同軸ケーブルとは何ですか、主な特徴と使用場所

同軸ケーブルを見たことがない人はほとんどいません。それがどのように機能するか、その利点は何ですか、その適用分野は何ですか-多くはまだこれを理解していません。

同軸ケーブルの構造。

同軸ケーブルのしくみ

同軸ケーブルは次のもので構成されています。

  • 内部導体(中央コア);
  • 誘電;
  • 外部導体(編組);
  • アウターカバー。

ケーブルの断面を見ると、両方の導体が同じ軸上にあることがわかります。したがって、ケーブルの名前:英語では同軸-同軸。

良いケーブルの内部導体は銅でできています。現在、安価な製品はアルミニウムまたは銅メッキ鋼を使用しています。高品質ケーブルの誘電体はポリエチレンであり、高周波ケーブルの誘電体はフルオロプラスチックです。安価なオプションでは、さまざまな発泡プラスチックが使用されます。

編組の古典的な素材は銅であり、高品質の製品の編組は、隙間のない密な織りで行われます。低品質のケーブルでは、銅合金、場合によっては鋼合金が外部導体の製造に使用され、まれな織りがコストを削減するために使用され、場合によっては箔が使用されます。

同軸ケーブルの構造。

同軸ケーブルの範囲、その長所と短所

同軸ケーブルの最も一般的な用途は、高周波電流(RF、マイクロ波など)を伝送することです。多くの場合、これは行われます アンテナと送信機間の通信 またはアンテナと受信機の間、およびケーブルテレビシステム。このような信号は、2線式回線を使用して送信することもできます。これは安価です。

2線式通信回線。

場合によってはこれが行われますが、そのようなラインには重大な欠点があります-その中の電界がオープンスペースを通過し、サードパーティの導電性物体がその中に入ると、信号の歪み(減衰、反射など)が発生します。また、同軸ケーブルの場合、電界は完全に内側にあるため、敷設するときに、ラインが金属物体を通過することを心配する必要はありません(または、後でケーブルに近接する可能性があります)-影響はありません送電線の操作。

ケーブルの電界。
ケーブルと2線式ラインの電界。

同軸ケーブルの欠点は、コストが高いことです。また、不利な点は、損傷したラインの修復が非常に複雑になることです。

以前は、同軸ケーブルはコンピュータネットワークのデータ伝送ラインを編成するために広く使用されていました。今日、伝送速度はRFケーブルでは提供できないレベルまで上昇しているため、このアプリケーションは急速に段階的に廃止されています。

同軸ケーブルと装甲ケーブルおよびシールド線の違い

多くの場合、同軸ケーブルはシールド線や装甲電源ケーブルと混同されます。設計に特定の外部類似性がある場合(「コア絶縁金属フレキシブルケーシング」)、それらの目的と動作原理は異なります。

同軸ケーブルでは、編組は回路を完成させる2番目の導体として機能します。必然的に負荷電流が流れます(内側と外側でさえ異なる場合があります)。編組は安全のために地面と接触している場合がありますが、接触していない場合があります。これは動作に影響を与えません。それをスクリーンと呼ぶのも誤りです-それはグローバルスクリーニング機能を持っていません。

装甲ケーブルの場合、外側の金属編組が絶縁層とコアを機械的ストレスから保護します。強度が高く、安全要件に応じて常に接地されています。通常モードでは、電流は流れません。

シールド線では、外部導電性シースは、外部干渉から導体を保護するように設計されています。低周波干渉(最大1 MHz)から保護する必要がある場合は、画面はワイヤの片側でのみ接地されます。 1 MHzを超える干渉の場合、画面は優れたアンテナとして機能するため、いくつかのポイントで(可能な限り頻繁に)完全に接地されます。通常モードでは、画面に電流が流れないようにする必要があります。

同軸ケーブルの技術的パラメータ

ケーブルを選択するときに注意する必要がある主なパラメータの1つは、その特性インピーダンスです。このパラメータはオームで測定されますが、抵抗計モードの従来のテスターでは測定できず、ケーブルセグメントの長さに依存しません。

ラインの波動インピーダンスは、線形インダクタンスと線形容量の比率によって決まります。線形インダクタンスは、中心コアと編組の直径の比率、および誘電体の特性に依存します。したがって、デバイスがない場合は、キャリパーを使用して造波抵抗を「測定」できます。コアdとブレードDの直径を見つけて、その値を式に代入する必要があります。

造波抵抗の式。

ここでも:

  • Z 望ましい造波抵抗です。
  • Er -誘電体の誘電率(ポリエチレンの場合は2.5、発泡材料の場合は-1.5)。

ケーブルの抵抗は妥当な寸法であれば何でもかまいませんが、製品は標準的に次の値で製造されています。

  • 50オーム;
  • 75オーム;
  • 120オーム(非常にまれなオプション)。

75オームのケーブルが50オームのケーブルよりも優れているとは言えません(またはその逆)。それぞれをその場所に適用する必要があります-送信機出力Zの特性インピーダンス、通信回線(ケーブル)Z 負荷は同じZである必要がありますn、この場合のみ、エネルギー源から負荷へのエネルギーの移動は、損失や反射なしに発生します。

高インピーダンスのケーブルの製造には、実際的な制限があります。 200オーム以上のケーブルは、非常に細いより線であるか、大きな直径の外部導体を備えている必要があります(大きなD / d比を維持するため)。このような製品は使用がより困難であるため、高抵抗のパスには、2線式ラインまたはマッチングデバイスのいずれかが使用されます。

マッチングデバイスの使用。

もう1つの重要な同軸パラメータは ダンピング。 dB/mで測定されます。一般に、ケーブルが太いほど(より正確には、中央コアの直径が大きいほど)、長さ1メートルごとに信号が減衰することが少なくなります。ただし、このパラメータは、通信回線を構成する材料の影響も受けます。オーミック損失は、中央のコアとブレードの材質によって決まります。誘電損失が寄与します。これらの損失は信号周波数の増加とともに増加します;それらを減らすために特別な絶縁材料(PTFEなど)が使用されます。安価なケーブルに使用されている発泡誘電体は、減衰の増加に寄与します。

同軸ケーブルのもう1つの重要な特性は 速度係数。このパラメータは、送信信号の波長でケーブルの長さを知る必要がある場合に必要です(たとえば、抵抗変圧器の場合)。真空中の光速はケーブルの誘電体中の光速よりも速いため、ケーブルの電気的長さと物理的長さは一致しません。ポリエチレン誘電体Kのケーブル用叱責= 0.66、フルオロプラスチックの場合-0.86。発泡絶縁体を使用した安価な製品の場合-予測できませんが、0.9に近くなります。海外の技術文献では、減速係数の値が使用されています-K減速した= 1 / K叱責.

また、同軸ケーブルには、最小曲げ半径(主に外径に依存)、絶縁体の絶縁耐力など、他の特性があります。また、同軸ケーブルを選択するために必要になることもあります。

同軸ケーブルのマーキング

国産品には英数字の刻印があります(今でも見られます)。ケーブルはRK(無線周波数ケーブル)の文字で示され、その後に以下を示す数字が続きます。

  • 造波抵抗;
  • ケーブルの太さ(mm)。
  • カタログ番号。

したがって、RK-75-4ケーブルは、波動インピーダンスが75オーム、絶縁直径が4mmの製品を示しています。

国際指定も2文字で始まります。

  • RGRFケーブル;
  • DG-デジタルネットワーク用ケーブル。
  • SAT、DJ-衛星放送ネットワーク(高周波ケーブル)用。

次は、明らかに技術情報を含まない図です(復号化するには、ケーブルパスポートを調べる必要があります)。さらに、追加のプロパティを示す文字がさらに表示される場合があります。指定の例-RG8U-中央コアの直径が小さく、編組密度が小さい50オームのRFケーブル。

同軸ケーブルと他のケーブル製品の違いを理解し、そのパラメータが性能に与える影響を理解したことで、この製品を目的の領域で正常に使用できます。

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