几乎没有人从未见过同轴电缆。它是如何工作的,它的优势是什么,它的应用领域是什么——许多人还没有弄清楚这一点。

同轴电缆的工作原理
同轴电缆包括:
- 内导体(中心芯);
- 电介质;
- 外导体(编织);
- 外罩。
如果我们考虑电缆的横截面,我们可以看到它的两个导体都位于同一轴上。因此电缆的名称:英文同轴-同轴。
优质电缆的内导体由铜制成。现在廉价产品使用铝甚至镀铜钢。高质量电缆的电介质是聚乙烯,高频电缆的电介质是氟塑料。在廉价的选择中,使用了各种泡沫塑料。
编织的经典材料是铜,优质产品的编织以致密的编织方式进行,没有间隙。在质量较低的电缆中,铜合金,有时是钢合金,用于制造外导体,稀有编织用于降低成本,在某些情况下还使用箔片。

同轴电缆的适用范围、优缺点
同轴电缆最常见的用途是传输高频电流(RF、微波和更高)。在许多情况下,这是完成的 天线和发射机之间的通信 或在天线和接收器之间,以及在有线电视系统中。这种信号也可以使用两根线传输 - 它更便宜。

在某些情况下是这样做的,但是这样的线路有一个严重的缺点——其中的电场穿过开放空间,如果第三方导电物体进入其中,这将导致信号失真——衰减、反射等.而对于同轴电缆,电场完全在内部,因此在铺设时,您不必担心线路会经过金属物体(或者它们随后可能会靠近电缆) - 它们不会影响输电线路的运行。

同轴电缆的缺点包括成本高。还有一个缺点是修复受损线路的复杂性很高。
以前,同轴电缆被广泛用于组织计算机网络中的数据传输线。今天,传输速率已经上升到射频电缆无法提供的水平,因此这种应用正在迅速淘汰。
同轴电缆与铠装电缆和屏蔽线的区别
同轴电缆经常与屏蔽线甚至铠装电力电缆混淆。如果设计有一定的外部相似性(“芯-绝缘-金属柔性套管”),它们的目的和工作原理是不同的。
在同轴电缆中,编织层充当完成电路的第二导体。负载电流必然流过它(有时甚至在内侧和外侧是不同的)。出于安全目的,编织物可能会与地面接触,也可能没有——这不会影响其操作。将其称为屏幕也不正确-它不具有全局筛选功能。
对于铠装电缆,外部金属编织层保护绝缘层和芯线免受机械应力。强度高,始终按安全要求接地。在正常模式下,没有电流流过它。
在屏蔽线中,外部导电护套旨在保护导体免受外部干扰。如果需要防止低频干扰(最高 1 MHz),则屏蔽仅在电线的一侧接地。对于 1 MHz 以上的干扰,屏幕可以作为良好的天线,因此它在多个点(尽可能频繁)一直接地。在正常模式下,也不会有电流流过屏幕。
同轴电缆技术参数
选择电缆时需要注意的主要参数之一是其特性阻抗。虽然此参数以欧姆为单位测量,但无法使用常规测试仪在欧姆表模式下进行测量,并且它不依赖于电缆段的长度。
线路的波阻抗由其线性电感与线性电容的比率决定,而线性电容又取决于中心芯和编织层的直径比,以及电介质的特性。因此,在没有设备的情况下,您可以使用卡尺“测量”波阻——您需要找到芯线 d 和编织线 D 的直径,并将这些值代入公式中。

这里也是:
- Z 是所需的波阻;
- 乙r - 电介质的介电常数(聚乙烯为 2.5,泡沫材料为 1.5)。
电缆的电阻可以是任何具有合理尺寸的东西,但产品标准生产时具有以下值:
- 50 欧姆;
- 75 欧姆;
- 120 欧姆(非常罕见的选择)。
不可能说 75 欧姆电缆优于 50 欧姆电缆(反之亦然)。每个都必须应用在它的位置 - 发射器输出 Z 的特征阻抗和、通讯线(电缆)Z 和负载应该是相同的Zn,只有在这种情况下,能量从源到负载的传输才会发生而没有损耗和反射。
高阻抗电缆的制造存在一定的实际限制。 200 欧姆及以上的电缆必须是非常细的绞合线或具有大直径的外导体(以保持较大的 D/d 比)。这样的产品使用起来比较困难,因此对于高阻路径,要么采用两线制线路,要么采用匹配器件。

另一个重要的同轴参数是 减震.以 dB/m 为单位测量。一般来说,电缆越粗(更准确地说,中心线芯的直径越大),每米长度的信号衰减就越少。但是这个参数也受到制造通讯线的材料的影响。欧姆损耗由中心纤芯和编织层的材料决定。介电损耗有所贡献。这些损耗随着信号频率的增加而增加;使用特殊的绝缘材料(PTFE 等)来减少它们。廉价电缆中使用的泡沫电介质有助于增加衰减。
同轴电缆的另一个重要特性是 速度因子.如果需要知道传输信号波长中的电缆长度(例如,在电阻互感器中),则需要此参数。电缆的电气长度和物理长度不匹配,因为真空中的光速大于电缆电介质中的光速。用于聚乙烯电介质 K 的电缆责备=0.66,对于氟塑料 - 0.86。对于具有泡沫绝缘体的廉价产品 - 不可预测,但接近 0.9。在国外的技术文献中,使用减速系数的值——K慢下来=1/K责备.
此外,同轴电缆还有其他特性——最小弯曲半径(主要取决于外径)、绝缘体的介电强度等。有时也需要它们来选择同轴电缆。
同轴电缆标记
国内产品有字母数字标记(即使现在也可以找到)。电缆由字母 RK(射频电缆)指定,后面跟着数字表示:
- 抗波性;
- 电缆厚度(mm);
- 目录号。
因此,RK-75-4 电缆表示产品的波阻抗为 75 欧姆,绝缘直径为 4 mm。
国际名称也以两个字母开头:
- RG 射频电缆;
- DG——数字网络电缆;
- SAT、DJ - 用于卫星广播网络(高频电缆)。
接下来是这个数字,它显然没有携带技术信息(要解密它,你必须查看电缆护照)。此外,可能会有更多的字母表示其他属性。名称示例 - RG8U - 50 欧姆射频电缆,中心芯直径减小,编织密度减小。
了解同轴电缆与其他电缆产品的区别,了解其参数对性能的影响后,您就可以成功地将本产品用于预期的领域。
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