אין כמעט אדם שמעולם לא ראה כבל קואקסיאלי. איך זה עובד, מה היתרונות שלו, מהם תחומי היישום שלו - רבים עדיין לא הבינו את זה.
תוֹכֶן
איך עובד כבל קואקסיאלי
הכבל הקואקסיאלי מורכב מ:
- מוליך פנימי (הליבה המרכזית);
- דיאלקטרי;
- מוליך חיצוני (צמה);
- כיסוי חיצוני.
אם ניקח בחשבון את הכבל בחתך, נוכל לראות ששני המוליכים שלו ממוקמים על אותו ציר. מכאן שמו של הכבל: באנגלית coaxial - coaxial.
המוליך הפנימי בכבל טוב עשוי מנחושת. עכשיו מוצרים זולים משתמשים באלומיניום או אפילו פלדה מצופה נחושת. הדיאלקטרי בכבל איכותי הוא פוליאתילן, ובכבלים בתדר גבוה הוא פלואורפלסטי.באפשרויות זולות, משתמשים בפלסטיק מוקצף שונים.
החומר הקלאסי לקליעה הוא נחושת, וקליעת המוצרים האיכותיים מתבצעת עם אריגה צפופה, ללא פערים. בכבלים באיכות נמוכה יותר, משתמשים בסגסוגות נחושת, לפעמים סגסוגות פלדה, לייצור המוליך החיצוני, אריגה נדירה משמשת להוזלת העלות, ובמקרים מסוימים בנייר כסף.
היקף הכבל הקואקסיאלי, היתרונות והחסרונות שלו
השימוש הנפוץ ביותר בכבל קואקסיאלי הוא העברת זרמים בתדר גבוה (RF, מיקרוגל ומעלה). במקרים רבים זה נעשה תקשורת בין אנטנה ומשדר או בין האנטנה למקלט, וכן במערכות טלוויזיה בכבלים. ניתן להעביר אות כזה גם באמצעות קו דו-חוטי - זה זול יותר.
במקרים מסוימים זה נעשה, אבל לקו כזה יש חיסרון רציני - השדה החשמלי בו עובר בחלל פתוח, ואם חפץ מוליך של צד שלישי ייכנס אליו, הדבר יגרום לעיוות אות - הנחתה, השתקפות וכו'. . ולגבי כבל קואקסיאלי, השדה החשמלי לגמרי בפנים, כך שבעת הנחת, אין צורך לדאוג שהקו יעבור ליד חפצי מתכת (או שהם עשויים להיות לאחר מכן בסמיכות לכבל) - הם לא ישפיעו פעולת קו ההולכה.
החסרונות של כבל קואקסיאלי כוללים את העלות הגבוהה שלו. גם חסרון הוא המורכבות הגבוהה של תיקון קו פגום.
בעבר, כבלים קואקסיאליים היו בשימוש נרחב לארגון קווי העברת נתונים ברשתות מחשבים. כיום, קצבי השידור עלו לרמות שכבל RF אינו יכול לספק, כך שהיישום הזה הולך ומתפוגג במהירות.
ההבדל בין כבל קואקסיאלי לכבל משוריין וחוט ממוגן
לעתים קרובות כבל קואקסיאלי מבולבל עם חוט מסוכך ואפילו כבל חשמל משוריין. אם יש דמיון חיצוני מסוים של העיצוב ("ליבת בידוד מתכת גמישה"), מטרתם ועקרון הפעולה שלהם שונים.
בכבל קואקסיאלי, הצמה פועלת כמוליך שני שמשלים את המעגל. זרם עומס זורם דרכו בהכרח (לפעמים אפילו בצד הפנימי והחיצוני שונה). לצמה עשויה להיות מגע עם אדמה למטרות בטיחות, ייתכן שאין לה את זה - זה לא משפיע על פעולתה. זה גם לא נכון לקרוא לזה מסך - הוא לא נושא פונקציית סינון גלובלית.
עבור כבל משוריין, צמת המתכת החיצונית מגנה על שכבת הבידוד ועל הליבה מלחץ מכני. יש לו חוזק גבוה, והוא תמיד מקורקע בהתאם לדרישות הבטיחות. במצב רגיל, שום זרם לא זורם דרכו.
בחוט ממוגן, הנדן המוליך החיצוני נועד להגן על המוליך מפני הפרעות חיצוניות. אם יש צורך להגן מפני הפרעות בתדר נמוך (עד 1 מגה-הרץ), אז המסך מוארק רק בצד אחד של החוט. עבור הפרעות מעל 1 מגה-הרץ, המסך משמש כאנטנה טובה, ולכן הוא מקורקע עד הסוף בכמה נקודות (בתדירות האפשרית). במצב רגיל, אף זרם לא אמור לזרום על פני המסך.
פרמטרים טכניים של כבל קואקסיאלי
אחד הפרמטרים העיקריים שעליכם לשים לב אליהם בבחירת כבל הוא העכבה האופיינית שלו. למרות שהפרמטר הזה נמדד באוהם, לא ניתן למדוד אותו עם בודק קונבנציונלי במצב אוהם, וזה לא תלוי באורך קטע הכבל.
עכבת הגל של קו נקבעת על ידי היחס בין השראות הליניארית שלו לקיבול הליניארי, אשר, בתורו, תלוי ביחס הקטרים של הליבה המרכזית והצמה, כמו גם בתכונות הדיאלקטרי. לכן, בהיעדר מכשירים, אתה יכול "למדוד" את התנגדות הגלים באמצעות קליפר - אתה צריך למצוא את הקוטר של הליבה d והצמה D, ולהחליף את הערכים בנוסחה.
גם פה:
- ז היא התנגדות הגלים הרצויה;
- הר - היתריות דיאלקטרית של הדיאלקטרי (עבור פוליאתילן, אתה יכול לקחת 2.5, ולחומר מוקצף - 1.5).
ההתנגדות של הכבל יכולה להיות כל דבר עם ממדים סבירים, אך מוצרים מיוצרים באופן סטנדרטי עם הערכים הבאים:
- 50 אוהם;
- 75 אוהם;
- 120 אוהם (אופציה נדירה למדי).
אי אפשר לומר שכבל 75 אוהם עדיף על כבל 50 אוהם (או להיפך). כל אחד חייב להיות מיושם במקומו - העכבה האופיינית של יציאת המשדר Zו, קווי תקשורת (כבלים) ז והעומס צריך להיות אותו Zנ, רק במקרה זה העברת האנרגיה מהמקור לעומס תתרחש ללא הפסדים והשתקפויות.
ישנן מגבלות מעשיות מסוימות על ייצור כבלים עם עכבה גבוהה. כבלים של 200 אוהם ומעלה חייבים להיות דקיקים מאוד או עם מוליך חיצוני בקוטר גדול (כדי לשמור על יחס D/d גדול).מוצר כזה קשה יותר לשימוש, לכן, עבור נתיבים עם התנגדות גבוהה, משתמשים בקווים דו-חוטיים או בהתקנים תואמים.
פרמטר חשוב נוסף לשדל הוא שיכוך. נמדד ב-dB/m. באופן כללי, ככל שהכבל עבה יותר (ליתר דיוק, ככל שהקוטר של הליבה המרכזית גדול יותר), כך האות מוחלש בו עם כל מטר אורך. אבל פרמטר זה מושפע גם מהחומרים מהם עשוי קו התקשורת. הפסדים אוהמיים נקבעים על ידי החומר של הליבה המרכזית והצמה. הפסדים דיאלקטריים תורמים. הפסדים אלו גדלים עם הגדלת תדירות האות; חומרי בידוד מיוחדים (PTFE וכו') משמשים להפחתתם. דיאלקטריים מוקצפים המשמשים בכבלים זולים תורמים להנחתה מוגברת.
מאפיין חשוב נוסף של כבל קואקסיאלי הוא גורם מהירות. פרמטר זה נחוץ כאשר יש צורך לדעת את אורך הכבל באורכי הגל של האות המועבר (לדוגמה, בשנאי התנגדות). האורך החשמלי והאורך הפיזי של הכבל אינם תואמים כי מהירות האור בוואקום גדולה ממהירות האור בדיאלקטרי של הכבל. לכבל עם פוליאתילן דיאלקטרי Kתוֹכֵחָה=0.66, עבור פלואורפלסטיק - 0.86. עבור מוצרים זולים עם מבודד קצף - בלתי צפוי, אבל קרוב יותר ל-0.9. בספרות טכנית זרה משתמשים בערך מקדם האטה - Kהאטתי=1/Kתוֹכֵחָה.
כמו כן, לכבל הקואקסיאלי יש מאפיינים נוספים - רדיוס הכיפוף המינימלי (תלוי בעיקר בקוטר החיצוני), החוזק הדיאלקטרי של המבודד וכו'. הם גם נדרשים לפעמים כדי לבחור משדל.
סימון כבל קואקסיאלי
למוצרים מקומיים היה סימון אלפאנומרי (ניתן למצוא אותו גם עכשיו). הכבל סומן באותיות RK (כבל תדר רדיו), ואחריו מספרים המציינים:
- התנגדות גלים;
- עובי הכבל במ"מ;
- מספר קטלוגי.
לפיכך, כבל RK-75-4 סימן מוצרים בעלי עכבת גל של 75 אוהם וקוטר בידוד של 4 מ"מ.
גם הייעוד הבינלאומי מתחיל בשתי אותיות:
- כבל RG RF;
- DG - כבל לרשתות דיגיטליות;
- SAT, DJ - לרשתות שידור לווייניות (כבל בתדר גבוה).
לאחר מכן מגיע הדמות, שכמובן אינה נושאת מידע טכני (כדי לפענח אותו, תצטרך להסתכל בדרכון הכבלים). יתר על כן, ייתכנו אותיות נוספות המצביעות על מאפיינים נוספים. דוגמה לייעוד - RG8U - כבל RF 50 אוהם בקוטר מופחת של הליבה המרכזית וצפיפות צמה מופחתת.
לאחר שהבנת את ההבדלים בין כבל קואקסיאלי למוצרי כבלים אחרים ולאחר שלמדת את השפעת הפרמטרים שלו על הביצועים, אתה יכול להשתמש בהצלחה במוצר זה בתחומים שאליהם הוא מיועד.
מאמרים דומים:
