Què és un cable coaxial?
El cable coaxial de vegades s'anomena cable RF. Coaxial RF Cable és l'estructura més utilitzada. Com que els conductors interiors i exteriors es troben en una posició concèntrica, l'energia electromagnètica es limita a estendre's en el medi entre els conductors interiors i exteriors, de manera que té avantatges significatius com la baixa atenuació, el rendiment d'alt blindatge, l'ample de banda i el rendiment estable. Normalment s'utilitza per transmetre energia de radiofreqüència de 500 kHz a 18 GHz. Un cable coaxial té dos conductors concèntrics, i el conductor i la capa d'escut comparteixen el mateix eix del cable. El cable coaxial més comú consisteix en un conductor de coure aïllat per un material aïllant. Fora del material aïllant interior hi ha una altra capa de conductor d'anell i el seu aïllant, i després tot el cable està cobert per un clorur de polivinil o beina de material de tefló. El cable coaxial es pot dividir en cable de banda base 50Ω i cable coaxial de radiofreqüència per cable de banda ampla 75Ω. Els cables baseband es divideixen en cables coaxials fins i cables coaxials gruixuts. El cable baseband només s'utilitza per a la transmissió digital, i la taxa de dades pot arribar a 10Mbps. La impedància característica cable coaxial de radiofreqüència 50Ω s'utilitza principalment per a la transmissió del senyal de banda base, l'ample de banda de transmissió és 1-20MHz, i la impedància característica cable coaxial de radiofreqüència 75Ω s'utilitza sovint en la xarxa CATV, de manera que s'anomena cable CATV, i l'ample de banda de transmissió pot arribar a 1GHz. L'ample de banda de transmissió és de 750 MHz.
Estructura i materials de cable coaxial
Les propietats elèctriques més importants d'un cable són la baixa atenuació, la impedància uniforme i l'alta pèrdua de retorn. Per als cables filtrats, el més important és la seva millor pèrdua d'acoblament. La funció principal del cable és transmetre senyals. Per tant, és molt important assegurar-se que l'estructura del cable i el material tenen bones característiques de transmissió durant tota la vida útil del cable.
1. Director interior
El coure és el material principal del conductor interior i pot estar en les següents formes: filferro de coure recuit, tub de coure recuit, i filferro d'alumini revestit de coure. En general, el conductor interior del petit cable és filferro de coure o filferro d'alumini revestit de coure, mentre que el tub de coure s'utilitza per al cable gran per reduir el pes i el cost del cable. El conductor exterior del cable gran s'en relleu de manera que es pot obtenir suficient rendiment de flexió.
El conductor interior té una gran influència en la transmissió del senyal, ja que l'atenuació és causada principalment per la pèrdua de resistència del conductor interior. La conductivitat elèctrica, especialment la conductivitat superficial, ha de ser el més alta possible. El requisit general és de 58MS/m (+20 °C), ja que a altes freqüències, el corrent només es transmet en una capa fina sobre la superfície del conductor. Aquest fenomen s'anomena efecte de la pell, el gruix efectiu de la capa actual s'anomena profunditat de la pell. La taula 1 mostra els valors de profunditat de la pell dels tubs de coure i els cables d'alumini revestits de coure a freqüències específiques quan s'utilitzen com a conductors interiors.
Els requisits de qualitat del material de coure utilitzat per al conductor interior són molt alts, i el material de coure ha d'estar lliure d'impureses i tenir una superfície neta, plana i llisa. El diàmetre del conductor interior ha de ser estable i tenir toleràncies ajustades. Qualsevol canvi de diàmetre reduirà la uniformitat de la impedància i la pèrdua de retorn, de manera que el procés de fabricació s'ha de controlar amb precisió.
2. Director exterior
El director exterior té dues funcions bàsiques: la primera és el conductor de retorn, i la segona és l'escut. El conductor exterior d'un cable filtrat també determina el seu rendiment de fuites. Els conductors exteriors dels cables d'alimentació coaxial i cables super-flexibles són soldats per tubs de coure ondulats. Els conductors exteriors d'aquests cables estan completament tancats i no es permet la radiació dels cables.
El conductor exterior sol estar cobert longitudinalment amb cinta de coure. A la capa externa del conductor, hi ha ranures longitudinals o transversals o petits forats.
La ranura del conductor exterior és més comú en els cables ondulats. Està formada per un tall equidistant i ranurat de la cresta ondulada de l'ona en la direcció axial. La proporció de la part tallada és petita, i l'espaiat de ranura és molt més petit que la longitud d'ona electromagnètica transmesa.
Òbviament, un cable filtrat es pot fer mitjançant el processament d'un cable no filtrat d'acord amb el següent mètode: tallar la cresta d'ona de conductor exterior del cable arrugat comú en el cable no filtrat en un angle de 120 graus per obtenir un conjunt d'estructures escurabutxaques adequades. La forma, l'amplada i l'estructura de ranura del cable filtrat determinen els seus indicadors de rendiment.
El coure utilitzat per al conductor exterior també ha de ser de bona qualitat, alta conductivitat, i lliure d'impureses. La mida del conductor exterior ha de ser estrictament controlada dins del rang de tolerància per garantir una impedància característica uniforme i una alta pèrdua de retorn.
3. Mitjà aïllant
El mitjà de cable coaxial de radiofreqüència és molt més que aïllament. El rendiment final de transmissió es determina principalment després de l'aïllament. Per tant, l'elecció del material dielèctric i la seva estructura són molt importants. Totes les propietats importants, com l'atenuació, la impedància i la pèrdua de retorn, tenen molt a veure amb l'aïllament. Els requisits més importants per a l'aïllament són:
La constant dielèctrica relativa és baixa, i el factor d'angle de pèrdua dielèctrica és petit per assegurar una baixa atenuació;
Estructura consistent per garantir una impedància uniforme i una gran pèrdua de retorn;
Propietats mecàniques estables per garantir una llarga vida;
Impermeable i a prova d'humitat.
L'aïllament físic d'escuma alta pot satisfer tots els requisits anteriors. Utilitzant tecnologia avançada d'extrusió i injecció de gas i materials especials, el grau d'escuma pot arribar a més del 80%, i el rendiment elèctric d'aquest tipus és relativament proper al dels cables aïllats per aire. En el mètode d'injecció de gas, el nitrogen s'injecta directament en el material multimèdia en l'extrusor. Aquest procés també s'anomena mètode d'escuma física. En contrast amb aquest mètode d'escuma química, el grau d'escuma només pot arribar al voltant del 50%, i la pèrdua dielèctrica és relativament gran. L'estructura escumosa obtinguda pel mètode d'injecció de gas és consistent, el que significa que la seva impedància és uniforme i la pèrdua de retorn és gran.
El nostre cable RF té molt bon rendiment elèctric a causa del petit angle de pèrdua dielèctrica del material aïllant i el gran grau d'escuma. Les característiques del medi d'escuma són més importants a altes freqüències. Es tracta d'aquesta estructura d'escuma especial que determina el baix rendiment de l'atenuació del cable a altes freqüències.
L'aïllament únic de múltiples capes (capa fina interior-escuma capa-capa fina exterior) procés de co-extrusió pot obtenir una estructura d'escuma uniforme i tancada, que té les característiques de les propietats mecàniques estables, alta resistència i bona resistència a la humitat. Per tal de fer que el cable mantingui un bon rendiment elèctric en un ambient humit, hem dissenyat especialment un cable: s'afegeix un pe de nucli sòlid prim a la superfície exterior de la capa d'aïllament escumat. Aquesta capa fina externa pot prevenir eficaçment la intrusió d'humitat i protegir el rendiment elèctric del cable des del començament de la producció. Aquest disseny és particularment important per als cables filtrats amb forats en el conductor exterior. A més, la capa aïllant està estretament embolicada en el conductor interior per la capa fina interior, el que millora encara més l'estabilitat mecànica del cable. A més, la capa fina conté estabilitzadors especials, que poden garantir la compatibilitat amb el coure i la vida útil a llarg termini dels nostres cables. L'elecció d'un material de capa fina interior adequada pot obtenir completament un rendiment satisfactori, com ara resistència a la humitat, unió i estabilitat.
Aquest disseny d'aïllament de múltiples capes (capa d'escuma fina interior-capa exterior) pot obtenir simultàniament un excel·lent rendiment elèctric i propietats mecàniques estables, millorant així la vida útil i fiabilitat dels nostres cables RF a llarg termini.
4. Bessó
El material de bec més utilitzat per a cables a l'aire lliure és el polietilè de baixa densitat lineal negre. La seva densitat és similar a l'LDPE, però la seva força equival a HDPE. Per contra, en alguns casos, tendim a utilitzar HDPE, que pot proporcionar millors propietats mecàniques i resistència a la fricció, productes químics, humitat i diferents condicions ambientals per a la beició.
HDPE negre resistent a la UV pot suportar les tensions climàtiques causades per temperatures extremadament altes i forts raigs ultraviolats. Quan s'emfatitza la seguretat contra incendis dels cables, s'han d'utilitzar materials de baix fum, sense halògens i retardants de flama. En un cable filtrat, per tal de reduir la propagació del foc, es pot utilitzar una cinta ignífuda i retardant de flama entre el conductor exterior i la beina per mantenir la capa aïllant fàcilment fosa en el cable.
