътрешният проводник има голямо влияние върху предаването на сигнала, тъй като затихването се причинява главно от загубата на съпротивление на вътрешния проводник. Електрическата проводимост, особено повърхностната проводимост, трябва да бъде възможно най-висока. Общото изискване е 58MS / m (+20 ℃), тъй като при високи честоти токът се предава само в тънък слой върху повърхността на проводника. Това явление се нарича ефект на кожата, ефективната дебелина на текущия слой се нарича дълбочина на кожата. Таблица 1 показва стойностите на дълбочината на кожата на медни тръби и медни алуминиеви проводници на специфични честоти, когато се използват като вътрешни проводници.
Изискванията за качество на медния материал, използван за вътрешния проводник, са много високи, а медният материал трябва да е без примеси и да има чиста, равна и гладка повърхност. Диаметърът на вътрешния проводник трябва да бъде стабилен и да има строги допуски. Всяка промяна в диаметъра ще намали еднородността на импеданса и загубата на връщане, така че производственият процес трябва да бъде точно контролиран.
2. Външен проводник
Външният проводник има две основни функции: първият е връщащият проводник, а вторият е щитът. Външният проводник на спукан кабел също определя неговите характеристики на изтичане. Външните проводници на коаксиални захранващи кабели и супер-гъвкави кабели са заварени от гофрирани медни тръби. Външните проводници на тези кабели са напълно затворени и не се допуска излъчване от кабелите.
Външният проводник обикновено е надлъжно покрит с медна лента. На външния проводников слой има надлъжни или напречни процепи или малки отвори.
Нарязването на външния проводник е по-често при гофрирани кабели. Образува се чрез равнопоставено рязане и нарязване на гребена на вълнообразната вълна в аксиална посока. Делът на прекъснатата част е малък и разстоянието между прорезите е много по-малко от дължината на предадената електромагнитна вълна.
Очевидно течащият кабел може да бъде направен чрез обработка на непропусклив кабел по следния метод: отрежете гребена на вълната на външния проводник на общия набръчкан кабел в непропускащия кабел под ъгъл от 120 градуса, за да получите набор от подходящи слотови структури. Формата, ширината и структурата на прореза на спукания кабел определят неговите показатели за ефективност.
Медта, използвана за външния проводник, също трябва да бъде с добро качество, висока проводимост и без примеси. Размерът на външния проводник трябва да се контролира стриктно в границите на допустимите отклонения, за да се осигури еднакъв характеристичен импеданс и висока загуба на връщане.
3. Изолационна среда
Радиочестотната коаксиална кабелна среда е много повече от изолация. Крайната ефективност на трансмисията се определя главно след изолация. Следователно изборът на диелектричен материал и неговата структура са много важни. Всички важни свойства, като затихване, импеданс и загуба на връщане, имат много общо с изолацията. Най-важните изисквания за изолация са:
Относителната диелектрична константа е ниска, а коефициентът на ъгъла на диелектричните загуби е малък, за да осигури ниско затихване;
Последователна структура за осигуряване на еднакъв импеданс и голяма загуба на връщане;
Стабилни механични свойства за осигуряване на дълъг живот;
Водоустойчив и влагоустойчив.
Физическата изолация с висока пяна може да отговори на всички горепосочени изисквания. Използвайки усъвършенствана технология за екструдиране и впръскване на газ и специални материали, степента на разпенване може да достигне повече от 80%, а електрическите характеристики от този вид са относително близки до тези на въздушно изолираните кабели. При метода на инжектиране на газ азотът се инжектира директно в материала на средата в екструдера. Този процес се нарича още метод на физическо разпенване. За разлика от този метод на химическо разпенване, степента на разпенване може да достигне само около 50%, а диелектричните загуби са относително големи. Разпенената структура, получена чрез метода на впръскване на газ, е постоянна, което означава, че нейният импеданс е еднакъв и възвръщаемостта е голяма.
Нашият RF кабел има много добри електрически характеристики поради малкия ъгъл на диелектрични загуби на изолационния материал и голямата степен на разпенване. Характеристиките на пенещата среда са по-важни при високи честоти. Именно тази специална пяна структура определя много ниските характеристики на затихване на кабела при високи честоти.
Уникалната многослойна изолация (вътрешен тънкослоен слой пяна-външен тънък слой), процесът на съвместно екструдиране може да получи еднородна и затворена структура от пяна, която има характеристиките на стабилни механични свойства, висока якост и добра устойчивост на влага. За да накараме кабела да поддържа добри електрически характеристики във влажна среда, ние специално проектирахме кабел: тънка твърда сърцевина PE се добавя към външната повърхност на разпенения изолационен слой. Този външен тънък слой може ефективно да предотврати проникването на влага и да защити електрическите характеристики на кабела от началото на производството. Този дизайн е особено важен за спукани кабели с отвори във външния проводник. Освен това изолационният слой е плътно увит върху вътрешния проводник от вътрешния тънък слой, което допълнително подобрява механичната стабилност на кабела. Освен това тънкият слой съдържа специални стабилизатори, които могат да осигурят съвместимост с мед и дългосрочен експлоатационен живот на нашите кабели. Изборът на подходящ вътрешен тънкослоен материал може напълно да постигне задоволителни характеристики като устойчивост на влага, слепване и стабилност.
Този многослоен изолационен дизайн (вътрешен тънкослоен слой от пяна-външен тънък слой) може едновременно да постигне отлични електрически характеристики и стабилни механични свойства, като по този начин подобрява дългосрочния експлоатационен живот и надеждността на нашите RF кабели.
4. Ножница
Най-често използваният материал за обвивка за външни кабели е черен линеен полиетилен с ниска плътност. Плътността му е подобна на LDPE, но силата му е еквивалентна на HDPE. Напротив, в някои случаи сме склонни да използваме HDPE, който може да осигури по-добри механични свойства и устойчивост на триене, химикали, влага и различни условия на околната среда за обвивката.
Устойчив на ултравиолетови лъчи черен HDPE може да издържи на климатични натоварвания, причинени от изключително високи температури и силни ултравиолетови лъчи. Когато се подчертае пожарната безопасност на кабелите, трябва да се използват материали с нисък дим, без халоген и огнезащита. В спукан кабел, за да се намали разпространението на огъня, може да се използва огнеустойчива и огнезащитна лента между външния проводник и обвивката, за да запази лесно разтопяемия изолационен слой в кабела.
