Nejběžnějším typem anténního napájení, který se dnes používá, je RF koaxiální kabel. Je pohodlná a poskytuje dobrou úroveň výkonu. Z tohoto důvodu se vyrábí obrovské množství koaxiálních kabelů pro různé účely.
Použití
Kabely tohoto typu se používají tam, kde je nutné přenášet vysokofrekvenční elektrické signály. Jejich nejzřejmější oblastí použití je vysílání obrazu do domácích televizorů, ale jsou žádané v mnoha dalších oblastech. Koaxiální kabely se také používají pro video dohled a připojení přijímačů a antén komerčními a průmyslovými spotřebiteli. Jsou potřeba tam, kde je nutné přenášet jakékoli vysokofrekvenční signály na vzdálenost.
Konstrukce koaxiálních kabelů minimalizuje ztráty a rušení. Proto jsou široce používány při organizaci síťových připojení. Dříve se například používaly digitální koaxiální kabelyformy ethernetových lokálních sítí, ačkoli dnes byly nahrazeny optickými vlákny pro rychlejší přenos dat a levnější kroucené dvoulinky, když frekvence signálu není tak vysoká.
Historie stvoření
RF koaxiální kabel je důležitou součástí moderní elektroniky. První známá implementace se objevila v roce 1884, kdy Ernst von Siemens (jeden ze zakladatelů Siemensu) patentoval svůj nápad, ale v té době pro něj nebyly žádné aplikace. Až v roce 1929 si Bell Laboratories patentovaly moderní komerční koaxiální kabely, i když jejich použití bylo relativně malé. Například byly v roce 1934 použity k přenosu televizního obrazu z olympijských her v Berlíně do Lipska. V roce 1936 byl položen koaxiální kabel pro 40 telefonních spojení mezi Londýnem a Birminghamem a v USA mezi New Yorkem a Philadelphií byla vytvořena experimentální linka pro přenos televizního obrazu.
Po zahájení komerčního používání byly objeveny další aplikace, které jsou dobře zavedené a široce používané v podnikání i doma.
Co je to koaxiální kabel?
Vypadá to jako tlustý elektrický drát. Vyrobeno z dílů, které zajišťují nízkoztrátový přenos RF signálu. Jeho hlavní prvky jsou:
- středový vodič;
- izolační dielektrikum;
- vnější vodič;
- vnější ochranný obal.
Střední vodič je téměř vždy vyroben z mědi. Někdy se používá měď nebo slitina hliníku. Může se skládat z jednoho nebo více drátů.
Izolační dielektrikum odděluje vodiče a je jednou z hlavních příčin útlumu signálu. Může být pevný nebo polovzdušný. Provádí se ve formě dlouhých trubek vyrobených z polyethylenu nebo fluoroplastu nebo pěny, z nichž většinu tvoří vzduch.
Vnější vodič je obvykle měděný oplet. To poskytuje koaxiálnímu kroucenému kabelu dostatečnou flexibilitu. Někdy se pro zlepšení stínění používají 2 nebo dokonce 3 vrstvy. Toho se obvykle dosáhne umístěním jednoho opletu přímo přes druhý, i když v některých případech lze použít měděnou fólii nebo pásku. S použitím dodatečných stínících vrstev se výrazně sníží rušení a úrovně záření.
Vnější ochranný obal zabraňuje vzniku parazitní zpětné vazby. Poskytuje také ochranu proti vnikání nečistot a vlhkosti a zabraňuje poškození kabelu jinými mechanickými prostředky.
Funkční princip
Koaxiální kabel vede proud vnitřním i vnějším vodičem. Tyto proudy jsou stejné a mají opačnou polaritu, v důsledku čehož všechna pole zůstávají v kabelu, nevyzařují za něj a nepodléhají rušení. Pole tedy neovlivňují žádné externí objekty. Koaxiální podavač je tedy ideální pro instalaci uvnitř nebo v blízkosti budov nebo jiných objektů. To je jeho hlavní výhoda oproti například kroucenému páru.
Při výběru typu koaxiálního kabelu je třeba vzít v úvahu jeho specifikace a parametry.
Impedance
Nejdůležitější charakteristikou koaxiálního kabelu je jeho impedance, která je určena jeho průměrem a dielektrickým materiálem. Parametr se měří v ohmech. Jeho nejčastější významy jsou:
- 50 ohmový koaxiální kabel. Poskytuje minimální ztrátu signálu pro danou hmotnost vodiče. Obvykle se používá pro profesionální účely.
- 75 ohmový koaxiální kabel. Má minimální váhu pro danou úroveň ztrát. Široce se používá v domácí televizi a Hi-Fi zařízení.
- Kabel 93 ohmů se dříve používal k propojení počítačů a monitorů.
Jiné hodnoty impedance jsou k dispozici, ale jsou mnohem méně žádané.
Fade out
Dalším důležitým parametrem koaxiálního krouceného kabelu je ztráta přenosu signálu. Jejich úroveň závisí na řadě faktorů, včetně kvality dielektrika a materiálů vodičů. Útlum signálu je úměrný délce kabelu. Specifikace obvykle uvádějí ztrátu v decibelech na jednotku délky. Například koaxiální kabel RG-6A/U má při 100 MHz útlum 1,0 dB/10 m. Bohužel ne všichni výrobci používají stejnou délku, takže pro srovnání mohou být potřeba další výpočty.
Maximální povolený výkon
Přestože tato specifikace není pro aplikace s nízkým signálem příliš důležitá, může se stát problémem při přenosu vysokého výkonu. Omezení obvykle vznikají v důsledku tepelných ztrát v kabelu. Pokud očekáváte přenos vysokého výkonu, zkontrolujte provozní napětí.
Faktor zkrácení
Toto je poměr rychlosti přenosu signálu v koaxiálním kabelu k rychlosti jeho šíření ve vakuu (rychlost světla).
V některých případech může být hodnota faktoru rychlosti velmi důležitá, například když je důležitá fáze signálu. Je vždy menší než 1. V mnoha ohledech je určena materiálem dielektrika. Pro digitální koaxiální kabely s pevným polyetylenovým dielektrikem je faktor zkrácení 0,66 a s polyetylenovou pěnou - v rozmezí 0,80-0,88.
Kapacita
Vzhledem k tomu, že vnitřní a vnější vodič tvoří kapacitu, je úměrná jejich průměru, délce kabelu a dielektrické konstantě.
Max. napětí
V některých případech dosahuje napětí vysokých hodnot. Z tohoto důvodu může kabel selhat. Napětí stoupá v důsledku vysoké hladiny stojatého vlnění a vysokého výkonu. Před výběrem konkrétního typu koaxiálního kabelu je nutné zkontrolovat, jak snese očekávané napětí.
Fyzické rozměry
Tato vlastnost je důležitá z mnoha důvodů. vodičůvětší průměry mají často nižší ztráty a vyšší výkon. Například oblíbený 75ohmový koaxiální kabel RG-6/U má vnější průměr 6,86 mm.
Kabel navíc musí odpovídat dostupným velikostem otvorů a správnému typu zástrčky. Ty jsou často vyrobeny tak, aby vyhovovaly oblíbeným typům kabelů.
Průvodce instalací
RF koaxiální kabel je široce používán pro přenos signálu z vysílače nebo přijímače. Přestože se velmi snadno instaluje, aby dlouho vydržel, musí být splněny určité podmínky. To je zvláště důležité, protože se často instaluje venku a musí odolat drsným podmínkám prostředí.
Věci jako vlhkost mohou časem snížit jeho účinnost. Takový pokles zůstává bez povšimnutí, dokud nedosáhne bodu, kdy se stane nepoužitelným. Několik jednoduchých opatření udrží váš koaxiální kabel účinný a výrazně zpomalí degradaci kabelu.
Vyberte objednávku
Na trhu je obrovská škála koaxiálních kabelů a na první pohled se výběr může zdát obtížný. Prvním rozhodnutím je zvolit vhodnou impedanci. Domácí Hi-Fi a video antény používají 75 ohmový koaxiální kabel. Profesionální uživatelé a radioamatéři obvykle volí impedanci 50 ohmů.
Dalším rozhodnutím je přijatelná úroveň útlumu signálu. Jakčím menší ztráta, tím větší průměr kabelu a také jeho cena. Obvykle můžete najít několik značek se stejnými vlastnostmi a často bude rozhodnutí pro konkrétní typ záviset na pozici dodavatelů.
Jakmile byl nalezen vhodný kabel, lze jej zakoupit a nainstalovat.
Ochrana před nepříznivými povětrnostními podmínkami
Při venkovní instalaci, například koaxiálního kabelu pro video dohled, je velmi důležité zajistit, aby byl řádně chráněn. To je velmi důležité, protože jakákoli vlhkost povede k výraznému zvýšení ztrát. Pokud se dielektrikum oddělující vnitřní a vnější vodič namočí, zhorší se tím jeho výkon a zvýší se útlum. Vlhkost také opletení oxiduje a snižuje jeho vodivost.
Proto je tak důležité utěsnit konec kabelu, pokud se používá venku, a zabránit tak vnikání vlhkosti. Je nutné zajistit, aby vnější plášť zůstal neporušený a během instalace a dalšího provozu se nepoškodil.
Další způsob, jak zabránit vniknutí velkého množství vlhkosti do kabelu, je vytvořit smyčku nahoru a dolů. To zabrání vodě, která pronikla dovnitř, v pohybu dál. Vlhkost se však bude stále šířit kapilárním působením, takže je vždy nejlepší zajistit, aby byly konce řádně utěsněny a chráněny.
Obecná doporučení pro instalaci
Všechny kabely mají poloměr ohybu. Aby nedošlo k poškození, neměly by se ohýbat více než tato hodnota. v opačném případěV tomto případě může dojít k poškození vnitřní struktury a ztráty se výrazně zvýší.
Měli byste také dbát na to, aby se kabel nedeformoval. To povede ke změně jeho velikosti a odporu vln. Kromě toho poškození dielektrika může zvýšit úroveň ztrát.
Pokud je kabel fyzicky poškozen, ujistěte se, že jeho plášť zůstal neporušený. Pokud je porušena jeho integrita, může to vést k pronikání vlhkosti, oxidaci drátu a smáčení dielektrika, což zvýší úroveň ztrát.
V některých případech musí být koaxiální kabel uložen v zemi. Obyčejná razítka nelze pokládat do země, protože jejich plášť není určen pro tyto podmínky. Ale mohou být položeny do kanálu speciálně navrženého pro tento účel. To má tu výhodu, že kabel lze snadno vyměnit. Dbejte však na to, aby se do kanálu nedostala žádná voda. Alternativou je použití kabelu speciálně navrženého pro položení do země, jehož plášť takovým podmínkám odolá.
Konec
Při instalaci koaxiálního kabelu je důležité jej správně ukončit. Ve většině případů je fyzickým zakončením zástrčka a koncovým zařízením je buď anténa, nebo přijímač. Připojení musí být provedeno správně a efektivně.
Přestože domovní konektory mají často špatný výkon RF, existuje jen málo alternativ. Pro profesionální použití je potřeba kvalitnější připojení, i když v tomto případě byste se měli ujistit i tože jsou vhodné pro používané frekvence. Některé levné modely nesplňují požadavky a zhoršují výkon koaxiálního kabelu. Proto je lepší nakupovat konektory od důvěryhodných prodejců.
Správná instalace koaxiálního kabelu poskytne mnoho let služby. Opotřebení a vlivy prostředí však po nějaké době způsobí jeho výměnu. Protože ke snížení výkonu dochází pomalu, nemusí být patrné. To se projeví až po kompletní výměně kabelu.
