Коаксіальний кабель

Основне призначення коаксіальногокабелю - передача сигналу в різних областях техніки:

• системи зв'язку;
• мовні мережі;
• комп'ютерні мережі;
• антенно-фідерні системи;
• АСУ та інші виробничі та науково-дослідні технічні системи;
• системи дистанційного керування, вимірювання та контролю;
• системи сигналізації та автоматики;
• системи об'єктивного контролю і відеоспостереження;
• канали зв'язку різних радіоелектронних пристроїв мобільних об'єктів (суден, літальних апаратів і ін.);
• внутрішньоблокові і міжблочні зв'язку в складі радіоелектронної апаратури;
• канали зв'язку у побутовій та аматорської техніці;
• військова техніка та інші області спеціального застосування.

Пристрій

Коаксіальний кабель (див. Малюнок) складається з:

• A - оболонки (служить для ізоляції та захисту від зовнішніх впливів) з светостабілізірованного (тобто стійкого до ультрафіолетового випромінювання сонця) поліетилену, полівінілхлориду, повиву фторопластовой стрічки чи іншого ізоляційного матеріалу;
• B - зовнішнього провідника (екрану) у вигляді обплетення, фольги, покритої шаром алюмінію плівки і їх комбінацій, а також гофрованої трубки, повиву металевих стрічок та ін. З міді, мідного або алюмінієвого сплаву;
• C - ізоляції, виконаної у вигляді суцільного (поліетилен, спінений поліетилен, суцільний фторопласт, фторопластовая стрічка і т. П.) Або полувоздушная (кордельно-трубчастий повів, шайби і ін.) Діелектричного заповнення, що забезпечує сталість взаємного розташування (співвісність) внутрішнього та зовнішнього провідників;
• D - внутрішнього провідника у вигляді одиночного прямолінійного (як на малюнку) або звитого в спіраль дроту, багатожильного проводу, трубки, які виконуються з міді, мідного сплаву, алюмінієвого сплаву, обміднення стали, обмідненого алюмінію, посрібленою міді і т. П.

Завдяки збігу центрів обох провідників, а також певного співвідношення між діаметром центральної жили і екрану, всередині кабелю в радіальному напрямку утворюється режим стоячої хвилі, що дозволяє знизити втрати електромагнітної енергії на випромінювання майже до нуля. У той же час екран забезпечує захист від зовнішніх електромагнітних перешкод.

Існує декілька поширених помилок щодо коаксіальногокабелю.

Поширена помилка, що всі білі кабелі - хороші

Не всі білі кабелі - якісні, і не всі якісні кабелі - білі! В основі цієї помилки лежить зовнішню схожість дешевих кабелів з продукцією провідних світових виробників. Основними відмінностями якісних кабелів від підробок є фізично спінений діелектрик з інжекцією газу і подвійна фольга (фольга - поліестер - фольга) в якості суцільного екрану. Фізично спінений діелектрик являє собою структуру з ізольованих осередків, заповнених газом. Він не вбирає воду і більш стійкий до механічного впливу. Діелектрична проникність такого матеріалу близька до ідеальної і зберігається протягом 15 років і більше, а отже, і втрати в кабелі в результаті старіння близькі до первинних.

Так як виробники дешевих кабелів не можуть дозволити собі дорогі технології, вони застосовують хімічно спінений діелектрик. Він як губка вбирає вологу при пошкодженої зовнішній оболонці і чутливий до зовнішніх механічних впливів. Крім того, в результаті старіння в ньому збільшуються втрати (рис.1). Також в дешевих кабелів не застосовують подвійну фольгу (а тільки одинарну) в якості основного екрану, що зменшує екранує ефект і робить кабель чутливим до зовнішніх перешкод (радіоподовжувачі, SENAO і ін.). Тому такий кабель можна використовувати в інтерактивних мережах зі зворотним каналом. Якщо в сумнівних кабелях використовується мідна оплетка (паяющійся кабель), то в якісних кабелях використовується оплетка з лудженої міді. Поєднання "олово - алюміній" більш переважно в порівнянні з "мідь - алюміній". Тобто при пошкодженні зовнішньої оболонки кабелю або негерметичному роз'ємі волога потрапляє на зовнішній провідник, і в результаті електрохімічної реакції відбувається руйнування алюмінієвої фольги. Це призводить до істотного зниження екранують властивостей кабелю.

висновки:

• експлуатаційні характеристики дешевих кабелів погіршуються з плином часу;
• екранують властивості таких кабелів нижче, ніж у якісних кабелів світових виробників;
• хоча дешеві кабелі мають характеристики краще, ніж вітчизняний кабель РК75-4-11, їх не слід застосовувати в мережах, де передбачається використовувати зворотний канал. Область застосування цих кабелів - невідповідальні кабельні розводки з високим рівнем сигналу, якщо немає особливих вимог по екранування.

Необгрунтоване перебільшення важливості вторинної обплетення

Існує думка, що чим густіше обплетення, тим краще кабель. Це не зовсім так! Що до низьких втрат в кабелі ... Мовляв, чим густіше обплетення - тим менше втрат! Дійсно, згасання в коаксіальному кабелі складається з втрат в провідниках, втрат в діелектрику і втрат на випромінювання. Останній параметр розглядається окремо і характеризує ефективність екранування.

Тому почнемо по порядку:

1. Втрати в провідниках залежать від частоти сигналу, внаслідок зменшення товщини скін-шару і відповідного зменшення провідності. Використання в кабелях високоякісної міді в шарі покриття центрального провідника або для всього центрального провідника дозволяє знизити загальне затухання в кабелі.
2. Втрати в діелектрику теж залежать від частоти сигналу. Потужність втрат в діелектрику витрачається на переорієнтацію молекул діелектрика в ВЧ-поле. Зі збільшенням діелектричної проникності матеріалу потужність втрат також зростає. Застосування в якості діелектрика фізично спіненого (а не суцільного) поліетилену дозволяє знизити величину втрат в діелектрику. Під фізично спіненим діелектриком ми розуміємо вспенивание з інжекцією газу. При цьому в діелектрику створюються ізольовані, заповнені інертним газом (азотом) мікропори. Саме така структура і забезпечує низькі втрати в діелектрику і гарантує його стабільність протягом багатьох років експлуатації. Застосування такого діелектрика в кабелях CAVEL забезпечує зниження параметрів в результаті старіння всього на 5%, а в кабелях BELDEN - на 1%. У кабелях, де з причин економії така технологія не застосовується, відбувається зниження параметрів на 50 ... 70%. Звідси правило: ми не такі багаті, щоб купувати дешеві речі!
3. Ефективність екранування визначає відносний рівень потужності, випромінюваної кабелем в ефір і, одночасно, ступінь захищеності кабелю від зовнішніх перешкод. Коефіцієнт екранування (виражений в децибелах) визначається як відношення потужності сигналу зовнішньої перешкоди до потужності, створюваної цієї перешкодою в кабелі.

Високий ступінь екранування в кабелях досягається за рахунок використання двошарового комбінованого екрана - алюмінієвої фольги і обплетення з кручених провідників. В якості першого екрану застосовується стрічка з полістиролу, ламінована з двох сторін алюмінієм, а в якості другого шару використовують обплетення з лудженої міді - CuSn або алюмінію AL (це що стосується якісних кабелів). Так ось саме цей перший шар і виконує основні екранують функції. До всього іншого, що екранують властивості міді вище, ніж у алюмінію, тому, де досить 40% міді, треба 80% алюмінію! Іншими словами, однакові кабелі, але з різною щільністю обплетення, наприклад 40% і 80%, будуть мати однакове затухання.

Для дешевих ж кабелів тришаровий (AL-плівка-AL) перший екран - це недозволена розкіш. У кращому випадку застосовується фольга з поліефірної підкладкою, а зазвичай алюміній, покритий на підкладку. Ось де густа обплетення просто необхідна! Але, на жаль, "економіка повинна бути економною". Звідси правило: безкоштовний сир тільки в мишоловці.

Що до підвищеної міцності ... Якщо кабелі піддаються розтягуванню в процесі прокладки або є довгі провисання (розтягнення під дією власної ваги), то в таких випадках застосовується центральна жила зі сталі, плакованої міддю. І в таких кабелях саме сталева центральна жила служить зміцнюючих елементом, а не обплетення, навіть сама густа. До речі, якість плакированного шару - теж вельми важливе питання, адже ми пам'ятаємо про скін-ефекту!

І безпосередньо про екранування: основні екранують функції виконує шар фольги (в якісних кабелях), а оплетка грає вторинну екранує функцію і більше призначена для передачі струму, а також надання гнучкості кабелю. Тобто чим більше щільність обплетення, тим більший струм можна передати (наприклад, при дистанційному харчуванні підсилювачів). Вплив густоти обплетення на ефективність екранування показано в таблиці.

З таблиці видно, що при збільшенні щільності обплетення з 40% до 70% коефіцієнт екранування зростає всього на 5 дБ, при цьому вартість кабелю збільшується. Звідси правило: якщо немає різниці, навіщо платити більше? Мабуть, це єдине, де можна заощадити на кабелі.

Коаксіальний кабель, що випускається перерахованими фірмами, розроблений відповідно до міжнародного стандарту IEC 1196, прийнятим для радіочастотного кабелю, і має сертифікат ISO 9001 і 9002, що служить підтвердженням якості продукції.

Коаксіальні кабелі є найважливішим пасивним елементом в мережах кабельного телебачення. Їх якість і надійність істотно впливають на термін служби кабельних розводок.

висновки:

• при покупці "білого кабелю" непогано уточнити назву виробника (вказується на кабелі), і якщо воно не є одним з тих, що наведені в списку, необхідно переконатися, чи має виробник відповідні сертифікати якості;
• навряд чи варто економити на купівлі 30 м кабелю і купувати підробку, якщо можна придбати якісний кабель раз і на все життя;
• не варто переплачувати за густу оплетку, а якщо потрібна підвищена екранування, то для цього існують спеціальні кабелі, але це вже інша історія ...

Далі хотілося б глибше торкнутися ряду проблем і питань, з якими стикаються споживачі коаксіальногокабелю. Серед багатьох питань, досить часто виникають питання по оболонці коаксіальногокабелю.

Яка оболонка краще: поліетилен або полівінілхлорид?

Дуже часто це питання розглядається без урахування специфічних умов експлуатації коаксіального кабелю.

До даних умов можна віднести наступні моменти:

• Кліматичні умови експлуатації
  У цю групу входять параметри стійкості коаксіальногокабелю до неелектричних і немеханическим впливів зовнішнього середовища. Це стійкість до впливів підвищеної і зниженої температури, вологості, сонячного випромінювання, агресивних середовищ.
• Механічні умови експлуатації
  У цю групу входять параметри стійкості коаксіальногокабелю до механічних впливів. Це стійкість до вібрації, лінійним навантаженням, перегинів, динамічному впливу пилу.

Полівінілхлоридний пластикат найбільш широко застосовується для оболонок імпортного коаксіального радіочастотного кабелю. При нормальних і підвищених температурах полівінілхлоридний пластикат забезпечує більшу гнучкість кабелю і зручність монтажу з'єднувачів, ніж поліетилен.

Він негорючий і може бути білим, що покращує зовнішній вигляд кабелю.

Однак при підвищених температурах пластифікатор, що міститься в оболонці, може мігрувати в поліетиленовий діелектрик, значно збільшуючи в ньому діелектричні втрати. Цей недолік світові виробники кабельної продукції усувають застосуванням спеціального пластикату з немігрірующімі пластифікаторами.

В основі спеціального пластикату лежить використання якісного первинного полівінілхлориду, що дозволяє реалізувати всі переваги оболонки даного типу.

Виробники дешевого кабелю не можуть дозволити собі використання дорогих матеріалів.

Застосовуваний цими виробниками пластикат з вторинної сировини по ряду параметрів значно поступається спеціальному полівінілхлориду. Це високе вологопоглинання, невисока стійкість до ультрафіолетового опромінення, низька міцність і пружність. Всі ці недоліки призводять до швидкого старіння оболонки і втрати їй своїх захисних функцій.

Як наслідок цих процесів виникає нестабільність електричних параметрів коаксіального кабелю, який часто починає точно відстежувати погодні умови зміною своїх електричних характеристик. Втома і зниження механічної міцності оболонки коаксіальногокабелю найбільш яскраво проявляється в її поперечному обриві при довгих вертикальних провисання без проміжних кріплень, що часто практикується у нас.

В оболонці, виконаної з якісного полівінілхлоридного пластикату, подібні недоліки відсутні. Експлуатаційні параметри вказуються в каталогах, але не можна вимагати від оболонки більше того, що в неї закладено виробником.

Створення екстремальних умов експлуатації коаксіальногокабелю веде, як правило, до накопичення сумного досвіду, а не до стабільної роботи.

Субмагістральних і розподільний коаксіальні кабелі з оболонкою з полівінілхлоридного пластикату зарубіжних виробників кабельної продукції використовуються в основному для прокладки в приміщеннях і кліматичних умовах, відповідних температурному діапазону даної оболонки.

У коаксіальних радіочастотних кабелях, призначених для переважної експлуатації при впливі низьких температур або при різкій зміні температур, застосування полівінілхлоридного пластикату небажано.

Поліетілен різних марок найбільш широко застосовувалися для оболонок вітчизняного коаксіального радіочастотного кабелю.

Фактично, в виготовленні оболонок використовується не чистий поліетилен, а композиції поліетилену, що представляють суміш декількох модифікацій вихідного поліетилену з додаванням стабілізаторів. Стабілізатори підвищують стійкість поліетилену до теплового старіння.

В оболонці коаксіального радіочастотного кабелю для зовнішньої прокладки, як правило, використовується поліетилен високої щільності (низького тиску), для підземної прокладки - поліетилен низької щільності (високого тиску).

Високощільний поліетилен стійкий до абразивного зносу і забезпечує більш надійний захист від механічних впливів.

Оскільки чистий поліетилен досить швидко старіє на світлі і в ньому з'являються мікротріщини, для захисту оболонок від ультрафіолетового опромінення застосовуються композиції светостабілізірованного поліетилену, що містить не менше 2,5% дрібнодисперсного сажі. Світлостабілізована поліетилен має чорний колір. Відсоток вмісту дрібнодисперсного сажі в поліетиленових оболонках коаксіального радіочастотного кабелю світових виробників кабельної продукції набагато вище загальноприйнятого стандарту, що дозволяє даному коаксіальному кабелю стабільно працювати в кліматі Африки.

Поліетиленова оболонка, в порівнянні з полівінілхлоридним пластикатом, має більш широкий діапазон робочих температур, менш критична до різкого перепаду температур.

Вологопоглинання оболонки з поліетилену, в порівнянні з полівінілхлоридної оболонкою, менше в 20 разів.

Механічні та експлуатаційні-технологічні властивості поліетилену і полівінілхлоридного пластикату представлені в невеликій таблиці:

З масовим приходом на наш ринок імпортного коаксіальногокабелю з оболонкою з полівінілхлоридного пластикату поліетиленова оболонка виявилася незаслужено забутої і відсунути на другий план. Вирішальну роль в цьому зіграли невисокі електричні характеристики вітчизняного коаксіального радіочастотного кабелю. Побічно ці недоліки вплинули і на репутацію поліетиленової оболонки, яка, незважаючи ні на що, з честю витримала найголовніший іспит - перевірку часом.

Стабільність параметрів вітчизняного кабелю, випущеного 10-15 років тому, забезпечується якістю застосованих в ньому матеріалів і, в першу чергу, поліетиленової оболонки, яка забезпечила і забезпечує захист цих матеріалів від впливів зовнішнього середовища, незважаючи на минулі роки.

Зважаючи на вищенаведене, поліетиленова оболонка коаксіального радіочастотного кабелю представляється найбільш кращої для використання в кліматичних умовах Росії.

Заяви про те, що коаксіальний радіочастотний кабель з поліетиленовою оболонкою важко прокладати, що на нього неможливо встановити з'єднувачі, мають в основі своїй певні прогалини в знанні технологічних прийомів і інструментів, які використовуються при монтажних роботах з коаксіальним кабелем.

Прогалини ці легко переборні, а результати, отримані від застосування поліетиленової оболонки, окупають витрати на усунення даних прогалин.

При нізькій температурі навколишнього середовища коаксіальній кабель в поліетіленовій оболонці витримується в пріміщенні з кімнатною температурою. Сам монтаж вимагає певної підготовки, місця установки, щоб до мінімуму скоротити час дії низької температури на коаксіальний кабель і монтажника. При монтажі з'єднувачів на поліетиленову оболонку застосовують інструмент, що дозволяє зменшити трудовитрати і значно скоротити час монтажу.

Провідні світові компанії, що виробляють кабельну продукцію, ретельно відстежують тенденції російського ринку. Зараз в лінійці продукції, що поставляється, кожної з них присутній коаксіальний радіочастотний кабель різних стандартів з поліетиленовою оболонкою.

Час показав, що поліетиленова оболонка коаксіального радіочастотного кабелю виявилася затребуваною нашим професійним ринком.

Відомим Виробником, який випускає кабель з даними характеристиками, є компанія Helukabel.
Чи не містять галогенів коаксіальні кабелі використовуються для передачі високочастотних сигналів в різної електронної апаратури, особливо в Трансмітер і ресіверах, комп'ютерах, у виробничій та побутовій електроніці, там, де необхідно уникнути поширення пожежі в результаті загоряння. Різні механічні, температурні і електричні характеристики коаксіальних кабелів дозволяють використовувати їх для передачі сигналів аж до гигагерцового діапазону.

Технічні характеристики кабелю представлені нижче за посиланнями:

RG-H 11 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40190)

RG-H 058 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40191)

RG-H 59 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40192)

RG-H 62 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40193)

RG-H 71 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40194)

RG-H 213 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40195)

RG-H 214 / U (що не містять галогенів коаксильниє кабелі типу RG; Арт.№ 40196)