Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Коаксиальный кабель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть соосный; разговорное коаксиал от англ. coaxial) — электрический кабель, состоящий из центрального проводника и экрана, расположенных соосно и разделённых изоляционным материалом или воздушным промежутком. Используется для передачи радиочастотных электрических сигналов. Отличается от экранированного провода, применяемого для передачи постоянного электрического тока и низкочастотных сигналов, более однородным в направлении продольной оси сечением (форма поперечного сечения, размеры и значения электромагнитных параметров материалов нормированы) и применением более качественных материалов для электропроводников и изоляции. Изобретён и запатентован в 1880 году британским физиком Оливером Хевисайдом.
Содержание
Устройство
Коаксиальный кабель (см. рисунок) состоит из:
- 4 (A) — оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала;
- 3 (B) — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия плёнки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;
- 2 (C) — изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;
- 1 (D) — внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.
В отличие от линий передачи открытого типа (например, двухпроводной линии), благодаря наличию экранного проводника оба компонента электромагнитного поля электромагнитной волны и переносимый волной поток радиочастотной мощности полностью сосредоточены в пространстве между проводниками (в слое изоляции) и не выходят за пределы кабеля[1]. Эта особенность конструкции коаксиального кабеля исключает потери мощности электромагнитной волны на излучение электромагнитных волн в окружающее пространство и, наоборот, защищает кабель от проникновения внутрь электромагнитных наводок извне. В реальных кабелях наблюдается незначительный выход излучения наружу и чувствительность к наводкам, характеризуемая радиогерметичностью.
История создания- 1855 год — Уильям Томсон рассматривает коаксиальный кабель и получает формулу для погонной ёмкости.[2]
- 1880 год — Оливер Хевисайд получает британский патент № 1407 на коаксиальный кабель.[3]
- 1884 год — фирма Siemens & Halske патентует коаксиальный кабель в Германии (патент № 28978, 27 марта 1884).[4]
- 1894 год Никола Тесла запатентовал электрический проводник для переменных токов (патент № 514167).
- 1929 год — Ллойд Эспеншид (англ. Lloyd Espenschied) и Герман Эффель[англ.] из AT&T Bell Telephone Laboratories запатентовали первый современный коаксиальный кабель.
- 1936 год — AT&T построила экспериментальную телевизионную линию передачи на коаксиальном кабеле, между Филадельфией и Нью-Йорком.
- 1936 год — первая телепередача по коаксиальному кабелю с Берлинских Олимпийских игр в Лейпциге.
- 1936 год — между Лондоном и Бирмингемом почтовой службой (теперь компания BT) проложен кабель на 40 телефонных каналов.
- 1941 год — первое коммерческое использование системы L1 в США компанией AT&T. Между Миннеаполисом (Миннесота) и Стивенс Пойнт (Висконсин) запущен ТВ-канал и 480 телефонных каналов.
- 1956 год — проложена первая трансатлантическая коаксиальная линия, TAT-1.
Применение
Основное назначение коаксиального кабеля — передача высокочастотного сигнала в различных областях техники:
- системы связи;
- вещательные сети;
- компьютерные сети;
- антенно-фидерные системы;
- АСУ и другие производственные и научно-исследовательские технические системы;
- системы дистанционного управления, измерения и контроля;
- системы сигнализации и автоматики;
- системы объективного контроля и видеонаблюдения;
- каналы связи различных радиоэлектронных устройств мобильных объектов (судов, летательных аппаратов и др.);
- внутриблочные и межблочные связи в составе радиоэлектронной аппаратуры;
- каналы связи в бытовой и любительской технике;
- военная техника и другие области специального применения.
Кроме передачи сигнала, отрезки кабеля могут использоваться и для других целей:
Существуют коаксиальные кабели для передачи низкочастотных сигналов (в этом случае оплётка служит в качестве экрана) и для постоянного тока высокого напряжения. Для таких кабелей волновое сопротивление не нормируется.
Классификация
По назначению — для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д.
По волновому сопротивлению (хотя волновое сопротивление кабеля может быть любым), стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:
- 50 Ом — наиболее распространённый тип, применяется в разных областях радиоэлектроники. Причиной выбора данного номинала была, прежде всего, возможность передачи радиосигналов c минимальными потерями в кабеле со сплошным полиэтиленовым диэлектриком[5], а также близкие к предельно достижимым показания электрической прочности и передаваемой мощности;[6]
- 75 Ом — распространённый тип:
- в СССР и России применяется преимущественно со сплошным диэлектриком в телевизионной и видеотехнике. Его массовое применение было обусловлено приемлемым соотношением стоимости и механической прочности при протягивании, так как метраж этого кабеля значителен. При этом потери не имеют решающего значения, так как сигналы большой мощности по таким кабелям обычно не передавались.
- В США используется для кабельных телевизионных сетей — со вспененным диэлектриком. Эти кабели имеют центральную жилу из омеднённой стали[7], поэтому их стоимость незначительно зависит от диаметра центральной жилы. Поэтому, по предположению авторов[7], причиной выбора этого номинала в США был компромисс между потерями в кабеле и гибкостью кабеля.
- 93 Ом — применялся в компьютерных сетях стандарта ArcNet.
- 100 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей;
- 150 Ом — применяется редко, в импульсной технике и для специальных целей, международными стандартами не предусмотрен;
- 200 Ом — применяется крайне редко, международными стандартами не предусмотрен.
По диаметру изоляции:
- субминиатюрные — до 1 мм;
- миниатюрные — 1,5—2,95 мм;
- среднегабаритные — 3,7—11,5 мм;
- крупногабаритные — более 11,5 мм.
По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля): жёсткие, полужёсткие, гибкие, особогибкие.
По степени экранирования:
- со сплошным экраном;
- с экраном из металлической трубки;
- с экраном из лужёной многопроволочной оплётки;
- с обычным экраном;
- с однослойной оплёткой;
- с двух- и многослойной оплёткой и с дополнительными экранирующими слоями;
- излучающие кабели, имеющие намеренно уменьшенную контролируемую степень экранировки.
Обозначения
Обозначения советских кабелей
По ГОСТ 11326.0—78 марки кабелей должны состоять из букв, означающих тип кабеля, и трёх чисел (разделённых дефисами).
Первое число означает значение номинального волнового сопротивления.
Второе число означает:
- для коаксиальных кабелей — значение номинального диаметра по изоляции, округлённое до ближайшего меньшего целого числа для диаметров более 2 мм (за исключением диаметра 2,95 мм, который должен быть округлен до 3 мм, и диаметра 3,7 мм, который округлять не следует);
- для кабелей со спиральными внутренними проводниками — значение номинального диаметра сердечника;
- для двухпроводных кабелей с проводниками в отдельных экранах — значение диаметра по изоляции, округлённое так же, как и для коаксиальных кабелей;
- для двухпроводных кабелей с проводниками в общей изоляции или скрученных из отдельно изолированных проводников — значение наибольшего размера по заполнению или диаметра по скрутке.
Третье — двух- или трёхзначное число — означает: первая цифра — группу изоляции и категорию теплостойкости кабеля, а последующие цифры означают порядковый номер разработки. Кабелям соответствующей теплостойкости присвоено следующее цифровое обозначение:
- 1 — обычной теплостойкости со сплошной изоляцией;
- 2 — повышенной теплостойкости со сплошной изоляцией;
- 3 — обычной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;
- 4 — повышенной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;
- 5 — обычной теплостойкости с воздушной изоляцией;
- 6 — повышенной теплостойкости с воздушной изоляцией;
- 7 — высокой теплостойкости.
К марке кабелей повышенной однородности или повышенной стабильности параметров в конце через тире добавляют букву С.
Наличие буквы А («абонентский») в конце названия обозначает пониженное качество кабеля — отсутствие части проводников, составляющих экран.
Пример условного обозначения радиочастотного коаксиального кабеля с номинальным волновым сопротивлением 50 Ом, со сплошной изоляцией обычной теплостойкости, номинальным диаметром по изоляции 4,6 мм и номером разработки 1 «Кабель РК 50-4-II ГОСТ (ТУ)*».
Старые обозначения советских кабелей
В 1950—1960-х годах в СССР применялась такая маркировка кабелей, в обозначении которой отсутствовали значимые компоненты. Маркировка состояла из букв «РК» и условного номера разработки. Например, обозначение «РК-50» означает не 50-омный кабель, а просто кабель с порядковым номером разработки «50», а его волновое сопротивление равно 157 Ом.[8]
Международные обозначения
Системы обозначений в разных странах устанавливаются международными, национальными стандартами, а также собственными стандартами предприятий-изготовителей (наиболее распространённые серии марок RG, DG, SAT).[9]
Категории
Кабели делятся по шкале Radio Guide. Наиболее распространённые категории кабеля:
- RG-11 и RG-8 — «толстый Ethernet» (Thicknet), 75 Ом и 50 Ом соответственно. Стандарт 10BASE-5;
- RG-58 — «тонкий Ethernet» (Thinnet), 50 Ом. Стандарт 10BASE-2:
- RG-58/U — сплошной центральный проводник,
- RG-58A/U — многожильный центральный проводник,
- RG-58C/U — военный кабель;
- RG-59 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Российский аналог РК-75-х-х («радиочастотный кабель»);
- RG-6 — телевизионный кабель (Broadband/Cable Television), 75 Ом. Кабель категории RG-6 имеет несколько разновидностей, которые характеризируют его тип и материал исполнения. Российский аналог РК-75-х-х;
- RG-11 — магистральный кабель, практически незаменим, если требуется решить вопрос с большими расстояниями. Этот вид кабеля можно использовать даже на расстояниях около 600 м. Укреплённая внешняя изоляция позволяет без проблем использовать этот кабель в сложных условиях (улица, колодцы). Существует вариант S1160 с тросом, который используется для надёжной проброски кабеля по воздуху, например, между домами;
- RG-62 — ARCNet, 93 Ом.
«Тонкий»Ethernet
|
|