Kaum jemand hat noch nie ein Koaxialkabel gesehen. Wie es funktioniert, welche Vorteile es hat, welche Einsatzgebiete es gibt – das müssen viele erst noch herausfinden.
Inhalt
So funktioniert ein Koaxialkabel
Das Koaxialkabel besteht aus:
- Innenleiter (zentraler Kern);
- Dielektrikum;
- Außenleiter (Geflecht);
- äußere Abdeckung.
Wenn wir das Kabel im Querschnitt betrachten, sehen wir, dass seine beiden Leiter auf der gleichen Achse liegen. Daher der Name des Kabels: auf Englisch koaxial - koaxial.
Der Innenleiter eines guten Kabels besteht aus Kupfer. Jetzt verwenden billige Produkte Aluminium oder sogar verkupferten Stahl. Das Dielektrikum in einem hochwertigen Kabel ist Polyethylen, in Hochfrequenzkabeln ist es Fluorkunststoff.In kostengünstigen Optionen werden verschiedene geschäumte Kunststoffe verwendet.
Das klassische Material zum Flechten ist Kupfer, und das Flechten von Qualitätsprodukten erfolgt mit einem dichten Gewebe ohne Lücken. Bei Kabeln geringerer Qualität werden Kupferlegierungen, manchmal Stahllegierungen, zur Herstellung des Außenleiters verwendet, seltenes Weben wird verwendet, um die Kosten zu senken, und in einigen Fällen Folie.
Umfang des Koaxialkabels, seine Vor- und Nachteile
Die häufigste Verwendung eines Koaxialkabels ist die Übertragung von Hochfrequenzströmen (HF, Mikrowelle und höher). In vielen Fällen wird dies getan Kommunikation zwischen Antenne und Sender oder zwischen der Antenne und dem Empfänger sowie in Kabelfernsehsystemen. Ein solches Signal kann auch über eine Zweidrahtleitung übertragen werden - das ist billiger.
In einigen Fällen wird dies getan, aber eine solche Leitung hat einen schwerwiegenden Nachteil: Das darin enthaltene elektrische Feld geht durch den offenen Raum, und wenn ein leitfähiges Objekt eines Drittanbieters hineingelangt, führt dies zu einer Signalverzerrung - Dämpfung, Reflexion usw . Und bei einem Koaxialkabel befindet sich das elektrische Feld vollständig im Inneren, sodass Sie sich beim Verlegen keine Sorgen machen müssen, dass die Leitung an Metallgegenständen vorbeiführt (oder sich später in unmittelbarer Nähe des Kabels befinden) - sie werden nicht beeinträchtigt den Betrieb der Übertragungsleitung.
Zu den Nachteilen von Koaxialkabeln gehören die hohen Kosten. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Aufwand bei der Reparatur einer beschädigten Leitung.
Früher wurden Koaxialkabel häufig zum Organisieren von Datenübertragungsleitungen in Computernetzwerken verwendet. Heute sind die Übertragungsraten auf ein Niveau gestiegen, das HF-Kabel nicht bieten können, sodass diese Anwendung schnell ausläuft.
Der Unterschied zwischen Koaxialkabel und gepanzertem Kabel und abgeschirmtem Kabel
Koaxialkabel werden oft mit abgeschirmten Kabeln und sogar gepanzerten Stromkabeln verwechselt. Bei einer gewissen äußerlichen Ähnlichkeit des Aufbaus („Ader-Isolierung-Metallschlauch“) unterscheiden sich Zweck und Wirkungsweise.
In einem Koaxialkabel fungiert das Geflecht als zweiter Leiter, der den Stromkreis vervollständigt. Durch ihn fließt zwangsläufig ein Laststrom (manchmal sogar auf Innen- und Außenseite unterschiedlich). Das Geflecht kann aus Sicherheitsgründen Kontakt mit Erde haben, möglicherweise nicht - dies hat keinen Einfluss auf seine Funktion. Es ist auch falsch, es als Bildschirm zu bezeichnen - es enthält keine globale Bildschirmfunktion.
Bei einem armierten Kabel schützt das äußere Metallgeflecht die Isolierschicht und den Kern vor mechanischer Beanspruchung. Es hat eine hohe Festigkeit und ist immer gemäß den Sicherheitsanforderungen geerdet. Im Normalbetrieb fließt kein Strom durch ihn.
Bei einem abgeschirmten Kabel dient der äußere leitende Mantel dazu, den Leiter vor äußeren Störungen zu schützen. Wenn ein Schutz vor niederfrequenten Störungen (bis 1 MHz) erforderlich ist, wird der Schirm nur auf einer Seite des Kabels geerdet. Bei Störungen über 1 MHz dient der Schirm als gute Antenne, also wird er an mehreren Stellen durchgehend geerdet (so oft wie möglich). Im Normalbetrieb sollte auch kein Strom über den Schirm fließen.
Technische Parameter des Koaxialkabels
Einer der Hauptparameter, auf den Sie bei der Auswahl eines Kabels achten müssen, ist seine charakteristische Impedanz. Obwohl dieser Parameter in Ohm gemessen wird, kann er mit einem herkömmlichen Tester im Ohmmeter-Modus nicht gemessen werden und hängt nicht von der Länge des Kabelsegments ab.
Der Wellenwiderstand einer Leitung wird durch das Verhältnis ihrer linearen Induktivität zur linearen Kapazität bestimmt, die wiederum vom Verhältnis der Durchmesser von Kern und Geflecht sowie von den Eigenschaften des Dielektrikums abhängt. Wenn keine Geräte vorhanden sind, können Sie daher den Wellenwiderstand mit einem Bremssattel „messen“ - Sie müssen den Durchmesser des Kerns d und des Geflechts D ermitteln und die Werte in die Formel einsetzen.
Hier auch:
- Z der gewünschte Wellenwiderstand ist;
- Er - dielektrische Permittivität des Dielektrikums (für Polyethylen können Sie 2,5 und für geschäumtes Material 1,5 nehmen).
Der Widerstand des Kabels kann alles mit vernünftigen Abmessungen sein, aber Produkte werden standardmäßig mit den folgenden Werten hergestellt:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ohm (ziemlich seltene Option).
Es ist unmöglich zu sagen, dass ein 75-Ohm-Kabel besser ist als ein 50-Ohm-Kabel (oder umgekehrt). Jeder muss an seiner Stelle angewendet werden - der Wellenwiderstand des Senderausgangs Zund, Kommunikationsleitungen (Kabel) Z und Last sollte das gleiche Z seinn, nur in diesem Fall erfolgt die Energieübertragung von der Quelle zum Verbraucher ohne Verluste und Reflexionen.
Es gibt bestimmte praktische Einschränkungen bei der Herstellung von Kabeln mit hoher Impedanz. Kabel mit 200 Ohm und mehr müssen sehr dünn verseilt oder mit einem Außenleiter mit großem Durchmesser sein (um ein großes D/d-Verhältnis aufrechtzuerhalten).Ein solches Produkt ist schwieriger zu verwenden, daher werden für Pfade mit hohem Widerstand entweder Zweidrahtleitungen oder Anpassungsgeräte verwendet.
Ein weiterer wichtiger Koaxialparameter ist Dämpfung. Gemessen in dB/m. Im Allgemeinen gilt: Je dicker das Kabel (genauer gesagt je größer der Durchmesser der zentralen Ader), desto weniger dämpft das Signal darin mit jedem Meter Länge. Dieser Parameter wird jedoch auch von den Materialien beeinflusst, aus denen die Kommunikationsleitung besteht. Ohmsche Verluste werden durch das Material des zentralen Kerns und des Geflechts bestimmt. Dielektrische Verluste beitragen. Diese Verluste nehmen mit zunehmender Signalfrequenz zu, zu ihrer Reduzierung werden spezielle Isoliermaterialien (PTFE etc.) verwendet. Geschäumte Dielektrika, die in preiswerten Kabeln verwendet werden, tragen zu einer erhöhten Dämpfung bei.
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Koaxialkabeln ist Geschwindigkeitsfaktor. Dieser Parameter wird benötigt, wenn die Länge des Kabels in den Wellenlängen des übertragenen Signals bekannt sein muss (z. B. bei Widerstandstransformatoren). Die elektrische Länge und die physikalische Länge des Kabels stimmen nicht überein, da die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum größer ist als die Lichtgeschwindigkeit im Dielektrikum des Kabels. Für Kabel mit Polyethylen-Dielektrikum KVorwurf= 0,66, für Fluorkunststoff - 0,86. Für billige Produkte mit Schaumisolator - unvorhersehbar, aber näher an 0,9. In der ausländischen Fachliteratur wird der Wert des Verzögerungskoeffizienten verwendet - Kverlangsamt=1/KVorwurf.
Das Koaxialkabel hat auch andere Eigenschaften - den minimalen Biegeradius (hängt hauptsächlich vom Außendurchmesser ab), die Durchschlagsfestigkeit des Isolators usw. Sie werden manchmal auch benötigt, um ein Koaxialkabel auszuwählen.
Kennzeichnung von Koaxialkabeln
Inländische Produkte hatten eine alphanumerische Kennzeichnung (sie ist sogar jetzt noch zu finden). Das Kabel wurde mit den Buchstaben RK (Hochfrequenzkabel) bezeichnet, gefolgt von Zahlen, die Folgendes angeben:
- Wellenwiderstand;
- Kabeldicke in mm;
- Katalognummer.
So bezeichnet das RK-75-4-Kabel Produkte mit einem Wellenwiderstand von 75 Ohm und einem Isolationsdurchmesser von 4 mm.
Die internationale Bezeichnung beginnt ebenfalls mit zwei Buchstaben:
- RG-HF-Kabel;
- DG - Kabel für digitale Netze;
- SAT, DJ - für Satelliten-Rundfunknetze (Hochfrequenzkabel).
Als nächstes kommt die Abbildung, die offensichtlich keine technischen Informationen enthält (um sie zu entschlüsseln, müssen Sie in den Kabelpass schauen). Außerdem können weitere Buchstaben vorhanden sein, die zusätzliche Eigenschaften angeben. Ein Beispiel für die Bezeichnung - RG8U - ein 50-Ohm-HF-Kabel mit einem reduzierten Durchmesser des zentralen Kerns und einer reduzierten Geflechtdichte.
Nachdem Sie die Unterschiede zwischen Koaxialkabel und anderen Kabelprodukten verstanden und den Einfluss seiner Parameter auf die Leistung kennengelernt haben, können Sie dieses Produkt erfolgreich in den Bereichen verwenden, für die es bestimmt ist.
Ähnliche Artikel:
