Den vanligaste typen av antennmatning som används idag är RF-koaxialkabel. Den är bekväm och ger en bra prestandanivå. Av denna anledning produceras ett stort antal koaxialkablar för olika ändamål.
Användar
Kablar av denna typ används där det är nödvändigt att sända elektriska radiofrekvenssignaler. Deras mest uppenbara användningsområde är att sända bilder till hem-tv, men de är efterfrågade på många andra områden. Koaxialkablar används också för videoövervakning och anslutning av mottagare och antenner av kommersiella och industriella konsumenter. De behövs där det är nödvändigt att sända eventuella högfrekventa signaler över ett avstånd.
Designen av koaxialkablar minimerar förluster och störningar. Därför används de ofta i organisationen av nätverksanslutningar. Till exempel användes digitala koaxialkablar i börjanformer av Ethernet lokala nätverk, även om de idag har ersatts av optiska fibrer för snabbare dataöverföringshastigheter och billigare tvinnade par när signalfrekvensen inte är lika hög.
Skapelsens historia
RF-koaxialkabel är en viktig del av modern elektronik. Den första kända implementeringen av den dök upp 1884, när Ernst von Siemens (en av Siemens grundare) patenterade sin idé, men vid den tiden fanns det inga ansökningar om den. Det var inte förrän 1929 som Bell Laboratories patenterade moderna kommersiella koaxialkablar, även om deras användning var relativt liten. Till exempel användes de 1934 för att överföra en tv-bild från OS i Berlin till Leipzig. 1936 lades en koaxialkabel för 40 telefonförbindelser mellan London och Birmingham, och i USA, mellan New York och Philadelphia, skapades en experimentlinje för att överföra tv-bilder.
Efter den kommersiella användningen har andra applikationer upptäckts som är väletablerade och ofta används i företag och hemma.
Vad är en koaxialkabel?
Det ser ut som en tjock elektrisk tråd. Tillverkad av delar som ger lågförlust RF-signalöverföring. Dess huvudelement är:
- centerdirigent;
- isolerande dielektrikum;
- ytterledare;
- ytre inneslutning.
Centrumledaren är nästan alltid gjord av koppar. Ibland används en koppar- eller aluminiumlegering. Kan bestå av en eller flera trådar.
Isolerande dielektrikum separerar ledare och är en av huvudorsakerna till signaldämpning. Kan vara fast eller halvluft. Den utförs i form av långa rör gjorda av polyeten eller fluorplast, eller skum, varav det mesta är luft.
Ytterledaren är vanligtvis en kopparfläta. Detta ger den koaxi altvinnade kabeln tillräcklig flexibilitet. Ibland används 2 eller till och med 3 lager för att förbättra avskärmningen. Detta uppnås vanligtvis genom att placera en fläta direkt över den andra, även om kopparfolie eller tejp kan användas i vissa fall. Med användningen av ytterligare skärmskikt reduceras störnings- och strålningsnivåerna avsevärt.
Det yttre skyddande skalet förhindrar bildandet av parasitisk återkoppling. Den ger också skydd mot inträngning av smuts och fukt och förhindrar skador på kabeln med andra mekaniska medel.
Arbetsprincip
Koaxialkabel leder ström genom både de inre och yttre ledarna. Dessa strömmar är lika och har motsatt polaritet, vilket resulterar i att alla fält förblir i kabeln, inte strålar ut över den och inte utsätts för störningar. Därför påverkar inga externa objekt fälten. Således är koaxialmataren idealisk för installation i eller nära byggnader eller andra föremål. Detta är dess främsta fördel jämfört med t.ex. twisted pair.
När du väljer typ av koaxialkabel måste dess specifikationer och parametrar beaktas.
Impedance
Den viktigaste egenskapen hos en koaxialkabel är dess impedans, som bestäms av dess diameter och dielektriska material. Parametern mäts i ohm. Dess vanligaste betydelser är:
- 50 ohm koaxialkabel. Ger minimal signalförlust för en given ledarvikt. Används vanligtvis för professionella ändamål.
- 75 ohm koaxialkabel. Den har en minimivikt för en given nivå av förluster. Används ofta i hem-TV och Hi-Fi-utrustning.
- 93 ohm-kabeln användes tidigare för att länka datorer och ansluta bildskärmar.
Andra värden för impedans är tillgängliga, men de är mycket mindre efterfrågade.
Tona ut
En annan viktig parameter för en koaxial tvinnad kabel är dess signalöverföringsförlust. Deras nivå beror på ett antal faktorer, inklusive kvaliteten på de dielektriska och ledande materialen. Signaldämpningen är proportionell mot kabellängden. Specifikationerna anger vanligtvis förlust i decibel per längdenhet. Till exempel har RG-6A/U koaxialkabel en dämpning på 1,0 dB/10 m vid 100 MHz. Tyvärr använder inte alla tillverkare samma längd, så ytterligare beräkningar kan behövas för jämförelse.
Maxim alt tillåten effekt
Även om den här specifikationen inte är särskilt viktig för lågsign altillämpningar, kan den bli ett problem vid sändning av hög effekt. Typiskt uppstår begränsningar på grund av värmeförluster i kabeln. Om hög effektöverföring förväntas, kontrollera driftspänningen.
Förkortningsfaktor
Detta är förhållandet mellan signalöverföringshastigheten i en koaxialkabel och hastigheten för dess utbredning i vakuum (ljusets hastighet).
I vissa fall kan värdet på hastighetsfaktorn vara av stor betydelse, till exempel när fasen på signalen är viktig. Det är alltid mindre än 1. I många avseenden bestäms det av materialet i dielektrikumet. För digitala koaxialkablar med en solid polyetendielektrikum är förkortningsfaktorn 0,66 och med polyetenskum - i intervallet 0,80-0,88.
Capacity
Eftersom de inre och yttre ledarna bildar kapacitans är den proportionell mot deras diametrar, kabellängd och dielektricitetskonstant.
Maxspänning
I vissa fall når spänningen höga värden. På grund av detta kan kabeln gå sönder. Spänningen stiger till följd av den höga nivån av stående vågor och hög effekt. Innan du väljer en specifik typ av koaxialkabel är det nödvändigt att kontrollera hur den tål förväntad spänning.
Fysiska mått
Denna egenskap är viktig av flera anledningar. ledarestörre diametrar har ofta lägre förluster och högre effekt. Till exempel har den populära 75 ohm RG-6/U koaxialkabeln en ytterdiameter på 6,86 mm.
Dessutom måste kabeln matcha de tillgängliga hålstorlekarna och matcha rätt typ av plugg. Ofta är de senare gjorda för att passa populära kabeltyper.
Installationsguide
RF-koaxialkabel används ofta för att överföra signaler från sändare eller mottagare. Även om den är väldigt enkel att installera, måste vissa villkor vara uppfyllda för att den ska hålla länge. Detta är särskilt viktigt eftersom det ofta installeras utomhus och måste tåla tuffa miljöförhållanden.
Saker som fukt kan försämra dess effektivitet med tiden. En sådan minskning går obemärkt förbi tills den når den punkt där den blir oanvändbar. Några enkla försiktighetsåtgärder kommer att hålla din koaxialkabel effektiv och avsevärt sakta ner kabelnedbrytningen.
Välj beställning
Det finns ett stort utbud av koaxialkablar på marknaden, och vid första anblicken kan valet verka svårt. Det första beslutet som ska tas är att välja en lämplig impedans. Hemma Hi-Fi- och videoantenner använder 75 ohm koaxialkabel. Professionella användare och radioamatörer väljer vanligtvis 50 ohm impedans.
Nästa beslut att fatta är nivån på signaldämpningen som är acceptabel. På vilket sättmindre förlust, desto större diameter på kabeln, liksom dess kostnad. Vanligtvis kan du hitta flera märken med samma egenskaper, och ofta beror beslutet om en viss typ på leverantörernas position.
När en lämplig kabel har hittats kan den köpas och installeras.
Skydd från ogynnsamma väderförhållanden
Vid utomhusinstallation, till exempel koaxialkabel för videoövervakning, är det mycket viktigt att se till att den är ordentligt skyddad. Detta är av stor betydelse, eftersom eventuell fukt kommer att leda till en betydande ökning av förlusterna. Om dielektrikumet som separerar de inre och yttre ledarna blir vått kommer detta att försämra dess prestanda och öka dämpningen. Fuktighet oxiderar också flätan och minskar dess ledningsförmåga.
Därför är det så viktigt att täta änden på kabeln om den används utomhus och hålla fukt ute. Det är nödvändigt att säkerställa att det yttre skalet förblir intakt och inte skadas under installation och vidare drift.
En ytterligare metod för att förhindra att stora mängder fukt kommer in i kabeln är att bilda en upp- och nedslinga. Detta hindrar vattnet som har trängt in i att gå vidare. Men fukt sprids fortfarande genom kapillärverkan, så det är alltid bäst att se till att ändarna är ordentligt förseglade och skyddade.
Allmänna installationsrekommendationer
Alla kablar har en böjradie. För att förhindra skador bör de inte böjas mer än detta värde. AnnatI det här fallet kan den inre strukturen skadas och förlusterna kommer att öka avsevärt.
Du bör också se till att kabeln inte deformeras. Detta kommer att leda till en förändring i dess storlek och vågmotstånd. Dessutom kan skador på dielektrikumet öka nivån av förluster.
Om kabeln är fysiskt skadad, se till att dess mantel förblir intakt. Om dess integritet bryts kan detta leda till penetrering av fukt, oxidation av tråden och vätning av dielektrikumet, vilket kommer att öka nivån av förluster.
I vissa fall måste koaxialkabeln grävas ner. Vanliga stämplar kan inte läggas i marken, eftersom deras skal inte är designat för dessa förhållanden. Men de kan läggas i en kanal speciellt utformad för detta. Detta har fördelen att kabeln är lätt att byta. Se dock till att inget vatten kommer in i kanalen. Ett alternativ är att använda en kabel speciellt utformad för nedläggning i marken, vars mantel tål sådana förhållanden.
Ending
När du installerar en koaxialkabel är det viktigt att avsluta den ordentligt. I de flesta fall är den fysiska avslutningen en plugg och slutenheten är antingen en antenn eller en mottagare. Anslutningar måste göras korrekt och effektivt.
Även om bostadskontakter ofta har dålig RF-prestanda, finns det få alternativ. Anslutningar av högre kvalitet behövs för professionell användning, även om du i det här fallet också bör se till detatt de är lämpliga för de frekvenser som används. Vissa billiga modeller uppfyller inte kraven och försämrar prestandan hos koaxialkabeln. Därför är det bättre att köpa kontakter från betrodda säljare.
Korrekt installation av en koaxialkabel kommer att ge många års service. Men slitage och miljöpåverkan kommer att göra att den behöver bytas ut efter ett tag. Eftersom prestandaförsämring sker långsamt kanske det inte märks. Det blir uppenbart först efter att kabeln har bytts ut fullständigt.
