کابل کواکسیال چیست؟
کابل کواکسیال را گاهی کابل RF می نامند. کابل RF کواکسیال متداول ترین ساختار است. از آنجا که هادی های داخلی و خارجی در موقعیت متحدالمرکز قرار دارند ، انرژی الکترومغناطیسی محدود می شود تا در محیط بین هادی های داخلی و خارجی پخش شود ، بنابراین دارای مزایای قابل توجهی مانند میرایی کم ، عملکرد محافظ بالا ، پهنای باند و عملکرد پایدار است. معمولاً برای انتقال انرژی فرکانس رادیویی از 500 کیلوهرتز به 18 گیگاهرتز استفاده می شود. یک کابل کواکسیال دارای دو رسانای متحدالمرکز است و هادی و لایه محافظ دارای محور یکسان کابل هستند. متداول ترین کابل کواکسیال از یک رسانای مس جدا شده توسط یک ماده عایق تشکیل شده است. در خارج از ماده عایق داخلی لایه دیگری از هادی حلقه و عایق آن قرار دارد و سپس کل کابل توسط یک غلاف پلی وینیل کلرید یا مواد تفلون پوشانده می شود. کابل کواکسیال را می توان به کابل کواکسیال باند پایه 50Ω و کابل کواکسیال فرکانس رادیویی کابل پهن باند 75Ω تقسیم کرد. کابل های پایه باند به کابل های کواکسیال نازک و کابل های کواکسیال ضخیم تقسیم می شوند. کابل باند پایه فقط برای انتقال دیجیتال استفاده می شود و سرعت داده می تواند به 10 مگابیت بر ثانیه برسد. کابل کواکسیال فرکانس رادیویی امپدانس مشخصه 50Ω عمدتا برای انتقال سیگنال باند پایه استفاده می شود ، پهنای باند انتقال 1-20 مگاهرتز است و کابل کواکسیال فرکانس رادیویی امپدانس مشخصه 75Ω اغلب در شبکه CATV استفاده می شود ، بنابراین کابل CATV و انتقال نامیده می شود پهنای باند می تواند به 1 گیگاهرتز برسد. پهنای باند انتقال 750 مگاهرتز است.
ساختار کابل کواکسیال و مواد
مهمترین خصوصیات الکتریکی یک کابل میرایی کم ، امپدانس یکنواخت و از دست دادن برگشت زیاد است. برای کابل های دارای نشت ، مهمترین چیز بهترین افت از دست دادن اتصال است. عملکرد اصلی کابل انتقال سیگنال ها است. بنابراین ، اطمینان از اینکه ساختار و مواد کابل دارای ویژگی های انتقال خوب در طول عمر مفید کابل هستند ، بسیار مهم است.
1. هادی داخلی
مس ماده اصلی رسانای داخلی است و می تواند به اشکال زیر باشد: سیم مسی آنیل ، لوله مسی آنیل و مفتول آلومینیوم روکش مس. معمولاً هادی داخلی کابل کوچک سیم مسی یا سیم آلومینیومی روکش مس است ، در حالی که از لوله مسی برای کابل بزرگ استفاده می شود تا وزن و هزینه کابل را کاهش دهد. هادی بیرونی کابل بزرگ برجسته شده است تا عملکرد خمشی کافی حاصل شود.
رسانای داخلی تأثیر زیادی در انتقال سیگنال دارد ، زیرا میرایی عمدتا به دلیل از دست دادن مقاومت هادی داخلی است. رسانایی الکتریکی ، به ویژه رسانایی سطح ، باید تا حد ممکن بالا باشد. نیاز کلی 58MS / m ((20 ℃) است ، زیرا در فرکانس های بالا ، جریان فقط در یک لایه نازک روی سطح رسانا منتقل می شود. این پدیده اثر پوست نامیده می شود ، ضخامت موثر لایه فعلی عمق پوست نامیده می شود. جدول 1 مقادیر عمق پوست لوله های مسی و سیم های آلومینیومی روکش شده با مس را در فرکانس های خاصی که به عنوان هادی داخلی استفاده می شوند ، نشان می دهد.
الزامات کیفی مواد مس مورد استفاده برای رسانای داخلی بسیار زیاد است و مواد مس باید فاقد ناخالصی و دارای سطحی تمیز ، صاف و صاف باشند. قطر رسانای داخلی باید پایدار بوده و دارای تلرانس محکم باشد. هرگونه تغییر قطر باعث کاهش یکنواختی امپدانس و افت بازده می شود ، بنابراین فرآیند تولید باید دقیقاً کنترل شود.
2. هادی بیرونی
هادی خارجی دارای دو عملکرد اساسی است: اول هادی برگشتی و دیگری سپر. هادی خارجی کابل نشتی نیز عملکرد نشت آن را تعیین می کند. هادی های بیرونی کابل های فیدر کواکسیال و کابل های فوق انعطاف پذیر توسط لوله های مسی موج دار جوش داده می شوند. هادی های بیرونی این کابل ها کاملاً محصور شده اند و هیچگونه تابشی از کابل ها مجاز نیست.
رسانای خارجی معمولاً به طور طولی با نوار مس پوشانده می شود. روی لایه رسانای خارجی ، شکافهای طولی یا عرضی یا سوراخ های کوچک وجود دارد.
شکاف هادی خارجی بیشتر در کابلهای موج دار دیده می شود. با برش و شیار برابر فاصله تاج موج موج دار در جهت محوری تشکیل می شود. نسبت قسمت قطع شده کوچک است و فاصله شکاف بسیار کوچکتر از طول موج الکترومغناطیسی منتقل شده است.
بدیهی است که با پردازش یک کابل بدون نشت طبق روش زیر می توان یک کابل نشتی ایجاد کرد: تاج موج رسانای خارجی کابل چروکیده مشترک را در کابل بدون نشت با زاویه 120 درجه برش دهید تا مجموعه ای از مناسب ساختار اسلات. شکل ، عرض و ساختار شکاف کابل نشتی شاخص های عملکرد آن را تعیین می کند.
مس مورد استفاده برای هادی خارجی نیز باید از کیفیت خوب ، رسانایی بالا و عاری از ناخالصی برخوردار باشد. اندازه هادی خارجی باید کاملاً در محدوده تحمل کنترل شود تا از امپدانس مشخصه یکنواخت و از دست رفتن برگشت بالا اطمینان حاصل شود.
3. محیط عایق
محیط کابل کواکسیال فرکانس رادیویی فراتر از عایق کاری است. عملکرد انتقال نهایی عمدتا پس از عایق بندی تعیین می شود. بنابراین ، انتخاب ماده دی الکتریک و ساختار آن بسیار مهم است. تمام خواص مهم ، مانند میرایی ، امپدانس و افت بازگشت ، ارتباط زیادی با عایق بندی دارند. مهمترین نیازهای عایق بندی عبارتند از:
ثابت دی الکتریک نسبی کم است و ضریب زاویه از دست دادن دی الکتریک برای اطمینان از میرایی کم ، کم است.
ساختار سازگار برای اطمینان از امپدانس یکنواخت و از دست دادن بازده بزرگ ؛
خواص مکانیکی پایدار برای اطمینان از عمر طولانی ؛
ضد آب و ضد رطوبت.
عایق فیزیکی فوم بالا می تواند تمام نیازهای فوق را برآورده کند. با استفاده از فن آوری پیشرفته اکستروژن و تزریق گاز و مواد ویژه ، درجه کف می تواند به بیش از 80 reach برسد و عملکرد الکتریکی این نوع نسبتاً نزدیک به کابل های عایق هوا است. در روش تزریق گاز ، نیتروژن مستقیماً به مواد رسانه ای موجود در اکسترودر تزریق می شود. این فرآیند را روش کف سازی فیزیکی نیز می نامند. در مقابل این روش کف سازی شیمیایی ، درجه کف سازی تنها می تواند به حدود 50٪ برسد و اتلاف دی الکتریک نسبتاً زیاد است. ساختار کف شده حاصل از روش تزریق گاز سازگار است ، به این معنی که امپدانس آن یکنواخت است و افت برگشتی آن زیاد است.
کابل RF ما به دلیل کوچک بودن زاویه از دست دادن دی الکتریک مواد عایق و درجه کف بزرگ ، عملکرد الکتریکی بسیار خوبی دارد. ویژگی های محیط کف کننده در فرکانس های بالا از اهمیت بیشتری برخوردار است. این ساختار خاص کف است که عملکرد میرایی بسیار کم کابل را در فرکانس های بالا تعیین می کند.
فرآیند همکاری اکستروژن با عایق بندی چند لایه منحصر به فرد (لایه نازک لایه کف فوم-لایه نازک خارجی) می تواند یک ساختار فوم یکنواخت و بسته به دست آورد که دارای ویژگی های مکانیکی پایدار ، مقاومت بالا و مقاومت در برابر رطوبت خوب است. برای اینکه کابل عملکرد الکتریکی خوبی را در یک محیط مرطوب حفظ کند ، ما به طور خاص یک کابل را طراحی کردیم: یک هسته جامد نازک PE به سطح خارجی لایه عایق کف دار اضافه می شود. این لایه نازک خارجی می تواند به طور موثری از نفوذ رطوبت جلوگیری کرده و از عملکرد الکتریکی کابل از ابتدای تولید محافظت کند. این طرح به ویژه برای کابل های دارای نشت دارای سوراخ در هادی خارجی بسیار مهم است. علاوه بر این ، لایه عایق محکم توسط هادی داخلی توسط لایه نازک داخلی پیچیده می شود ، که باعث بهبود بیشتر ثبات مکانیکی کابل می شود. علاوه بر این ، لایه نازک حاوی تثبیت کننده های خاصی است که می تواند سازگاری با مس و عمر طولانی مدت کابل های ما را تضمین کند. انتخاب یک ماده لایه نازک داخلی مناسب می تواند عملکرد مطلوبی مانند مقاومت در برابر رطوبت ، اتصال و پایداری را به دست آورد.
این طرح عایق بندی چند لایه (لایه نازک داخلی - لایه فوم - لایه نازک خارجی) می تواند همزمان عملکرد الکتریکی عالی و ویژگی های مکانیکی پایدار را بدست آورد ، در نتیجه عمر مفید و قابلیت اطمینان کابل های RF ما را بهبود بخشد.
4. غلاف
متداول ترین ماده غلاف برای کابل های فضای باز ، پلی اتیلن کم چگال خطی سیاه است. چگالی آن شبیه LDPE است اما مقاومت آن معادل HDPE است. برعکس ، در بعضی موارد ، ما تمایل به استفاده از HDPE داریم که می تواند خواص مکانیکی و مقاومت بهتری در برابر اصطکاک ، مواد شیمیایی ، رطوبت و شرایط مختلف محیطی برای غلاف فراهم کند.
HDPE سیاه و سفید مقاوم در برابر اشعه ماورا UV بنفش می تواند تنش های آب و هوایی ناشی از درجه حرارت بسیار بالا و اشعه ماوراlet بنفش قوی را تحمل کند. هنگامی که ایمنی کابل ها بر آتش تأکید می شود ، باید از مواد کم دود ، فاقد هالوژن و ضد شعله استفاده شود. در یک کابل نشتی ، به منظور کاهش گسترش آتش ، می توان از یک نوار مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر شعله بین هادی خارجی و غلاف استفاده کرد تا لایه عایق به راحتی ذوب شده در کابل حفظ شود.
