Ο πιο κοινός τύπος τροφοδοσίας κεραίας που χρησιμοποιείται σήμερα είναι το ομοαξονικό καλώδιο RF. Είναι άνετο και παρέχει καλό επίπεδο απόδοσης. Για το λόγο αυτό, παράγεται ένας τεράστιος αριθμός ομοαξονικών καλωδίων για διάφορους σκοπούς.
Uses
Τα καλώδια αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται όπου είναι απαραίτητη η μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων ραδιοσυχνοτήτων. Ο πιο προφανής τομέας χρήσης τους είναι η μετάδοση εικόνων σε οικιακές τηλεοράσεις, αλλά έχουν ζήτηση σε πολλούς άλλους τομείς. Τα ομοαξονικά καλώδια χρησιμοποιούνται επίσης για παρακολούθηση βίντεο και σύνδεση δεκτών και κεραιών από εμπορικούς και βιομηχανικούς καταναλωτές. Απαιτούνται όπου είναι απαραίτητο να μεταδοθούν τυχόν σήματα υψηλής συχνότητας σε απόσταση.
Ο σχεδιασμός των ομοαξονικών καλωδίων ελαχιστοποιεί τις απώλειες και τις παρεμβολές. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως στην οργάνωση των συνδέσεων δικτύου. Για παράδειγμα, ψηφιακά ομοαξονικά καλώδια χρησιμοποιήθηκαν νωρίςμορφές τοπικών δικτύων Ethernet, αν και σήμερα έχουν αντικατασταθεί από οπτικές ίνες για ταχύτερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων και φθηνότερα συνεστραμμένα ζεύγη όταν η συχνότητα σήματος δεν είναι τόσο υψηλή.
Ιστορία της Δημιουργίας
Το ομοαξονικό καλώδιο RF είναι σημαντικό μέρος των σύγχρονων ηλεκτρονικών. Η πρώτη γνωστή εφαρμογή του εμφανίστηκε το 1884, όταν ο Ernst von Siemens (ένας από τους ιδρυτές της Siemens) κατοχύρωσε την ιδέα του με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, αλλά εκείνη την εποχή δεν υπήρχαν αιτήσεις για αυτήν. Μόλις το 1929 η Bell Laboratories κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τα σύγχρονα εμπορικά ομοαξονικά καλώδια, αν και η χρήση τους ήταν σχετικά μικρή. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκαν το 1934 για τη μετάδοση μιας τηλεοπτικής εικόνας από τους Ολυμπιακούς Αγώνες του Βερολίνου στη Λειψία. Το 1936, τοποθετήθηκε ένα ομοαξονικό καλώδιο για 40 τηλεφωνικές συνδέσεις μεταξύ Λονδίνου και Μπέρμιγχαμ και στις ΗΠΑ, μεταξύ Νέας Υόρκης και Φιλαδέλφειας, δημιουργήθηκε μια πειραματική γραμμή για τη μετάδοση τηλεοπτικών εικόνων.
Μετά την έναρξη της εμπορικής χρήσης, ανακαλύφθηκαν άλλες εφαρμογές που είναι καθιερωμένες και χρησιμοποιούνται ευρέως στις επιχειρήσεις και στο σπίτι.
Τι είναι ένα ομοαξονικό καλώδιο;
Μοιάζει με χοντρό ηλεκτρικό καλώδιο. Κατασκευασμένο από εξαρτήματα που παρέχουν μετάδοση σήματος ραδιοσυχνοτήτων χαμηλών απωλειών. Τα κύρια στοιχεία του είναι:
- κεντρικός μαέστρος;
- μονωτικό διηλεκτρικό;
- εξωτερικός αγωγός;
- εξωτερικός περιορισμός.
Ο κεντρικός αγωγός είναι σχεδόν πάντα κατασκευασμένος από χαλκό. Μερικές φορές χρησιμοποιείται κράμα χαλκού ή αλουμινίου. Μπορεί να αποτελείται από ένα ή περισσότερα καλώδια.
Το μονωτικό διηλεκτρικό διαχωρίζει τους αγωγούς και είναι μία από τις κύριες αιτίες εξασθένησης του σήματος. Μπορεί να είναι συμπαγές ή ημι-αέρος. Εκτελείται με τη μορφή μακριών σωλήνων από πολυαιθυλένιο ή φθοροπλαστικό ή αφρό, το μεγαλύτερο μέρος των οποίων είναι αέρας.
Ο εξωτερικός αγωγός είναι συνήθως μια χάλκινη πλεξούδα. Αυτό παρέχει στο ομοαξονικό στριμμένο καλώδιο επαρκή ευελιξία. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται 2 ή και 3 στρώματα για τη βελτίωση της θωράκισης. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως τοποθετώντας τη μία πλεξούδα απευθείας πάνω στην άλλη, αν και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί αλουμινόχαρτο ή ταινία. Με τη χρήση πρόσθετων στρωμάτων θωράκισης, τα επίπεδα παρεμβολών και ακτινοβολίας μειώνονται σημαντικά.
Το εξωτερικό προστατευτικό κέλυφος αποτρέπει το σχηματισμό παρασιτικής ανάδρασης. Παρέχει επίσης προστασία από την είσοδο βρωμιάς και υγρασίας και αποτρέπει τη ζημιά στο καλώδιο από άλλα μηχανικά μέσα.
Αρχή λειτουργίας
Το ομοαξονικό καλώδιο μεταφέρει ρεύμα τόσο στους εσωτερικούς όσο και στους εξωτερικούς αγωγούς. Αυτά τα ρεύματα είναι ίσα και έχουν αντίθετη πολικότητα, με αποτέλεσμα όλα τα πεδία να παραμένουν στο καλώδιο, να μην ακτινοβολούν πέρα από αυτό και να μην υπόκεινται σε παρεμβολές. Επομένως, κανένα εξωτερικό αντικείμενο δεν επηρεάζει τα πεδία. Έτσι, ο ομοαξονικός τροφοδότης είναι ιδανικός για εγκατάσταση μέσα ή κοντά σε κτίρια ή άλλα αντικείμενα. Αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημά του σε σύγκριση, για παράδειγμα, με το συνεστραμμένο ζεύγος.
Κατά την επιλογή του τύπου ομοαξονικού καλωδίου, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι προδιαγραφές και οι παράμετροί του.
Αντίσταση
Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός ομοαξονικού καλωδίου είναι η σύνθετη αντίστασή του, η οποία καθορίζεται από τη διάμετρο και το διηλεκτρικό υλικό του. Η παράμετρος μετριέται σε ohms. Οι πιο συνηθισμένες έννοιές του είναι:
- Ομοαξονικό καλώδιο 50 ohm. Παρέχει ελάχιστη απώλεια σήματος για ένα δεδομένο βάρος αγωγού. Συνήθως χρησιμοποιείται για επαγγελματικούς σκοπούς.
- Ομοαξονικό καλώδιο 75 ohm. Έχει ένα ελάχιστο βάρος για ένα δεδομένο επίπεδο απωλειών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιακή τηλεόραση και εξοπλισμό Hi-Fi.
- Το καλώδιο 93 ohm χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν για τη σύνδεση υπολογιστών και τη σύνδεση οθονών.
Άλλες τιμές σύνθετης αντίστασης είναι διαθέσιμες, αλλά έχουν πολύ μικρότερη ζήτηση.
Fade out
Μια άλλη σημαντική παράμετρος ενός ομοαξονικού στριμμένου καλωδίου είναι η απώλεια μετάδοσης σήματος. Το επίπεδό τους εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της ποιότητας των διηλεκτρικών και των υλικών αγωγών. Η εξασθένηση του σήματος είναι ανάλογη με το μήκος του καλωδίου. Οι προδιαγραφές συνήθως αναφέρουν απώλεια σε ντεσιμπέλ ανά μονάδα μήκους. Για παράδειγμα, το ομοαξονικό καλώδιο RG-6A/U έχει εξασθένηση 1,0 dB/10 m στα 100 MHz. Δυστυχώς, δεν χρησιμοποιούν όλοι οι κατασκευαστές το ίδιο μήκος, επομένως ενδέχεται να χρειαστούν πρόσθετοι υπολογισμοί για σύγκριση.
Μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς
Αν και αυτή η προδιαγραφή δεν είναι πολύ σημαντική για εφαρμογές χαμηλού σήματος, μπορεί να γίνει πρόβλημα κατά τη μετάδοση υψηλής ισχύος. Συνήθως, προκύπτουν περιορισμοί λόγω απωλειών θερμότητας στο καλώδιο. Εάν αναμένεται υψηλή μετάδοση ισχύος, ελέγξτε την τάση λειτουργίας.
Συντελεστής συντόμευσης
Αυτός είναι ο λόγος της ταχύτητας μετάδοσης σήματος σε ένα ομοαξονικό καλώδιο προς την ταχύτητα διάδοσής του στο κενό (την ταχύτητα του φωτός).
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η τιμή του συντελεστή ταχύτητας μπορεί να έχει μεγάλη σημασία, για παράδειγμα, όταν η φάση του σήματος είναι σημαντική. Είναι πάντα λιγότερο από 1. Από πολλές απόψεις, καθορίζεται από το υλικό του διηλεκτρικού. Για ψηφιακά ομοαξονικά καλώδια με διηλεκτρικό συμπαγές πολυαιθυλένιο, ο συντελεστής βράχυνσης είναι 0,66 και με αφρό πολυαιθυλενίου - στην περιοχή από 0,80-0,88.
Χωρητικότητα
Επειδή οι εσωτερικοί και εξωτερικοί αγωγοί σχηματίζουν χωρητικότητα, είναι ανάλογη με τις διαμέτρους, το μήκος του καλωδίου και τη διηλεκτρική σταθερά τους.
Μέγιστη τάση
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η τάση φτάνει σε υψηλές τιμές. Εξαιτίας αυτού, το καλώδιο μπορεί να αποτύχει. Η τάση αυξάνεται ως αποτέλεσμα του υψηλού επιπέδου στάσιμων κυμάτων και της υψηλής ισχύος. Πριν επιλέξετε ένα συγκεκριμένο τύπο ομοαξονικού καλωδίου, είναι απαραίτητο να ελέγξετε πώς αντέχει την αναμενόμενη τάση.
Φυσικές διαστάσεις
Αυτό το χαρακτηριστικό είναι σημαντικό για διάφορους λόγους. αγωγοίΟι μεγαλύτερες διάμετροι έχουν συχνά μικρότερες απώλειες και υψηλότερες ονομασίες ισχύος. Για παράδειγμα, το δημοφιλές ομοαξονικό καλώδιο 75 ohm RG-6/U έχει εξωτερική διάμετρο 6,86 mm.
Επιπλέον, το καλώδιο πρέπει να ταιριάζει με τα διαθέσιμα μεγέθη οπών και να ταιριάζει με τον σωστό τύπο βύσματος. Συχνά τα τελευταία κατασκευάζονται για να ταιριάζουν σε δημοφιλείς τύπους καλωδίων.
Οδηγός εγκατάστασης
Το ομοαξονικό καλώδιο RF χρησιμοποιείται ευρέως για τη μετάδοση σήματος από πομπό ή δέκτη. Αν και είναι πολύ εύκολο στην τοποθέτησή του, για να διαρκέσει για μεγάλο χρονικό διάστημα θα πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή εγκαθίσταται συχνά σε εξωτερικούς χώρους και πρέπει να αντέχει σε σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Πράγματα όπως η υγρασία μπορούν να υποβαθμίσουν την αποτελεσματικότητά του με την πάροδο του χρόνου. Μια τέτοια μείωση περνάει απαρατήρητη μέχρι να φτάσει στο σημείο να καταστεί άχρηστο. Μερικές απλές προφυλάξεις θα διατηρήσουν το ομοαξονικό καλώδιο αποδοτικό και θα επιβραδύνουν σημαντικά την υποβάθμιση του καλωδίου.
Επιλογή παραγγελίας
Υπάρχει τεράστια ποικιλία ομοαξονικών καλωδίων στην αγορά και με την πρώτη ματιά, η επιλογή μπορεί να φαίνεται δύσκολη. Η πρώτη απόφαση που πρέπει να ληφθεί είναι να επιλέξετε μια κατάλληλη αντίσταση. Οι οικιακές κεραίες Hi-Fi και βίντεο χρησιμοποιούν ομοαξονικό καλώδιο 75 ohm. Οι επαγγελματίες χρήστες και οι ραδιοερασιτέχνες συνήθως επιλέγουν σύνθετη αντίσταση 50 ohm.
Η επόμενη απόφαση που πρέπει να λάβετε είναι το επίπεδο εξασθένησης του σήματος που είναι αποδεκτό. Πωςλιγότερες απώλειες, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του καλωδίου, καθώς και το κόστος του. Συνήθως, μπορείτε να βρείτε πολλές μάρκες με τα ίδια χαρακτηριστικά και συχνά η απόφαση για έναν συγκεκριμένο τύπο εξαρτάται από τη θέση των προμηθευτών.
Μόλις βρεθεί ένα κατάλληλο καλώδιο, μπορεί να αγοραστεί και να εγκατασταθεί.
Προστασία από δυσμενείς καιρικές συνθήκες
Όταν εγκαθιστάτε σε εξωτερικό χώρο, για παράδειγμα, ομοαξονικό καλώδιο για παρακολούθηση βίντεο, είναι πολύ σημαντικό να διασφαλίζετε ότι προστατεύεται σωστά. Αυτό έχει μεγάλη σημασία, γιατί οποιαδήποτε υγρασία θα οδηγήσει σε σημαντική αύξηση των απωλειών. Εάν το διηλεκτρικό που χωρίζει τους εσωτερικούς και εξωτερικούς αγωγούς βραχεί, αυτό θα υποβαθμίσει την απόδοσή του και θα αυξήσει την εξασθένηση. Η υγρασία επίσης οξειδώνει την πλεξούδα και μειώνει την αγωγιμότητά της.
Γι' αυτό είναι τόσο σημαντικό να σφραγίζετε το άκρο του καλωδίου εάν χρησιμοποιείται σε εξωτερικό χώρο και να κρατάτε έξω την υγρασία. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το εξωτερικό κέλυφος παραμένει άθικτο και δεν έχει καταστραφεί κατά την εγκατάσταση και περαιτέρω λειτουργία.
Μια πρόσθετη μέθοδος για να αποτρέψετε την είσοδο μεγάλων ποσοτήτων υγρασίας στο καλώδιο είναι ο σχηματισμός ενός βρόχου πάνω και κάτω. Αυτό εμποδίζει το νερό που έχει εισχωρήσει στο εσωτερικό να προχωρήσει. Ωστόσο, η υγρασία εξακολουθεί να εξαπλώνεται με τριχοειδική δράση, επομένως είναι πάντα καλύτερο να βεβαιωθείτε ότι τα άκρα είναι σωστά σφραγισμένα και προστατευμένα.
Γενικές συστάσεις εγκατάστασης
Όλα τα καλώδια έχουν ακτίνα κάμψης. Για να αποφευχθεί η ζημιά, δεν πρέπει να λυγίζουν περισσότερο από αυτήν την τιμή. Σε διαφορετική περίπτωσηΣε αυτήν την περίπτωση, η εσωτερική δομή μπορεί να καταστραφεί και οι απώλειες θα αυξηθούν σημαντικά.
Πρέπει επίσης να προσέχετε ώστε το καλώδιο να μην παραμορφώνεται. Αυτό θα οδηγήσει σε αλλαγή του μεγέθους και της αντίστασης κυμάτων. Επιπλέον, η ζημιά στο διηλεκτρικό μπορεί να αυξήσει το επίπεδο των απωλειών.
Εάν το καλώδιο έχει υποστεί φυσική ζημιά, βεβαιωθείτε ότι το περίβλημά του παραμένει άθικτο. Εάν σπάσει η ακεραιότητά του, τότε αυτό μπορεί να οδηγήσει σε διείσδυση υγρασίας, οξείδωση του σύρματος και διαβροχή του διηλεκτρικού, γεγονός που θα αυξήσει το επίπεδο των απωλειών.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, το ομοαξονικό καλώδιο πρέπει να είναι θαμμένο. Τα συνηθισμένα γραμματόσημα δεν μπορούν να τοποθετηθούν στο έδαφος, καθώς το κέλυφός τους δεν είναι σχεδιασμένο για αυτές τις συνθήκες. Αλλά μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα κανάλι ειδικά σχεδιασμένο για αυτό. Αυτό έχει το πλεονέκτημα ότι το καλώδιο αντικαθίσταται εύκολα. Ωστόσο, βεβαιωθείτε ότι δεν εισέρχεται νερό στο κανάλι. Μια εναλλακτική είναι η χρήση ενός καλωδίου ειδικά σχεδιασμένου για τοποθέτηση στο έδαφος, του οποίου η θήκη μπορεί να αντέξει τέτοιες συνθήκες.
Τέλος
Κατά την εγκατάσταση ενός ομοαξονικού καλωδίου, είναι σημαντικό να το τερματίζετε σωστά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο φυσικός τερματισμός είναι ένα βύσμα και η τελική συσκευή είναι είτε κεραία είτε δέκτης. Οι συνδέσεις πρέπει να γίνονται σωστά και αποτελεσματικά.
Αν και οι οικιακές υποδοχές έχουν συχνά κακή απόδοση RF, υπάρχουν λίγες εναλλακτικές λύσεις. Για επαγγελματική χρήση απαιτούνται συνδέσεις υψηλότερης ποιότητας, αν και σε αυτήν την περίπτωση θα πρέπει επίσης να το φροντίσετεότι είναι κατάλληλα για τις χρησιμοποιούμενες συχνότητες. Ορισμένα φθηνά μοντέλα δεν πληρούν τις απαιτήσεις και υποβαθμίζουν την απόδοση του ομοαξονικού καλωδίου. Επομένως, είναι καλύτερο να αγοράζετε συνδέσμους από αξιόπιστους πωλητές.
Η σωστή εγκατάσταση ομοαξονικού καλωδίου θα προσφέρει πολλά χρόνια υπηρεσίας. Ωστόσο, η φθορά και οι περιβαλλοντικές επιδράσεις θα αναγκάσουν την αντικατάστασή του μετά από λίγο. Επειδή η υποβάθμιση της απόδοσης συμβαίνει αργά, μπορεί να μην είναι αισθητή. Γίνεται εμφανές μόνο μετά την πλήρη αντικατάσταση του καλωδίου.
