Главная
Платное телевидение
Триколор HD
НТВ Плюс HD
Континент HD
Телекарта
Радуга ТВ
Активное ТВ
Спутниковый Интернет
KiteNet
Ka-Sat
Радуга Интернет
Оборудование
Прочее
Магазин
Примеры монтажа
Вопросы и ответы
Полезные ссылки
Статьи
Курсы валют

Бесплатные счётчики

ТелеГИД
Коаксиальный кабель

 

Коаксиальные кабели - это линии передачи высокочастотных сигналов для технического оборудования - такого, как антенны, приемники, передатчики, усилители, фильтры, разделители, камеры и т.д. Будучи изобретенными много лет назад, именно коаксиальные кабели благодаря своей универсальности до сих пор чаще всего используются для экономичной передачи сигналов в ОВЧ, УВЧ и даже СВЧ диапазонах, с любой модуляцией. Коаксиальные кабели практически универсальны и существуют в разных исполнениях: низко- или высокомощные; подземной, воздушной или подводной прокладки; высокоэкранированные или открытоизлучающие; гибкие или твердые; защищенные от неблагоприятного воздействия (ультрафиолетового излучения, воды, низких или высоких температур). Кабель представляет собой пассивное устройство. Передающиеся по кабелю сигналы затухают пропорционально как частоте сигнала, так и длине кабеля. Главной задачей при конструировании кабеля является минимизирование энергопотери при оптимальном физическом и механическом решении. Коаксиальный кабель - это наиболее важная и часто наименее дорогостоящая деталь разветвленных систем и сетей.

По американской классификации за буквами RG, обозначающими вид кабеля, через дефис следует его номер, состоящий из одной - трех цифр. Буквы F, D или C указывают на различные модификации кабеля с тем или иным номером.

1. Конструкция коаксиального кабеля

Кабель

Внутренний проводник

Центральный и цилиндрический, изготовливается, как правило, из электролитической меди (луженой или нет) - по нему и происходит передача сигнала пользователям. Чем больше диаметр внутреннего проводника, тем потери меньше. Высокочастотные радиосигналы передаются, как правило, в поверхностном слое проводника (скин-эффект). Чем выше частота, тем тоньше проводящий слой. Таким образом, в кабелях большого диаметра могут использоваться в качестве проводника как гладкие медные цилиндры, так и с рифлением. Золотится проводник или серебрится, или же лудится оловом - определяется экономическими соображениями и коррозионными условиями.

Изолирующий слой диэлектрика вокруг внутреннего проводника.
Выполняет двойную функцию:

  • Изолирует внутренний проводник от внешнего.
  • Несет на себе идеально концентрический внешний проводник (экранирующий). К материалам, чаще всего используемым в данном качестве, относятся плотный полиэтилен (ПЭ) и пенополиэтилен (ППЭ). С точки зрения механики ПЭ предпочтительней, но ППЭ характеризуется меньшими потерями и гибче.

Идея вспенивания полиэтилена с помощью сжатого газа родилась в нашей стране, но как это уже неоднократно случалось в истории, перебралась вместе со своим создателем на запад. Там эта идея получила техническое воплощение и развитие. Новая технология получила название физического вспенивания или газовой инжекции и теперь широко используется при производстве изоляции телефонных, компьютерных и, конечно, радиочастотных кабелей (РК). Физическое вспенивание позволяет делать изоляцию с меньшей плотностью, чем при химическом, что в свою очередь, при нормированном волновом сопротивлении кабелей дает возможность увеличить (в пределах допуска) диаметр внутреннего проводника и, как следствие, снизить потери в кабелях (примерно на 5%). В целом, снижение коэффициента затухания в кабелях с пористой изоляцией, полученной по методу физического вспенивания, гораздо более значительное и при частотах 1-1000 МГц может достигать 30-35%, что связано с уменьшением коэффициента диэлектрических потерь материала изоляции. Это обусловлено тем, что при химическом вспенивании используются химические реагенты, которые с одной стороны обеспечивают процесс порообразования, но с другой — ухудшают диэлектрические свойства изоляции. Процесс физического вспенивания полиэтилена лишен данного недостатка, поскольку не требует введение пенообразующих химических добавок, ухудшающих его диэлектрические свойства.

Физически вспененный диэлектрик приобретает еще одно важное свойство: образующиеся микропоры имеют замкнутую ячеистую структуру (структуру вулканической пемзы). Такая структура препятствует проникновению влаги вглубь изоляции и повышает эксплуатационную надежность кабелей. Изоляция современных кабелей имеет три слоя и изготавливается по так называемой технологии "skin-foаm-skin", это значит, что на внутренний проводник одновременно накладывается три слоя изоляции: тонкий слой сплошного полиэтилена, основной слой вспененной изоляции и, опять же, тонкий наружный слой полиэтилена. Такая конструкция изоляции обеспечивает хорошую адгезию с внутренним проводником и гладкую наружную поверхность, что в свою очередь, обеспечивает высокую однородность волнового сопротивления по длине кабеля и позволяет получить высокую стабильность параметров передачи кабелей, как в исходном состоянии, так и после их монтажа на объекте и в процессе эксплуатации.

В дешевых кабелях используется химически вспененный диэлектрик, имеющий капиллярную структуру. Пустоты созданы посредством воздействия химпорошка, "прожигающего" диэлектрик вглубь. Образовавшиеся капилляры впоследствии активно, как губка, всасывают влагу из окружающей среды. Вода значительно ослабляет ВЧ энергию, что приводит к многократному увеличению потерь сигнала. Никакие дополнительные "углеродные" пленки, применяемые поверх химически вспененного диэлектрика, не могут спасти его от катастрофического "насасывания" влаги. Такой кабель при перегибе на 90° гнется с изломом, что непосредственно видно и по внешней оболочке, оплетка приближается к центральной жиле (это особенно проявляется в американо-китайских кабелях с жесткой медно-стальной центральной жилой), а это приводит потерям сигнала.

Экранирующий проводник

Защищает внутренний проводник от внешнего воздействия и от излучения наружу. Он изготавливается обычно из меди (плакированной серебром или оловом, или же не плакированной) или из неплакированного алюминия. Наилучшее экранирование (до 100%) достигается при покрытии изолирующего слоя диэлектрика металлической фольгой. Фольга делается из меди или алюминия - и, как правило, усиливается полиэфирной подложкой. В сочетании с оплеткой такие кабели являются совершенно экранированными. Слой диэлектрика оплетается множеством тонких проводков.

Оболочка.

Коаксиальный кабель окружается оболочкой из ПВХ или плотного полиэтилена для защиты от воздействия окружающей среды. ПВХ гибче, чем ПЭ. У кабелей, предназначенных для прокладывания на открытом воздухе, в состав оболочки вводят специальные добавки для защиты от разрушительного воздействия солнечного света. Темный цвет оболочки обеспечивает наилучшую защиту от ультрафиолетового излучения. ПЭ-оболочку необходимо покрывать специальным жировым слоем, дабы обеспечить водонепроницаемость и бесперебойную эксплуатацию в условиях высокой влажности. При эксплуатации в жарком климате и для диэлектрического слоя, и в оболочке применяется тефлон.

2. Электрические параметры

Затухание сигнала.

Потери при передаче сигнала по кабелю - очень существенная характеристика. Измеряемое в дБ/100м. При данных частоте передачи, длине и конструкции кабеля, затухание зависит от:

  • диаметра внутреннего проводника - проводники большего диаметра характеризуются меньшим затуханием;
  • строения внутреннего проводника и способа обработки его поверхности;
  • природы диэлектрика - чем ниже значение диэлектрической проницаемости, тем слабее затухание. Таким образом, ППЭ предпочтительней, нежели ПЭ;
  • эффективности экранирования внешним проводником.

Импеданс.

Это сопротивление кабеля прохождению высокочастотных сигналов. Стандартные значения характерного импеданса для кабелей, применяющихся в настоящее время, - 50 Ом, 75 Ом, 93 Ом и 105 Ом. Для распределительных сетей (MATV/SMATV/CATV) применяются стандартные кабели с характерным импедансом 75 Ом. Стандарт "IEC 12-15" для коаксиальных кабелей на 75 Ом допускает отклонения не более чем +/- 3 Ом. Значение импеданса зависит от диаметров внутреннего и внешнего проводников, а также от типа диэлектрика. В кабелях с диэлектрическим слоем из ППЭ высокочастотные сигналы распространяются быстрее, чем кабелях с ПЭ. Для кабелей с импедансом 75 Ом отношение между диаметрами внутреннего и внешнего проводников составляет 1:6 в случае ПЭ и 1:4.5 в случае ППЭ. То есть кабели с диэлектрическим слоем из ПЭ толще, чем кабели с ППЭ.

Эффективность экранирования.

Коэффициент экранирования коаксиального кабеля — это способность его внешнего проводника (фольга + оплетка) в той или иной мере снижать уровень электромагнитного сигнала, воздействующего на него и проникающего в него из внешней среды

Эта величина, измеряемая в дБ, показывает, насколько затухают в кабеле сигналы внешних помех. Аналогично защищаются сигналы, передаваемые по кабелю. Хорошо экранированные кабели не излучают во внешнюю среду. Наилучший и наиболее экономичный метод - это экранирование фольгой с оплеткой. С увеличением толщины и плотности покрытия внешнего проводника коэффициент экранирования улучшается.

Есть мнение, что чем гуще оплетка, тем лучше кабель. Это не совсем так! Внешний проводник, каким является фольга + оплетка, выполняет функцию экрана и не влияет на потери сигнала в кабеле. Другими словами одинаковые кабели, но с разной плотностью оплетки, например 40% и 90%, будут иметь одинаковое затухание. Основные экранирующие функции выполняет слой фольги. Оплетка же играет вторичную экранирующую функцию (в кабелях с фольгой) и больше предназначена для передачи тока и придания гибкости кабелю. Т.е. чем больше плотность оплётки, тем больший ток можно передать (например при дистанционном питании усилителей). При увеличении плотности оплётки с 40% до 70% коэффициент экранирования возрастает всего на 5 Дб, при этом стоимость кабеля возрастает.

Необходимо отметить, что при передаче по кабелю цифровых сигналов телевидения, на первый план выдвигаются именно коэффициент экранирования, а также параметр кабеля, называемый Structural Return Loss, эквивалентный коэффициенту отражения на внутренних "неоднородностях" волнового сопротивления.

Минимальное экранирование — естественно у кабелей, имеющих в качестве экрана одну только оплетку.

Максимально возможное экранирование — у кабелей с тройным экраном (фольга + оплетка + фольга).

Структурные обратные потери.

Эта величина показывает, насколько безупречно коаксиальный кабль произведен. Этот "технологический" параметр - мера отражения сигнала из-за структурных дефектов в кабеле. Лучшие кабели почти не допускают отражения при передаче сигналов в широком диапазоне частот. Если в кабеле много структурных дефектов, то первоначальный сигнал сильно искажается, в таком кабеле на определенных частотах имеет место сильное затухание сигнала.

Принятые сокращения
ПЭ (PE) = сплошной полиэтилен
ППЭ (PEE) = пористый полиэтилен химического вспенивания
ППЭф (PEEG) = пористый полиэтилен физического вспенивания
СПЭ = светостабилизированный полиэтилен
ПВХ = поливинилхлорид
Cu = медь
Al = алюминий
CuSn = луженая медь
CCS = сталь, покрытая медью
PVC = поливинилхлорид

Информация представленная на сайте носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой.
Copyright © 2009 [ТелеГИД]