Най-често срещаният тип антена, която се използва днес, е RF коаксиален кабел. Той е удобен и осигурява добро ниво на производителност. Поради тази причина се произвеждат огромен брой коаксиални кабели за различни цели.
Използва
Кабели от този тип се използват там, където е необходимо да се предават радиочестотни електрически сигнали. Най-очевидната им област на употреба е излъчването на изображения към домашните телевизори, но те са търсени в много други области. Коаксиалните кабели се използват и за видеонаблюдение и свързване на приемници и антени от търговски и промишлени потребители. Те са необходими там, където е необходимо да се предават високочестотни сигнали на разстояние.
Дизайнът на коаксиалните кабели минимизира загубите и смущенията. Поради това те се използват широко при организацията на мрежови връзки. Например, в началото са били използвани цифрови коаксиални кабелиформи на Ethernet локални мрежи, въпреки че днес те са заменени от оптични влакна за по-бързи скорости на трансфер на данни и по-евтини усукани двойки, когато честотата на сигнала не е толкова висока.
История на създаването
RF коаксиалният кабел е важна част от съвременната електроника. Първата известна реализация се появява през 1884 г., когато Ернст фон Сименс (един от основателите на Siemens) патентова идеята си, но по това време няма приложения за нея. Едва през 1929 г. Bell Laboratories патентова модерни търговски коаксиални кабели, въпреки че използването им е сравнително малко. Например, те са били използвани през 1934 г. за предаване на телевизионно изображение от Олимпийските игри в Берлин до Лайпциг. През 1936 г. между Лондон и Бирмингам е положен коаксиален кабел за 40 телефонни връзки, а в САЩ, между Ню Йорк и Филаделфия, е създадена експериментална линия за предаване на телевизионни изображения..
След началото на търговската употреба бяха открити други приложения, които са добре установени и широко използвани в бизнеса и у дома.
Какво е коаксиален кабел?
Изглежда като дебел електрически проводник. Произведен от части, които осигуряват предаване на RF сигнал с ниски загуби. Основните му елементи са:
- централен проводник;
- изолационен диелектрик;
- външен проводник;
- външно задържане.
Централният проводник почти винаги е направен от мед. Понякога се използва медна или алуминиева сплав. Може да се състои от един или повече проводници.
Изолиращият диелектрик разделя проводниците и е една от основните причини за затихване на сигнала. Може да бъде твърдо или полувъздушно. Извършва се под формата на дълги тръби, изработени от полиетилен или флуоропласт, или пяна, повечето от които е въздух.
Външният проводник обикновено е медна плитка. Това осигурява на коаксиалния усукан кабел достатъчна гъвкавост. Понякога се използват 2 или дори 3 слоя за подобряване на екранирането. Това обикновено се постига чрез поставяне на една плитка директно върху другата, въпреки че в някои случаи може да се използва медно фолио или лента. С използването на допълнителни екраниращи слоеве, нивата на смущения и радиация са значително намалени.
Външната защитна обвивка предотвратява образуването на паразитна обратна връзка. Освен това осигурява защита срещу проникване на мръсотия и влага и предотвратява повреда на кабела чрез други механични средства.
Принцип на работа
Коаксиалният кабел провежда ток през вътрешния и външния проводник. Тези токове са равни и имат противоположна полярност, в резултат на което всички полета остават в кабела, не излъчват извън него и не са обект на смущения. Следователно никакви външни обекти не влияят на полетата. По този начин коаксиалният фидер е идеален за монтаж вътре или близо до сгради или други обекти. Това е основното му предимство в сравнение с, например, усукана двойка.
При избора на типа коаксиален кабел трябва да се вземат предвид неговите спецификации и параметри.
Импеданс
Най-важната характеристика на коаксиалния кабел е неговият импеданс, който се определя от неговия диаметър и диелектричния материал. Параметърът се измерва в ома. Най-често срещаните му значения са:
- 50 ома коаксиален кабел. Осигурява минимална загуба на сигнал за дадено тегло на проводника. Обикновено се използва за професионални цели.
- 75 ома коаксиален кабел. Има минимално тегло за дадено ниво на загуби. Широко използван в домашна телевизия и Hi-Fi оборудване.
- Кабелът 93 ома преди беше използван за свързване на компютри и свързване на монитори.
Налични са други стойности на импеданса, но те са много по-малко търсени.
Избледняване
Друг важен параметър на коаксиалния усукан кабел е загубата му при предаване на сигнал. Тяхното ниво зависи от редица фактори, включително качеството на диелектричните и проводниковите материали. Затихването на сигнала е пропорционално на дължината на кабела. Спецификациите обикновено посочват загубата в децибели на единица дължина. Например, коаксиалният кабел RG-6A/U има затихване от 1,0 dB/10 m при 100 MHz. За съжаление, не всички производители използват една и съща дължина, така че може да са необходими допълнителни изчисления за сравнение.
Максимално допустима мощност
Въпреки че тази спецификация не е много важна за приложения с нисък сигнал, тя може да се превърне в проблем при предаване на висока мощност. Обикновено ограниченията възникват поради топлинните загуби в кабела. Ако се очаква предаване на висока мощност, проверете работното напрежение.
Коефициент на скъсяване
Това е съотношението на скоростта на предаване на сигнала в коаксиален кабел към скоростта на разпространението му във вакуум (скоростта на светлината).
В някои случаи стойността на коефициента на скоростта може да бъде от голямо значение, например, когато фазата на сигнала е важна. Винаги е по-малко от 1. В много отношения се определя от материала на диелектрика. За цифрови коаксиални кабели с твърд полиетиленов диелектрик коефициентът на скъсяване е 0,66, а с полиетиленова пяна - в диапазона 0,80-0,88.
Капацитет
Тъй като вътрешният и външният проводник образуват капацитет, той е пропорционален на техните диаметри, дължина на кабела и диелектрична константа.
Максимално напрежение
В някои случаи напрежението достига високи стойности. Поради това кабелът може да се повреди. Напрежението се повишава в резултат на високото ниво на стоящите вълни и високата мощност. Преди да изберете конкретен тип коаксиален кабел, е необходимо да проверите как той издържа на очакваното напрежение.
Физически размери
Тази характеристика е важна по редица причини. проводниципо-големите диаметри често имат по-ниски загуби и по-висока мощност. Например популярният 75 ома RG-6/U коаксиален кабел има външен диаметър 6,86 мм.
В допълнение, кабелът трябва да съответства на наличните размери на отворите и да съответства на правилния тип щепсел. Често последните са направени така, че да пасват на популярни типове кабели.
Ръководство за инсталиране
RF коаксиалният кабел се използва широко за предаване на сигнал от предавател или приемник. Въпреки че се монтира много лесно, за да издържи дълго време, трябва да бъдат изпълнени определени условия. Това е особено важно, защото често се монтира на открито и трябва да издържа на тежки условия на околната среда.
Неща като влага могат да влошат ефективността му с течение на времето. Такова намаление остава незабелязано, докато не достигне точката, в която става неизползваема. Няколко прости предпазни мерки ще поддържат вашия коаксиален кабел ефективен и значително ще забавят разграждането на кабела.
Изберете поръчка
На пазара има огромно разнообразие от коаксиални кабели и на пръв поглед изборът може да изглежда труден. Първото решение, което трябва да се вземе, е да се избере подходящ импеданс. Домашните Hi-Fi и видео антени използват 75 ома коаксиален кабел. Професионалните потребители и радиолюбителите обикновено избират импеданс 50 ома.
Следващото решение, което трябва да вземете, е нивото на затихване на сигнала, което е приемливо. Какпо-малко загуби, толкова по-голям е диаметърът на кабела, както и неговата цена. Обикновено можете да намерите няколко марки с еднакви характеристики и често решението за конкретен тип ще зависи от позицията на доставчиците.
След като бъде намерен подходящ кабел, той може да бъде закупен и инсталиран.
Защита от неблагоприятни метеорологични условия
При външен монтаж, например, коаксиален кабел за видеонаблюдение, е много важно да се гарантира, че той е правилно защитен. Това е от голямо значение, тъй като всяка влага ще доведе до значително увеличаване на загубите. Ако диелектрикът, разделящ вътрешния и външния проводник, се намокри, това ще влоши неговата производителност и ще увеличи затихването. Влажността също така окислява плитката и намалява нейната проводимост.
Ето защо е толкова важно да запечатате края на кабела, ако се използва на открито и да предпазите от влага. Необходимо е да се гарантира, че външната обвивка остава непокътната и не е повредена по време на монтажа и по-нататъшната експлоатация.
Допълнителен метод за предотвратяване на навлизането на големи количества влага в кабела е да се образува цикъл нагоре и надолу. Това не позволява на водата, която е проникнала вътре, да продължи. Въпреки това, влагата все още ще се разпространява чрез капилярно действие, така че винаги е най-добре да се уверите, че краищата са правилно запечатани и защитени.
Общи препоръки за инсталиране
Всички кабели имат радиус на огъване. За да се предотвратят повреди, те не трябва да се огъват повече от тази стойност. В противен случайВ този случай вътрешната структура може да бъде повредена и загубите ще се увеличат значително.
Трябва да внимавате и кабелът да не се деформира. Това ще доведе до промяна в неговия размер и съпротивление на вълните. В допълнение, повредата на диелектрика може да увеличи нивото на загубите.
Ако кабелът е физически повреден, уверете се, че обвивката му остава непокътната. Ако целостта му е нарушена, това може да доведе до проникване на влага, окисляване на проводника и намокряне на диелектрика, което ще увеличи нивото на загубите.
В някои случаи коаксиалният кабел трябва да бъде заровен. Обикновените печати не могат да се поставят в земята, тъй като черупката им не е предназначена за тези условия. Но те могат да бъдат положени в канал, специално проектиран за това. Това има предимството, че кабелът е лесен за смяна. Уверете се обаче, че в канала не влиза вода. Алтернатива е използването на кабел, специално проектиран за полагане в земята, чиято обвивка може да издържи на такива условия.
Завършване
Когато инсталирате коаксиален кабел, е важно да го прекъснете правилно. В повечето случаи физическото завършване е щепсел, а крайното устройство е или антена, или приемник. Връзките трябва да бъдат направени правилно и ефективно.
Въпреки че домашните конектори често имат лоша RF производителност, има малко алтернативи. За професионална употреба са необходими по-висококачествени връзки, въпреки че в този случай също трябва да се уверите в товаче са подходящи за използваните честоти. Някои евтини модели не отговарят на изискванията и влошават работата на коаксиалния кабел. Ето защо е по-добре да купувате конектори от доверени продавачи.
Правилното инсталиране на коаксиален кабел ще осигури дълги години работа. Въпреки това, износването и влиянието на околната среда ще доведат до необходимостта от смяна след известно време. Тъй като влошаването на производителността настъпва бавно, то може да не се забележи. Това става очевидно едва след пълната смяна на кабела.
