ما هو الكابل المحوري؟
يسمى الكبل المحوري أحيانًا كبل RF. كبل RF المحوري هو الهيكل الأكثر استخدامًا. نظرًا لأن الموصلات الداخلية والخارجية في وضع متحد المركز ، فإن الطاقة الكهرومغناطيسية محصورة في الانتشار في الوسط بين الموصلات الداخلية والخارجية ، لذلك لها مزايا مهمة مثل التوهين المنخفض ، وأداء التدريع العالي ، وعرض النطاق الترددي والأداء المستقر. تستخدم عادة لنقل طاقة التردد اللاسلكي من 500 كيلو هرتز إلى 18 جيجا هرتز. يحتوي الكبل المحوري على موصلين متحد المركزين ، ويتشارك الموصل وطبقة الدرع في نفس محور الكابل. يتكون الكبل المحوري الأكثر شيوعًا من موصل نحاسي معزول بمادة عازلة. خارج المادة العازلة الداخلية توجد طبقة أخرى من الموصل الحلقي وعازلها ، ثم يتم تغطية الكابل بالكامل بغلاف من مادة البولي فينيل كلوريد أو التفلون. يمكن تقسيم الكبل متحد المحور إلى كبل النطاق الأساسي 50 درجة وكابل التردد اللاسلكي ذو التردد العريض 75 درجة. تنقسم كابلات النطاق الأساسي إلى كابلات رفيعة متحدة المحور وكابلات متحدة المحور سميكة. يتم استخدام كابل النطاق الأساسي فقط للإرسال الرقمي ، ويمكن أن يصل معدل البيانات إلى 10 ميجابت في الثانية. يتم استخدام الكابل المحوري ذو التردد الراديوي 50 أوم الممانعة المميزة بشكل أساسي لنقل إشارة النطاق الأساسي ، وعرض النطاق الترددي للإرسال هو 1-20 ميجاهرتز ، وغالبًا ما يتم استخدام الكابل المحوري للتردد اللاسلكي 75 درجة في شبكة CATV ، لذلك يطلق عليه كبل CATV ، والإرسال يمكن أن يصل عرض النطاق الترددي إلى 1 جيجا هرتز. عرض النطاق الترددي للإرسال 750 ميجا هرتز.
هيكل ومواد الكابلات المحورية
تتمثل أهم الخصائص الكهربائية للكابل في التوهين المنخفض والمقاومة المنتظمة وفقد العودة المرتفع. بالنسبة للكابلات المتسربة ، فإن أهم شيء هو أفضل خسارة في التوصيل. الوظيفة الرئيسية للكابل هي إرسال الإشارات. لذلك ، من المهم جدًا التأكد من أن هيكل الكبل والمواد له خصائص نقل جيدة خلال فترة خدمة الكابل بأكملها.
1. موصل داخلي
النحاس هو المادة الرئيسية للموصل الداخلي ويمكن أن يكون في الأشكال التالية: سلك نحاسي صلب ، أنبوب نحاسي صلب ، وسلك ألومنيوم مكسو بالنحاس. عادةً ما يكون الموصل الداخلي للكابل الصغير عبارة عن سلك نحاسي أو سلك ألومنيوم مكسو بالنحاس ، بينما يتم استخدام الأنبوب النحاسي للكابل الكبير لتقليل وزن وتكلفة الكابل. يتم نقش الموصل الخارجي للكابل الكبير بحيث يمكن الحصول على أداء الانحناء الكافي.
للموصل الداخلي تأثير كبير على إرسال الإشارة ، لأن التوهين ناتج بشكل أساسي عن فقدان مقاومة الموصل الداخلي. يجب أن تكون الموصلية الكهربائية ، وخاصة الموصلية السطحية ، عالية قدر الإمكان. المتطلبات العامة هي 58MS / م (+20 ℃) ، لأنه في الترددات العالية ، ينتقل التيار فقط في طبقة رقيقة على سطح الموصل. هذه الظاهرة تسمى تأثير الجلد ، السماكة الفعالة للطبقة الحالية تسمى عمق الجلد. يوضح الجدول 1 قيم عمق الجلد للأنابيب النحاسية وأسلاك الألمنيوم المكسوة بالنحاس عند ترددات محددة عند استخدامها كموصلات داخلية.
متطلبات الجودة للمواد النحاسية المستخدمة للموصل الداخلي عالية جدًا ، ويجب أن تكون المادة النحاسية خالية من الشوائب ولها سطح نظيف ومسطح وناعم. يجب أن يكون قطر الموصل الداخلي مستقرًا وله قدرة تحمل عالية. أي تغيير في القطر سيقلل من توحيد الممانعة وخسارة العودة ، لذلك يجب التحكم بدقة في عملية التصنيع
2. موصل خارجي
للموصل الخارجي وظيفتان أساسيتان: الأولى هي موصل الإرجاع ، والثانية هي الدرع. يحدد الموصل الخارجي للكابل المتسرب أيضًا أداء التسرب. يتم لحام الموصلات الخارجية لكابلات التغذية المحورية والكابلات فائقة المرونة بواسطة أنابيب نحاسية مموجة. الموصلات الخارجية لهذه الكابلات مغلقة تمامًا ولا يُسمح بأي إشعاع من الكابلات.
عادة ما يتم تغطية الموصل الخارجي طوليًا بشريط نحاسي. على طبقة الموصل الخارجية ، توجد فتحات طولية أو عرضية أو ثقوب صغيرة.
يعد شق الموصل الخارجي أكثر شيوعًا في الكابلات المموجة. يتم تشكيلها عن طريق قطع وحز متساوي المسافة لقمة الموجة المموجة في الاتجاه المحوري. نسبة جزء القطع صغيرة ، وتباعد الفتحات أصغر بكثير من الطول الموجي الكهرومغناطيسي المرسل.
من الواضح أنه يمكن صنع كبل مسرب عن طريق معالجة كبل غير مسرب وفقًا للطريقة التالية: قطع قمة موجة الموصل الخارجي للكابل المتجعد الشائع في الكابل غير المتسرب بزاوية 120 درجة للحصول على مجموعة مناسبة هياكل الفتحات. يحدد شكل وعرض وبنية الفتحة للكابل المتسرب مؤشرات الأداء الخاصة به.
يجب أن يكون النحاس المستخدم للموصل الخارجي ذو نوعية جيدة وموصلية عالية وخالي من الشوائب. يجب التحكم بدقة في حجم الموصل الخارجي ضمن نطاق التسامح لضمان مقاومة موحدة للخصائص وخسارة عالية في العودة.
3. وسط عازل
يعد وسيط الكبل المحوري للتردد اللاسلكي أكثر بكثير من مجرد عزل. يتم تحديد أداء ناقل الحركة النهائي بشكل أساسي بعد العزل. لذلك ، فإن اختيار المادة العازلة وهيكلها مهمان للغاية. جميع الخصائص المهمة ، مثل التوهين والمقاومة وخسارة العودة ، لها علاقة كبيرة بالعزل. أهم متطلبات العزل هي:
ثابت العزل النسبي منخفض ، وعامل زاوية فقدان العزل الكهربائي صغير لضمان انخفاض التوهين ؛
هيكل متسق لضمان مقاومة موحدة وخسارة كبيرة في العودة ؛
خصائص ميكانيكية مستقرة لضمان حياة طويلة ؛
مقاوم للماء والرطوبة.
يمكن لعزل الرغوة المادية العالية تلبية جميع المتطلبات المذكورة أعلاه. باستخدام تقنية البثق وحقن الغاز المتقدمة والمواد الخاصة ، يمكن أن تصل درجة الرغوة إلى أكثر من 80٪ ، والأداء الكهربائي من هذا النوع قريب نسبيًا من أداء الكابلات المعزولة بالهواء. في طريقة حقن الغاز ، يتم حقن النيتروجين مباشرة في مادة الوسائط في الطارد. تسمى هذه العملية أيضًا طريقة الرغوة الفيزيائية. على عكس طريقة الرغوة الكيميائية هذه ، يمكن أن تصل درجة الرغوة فقط إلى حوالي 50٪ ، وفقدان العازل الكهربائي كبير نسبيًا. الهيكل الرغوي الذي تم الحصول عليه بواسطة طريقة حقن الغاز متسق ، مما يعني أن ممانعته موحدة وأن خسارة العودة كبيرة.
يتمتع كابل RF الخاص بنا بأداء كهربائي جيد جدًا نظرًا لزاوية الخسارة العازلة الصغيرة للمواد العازلة ودرجة الرغوة الكبيرة. تعتبر خصائص وسيط الرغوة أكثر أهمية عند الترددات العالية. إن هذا الهيكل الرغوي الخاص هو الذي يحدد أداء التوهين المنخفض جدًا للكابل عند الترددات العالية.
يمكن أن تحصل عملية البثق المشترك الفريدة متعددة الطبقات (طبقة رقيقة داخلية - طبقة رغوة - طبقة رقيقة خارجية) على هيكل رغوي موحد ومغلق ، والذي يتميز بخصائص الخصائص الميكانيكية المستقرة والقوة العالية ومقاومة الرطوبة الجيدة. من أجل جعل الكبل يحافظ على أداء كهربائي جيد في بيئة رطبة ، قمنا بتصميم كبل خصيصًا: تمت إضافة قلب صلب رفيع PE إلى السطح الخارجي لطبقة العزل الرغوية. يمكن لهذه الطبقة الخارجية الرقيقة أن تمنع بشكل فعال تسرب الرطوبة وتحمي الأداء الكهربائي للكابل من بداية الإنتاج. هذا التصميم مهم بشكل خاص للكابلات المتسربة ذات الثقوب في الموصل الخارجي. بالإضافة إلى ذلك ، الطبقة العازلة ملفوفة بإحكام على الموصل الداخلي بواسطة طبقة رقيقة داخلية ، مما يحسن الاستقرار الميكانيكي للكابل. علاوة على ذلك ، تحتوي الطبقة الرقيقة على مثبتات خاصة ، والتي يمكن أن تضمن التوافق مع النحاس وعمر الخدمة الطويل لكابلاتنا. يمكن أن يؤدي اختيار مادة الطبقة الداخلية الرقيقة المناسبة إلى الحصول على أداء مرضٍ تمامًا ، مثل مقاومة الرطوبة والترابط والاستقرار.
يمكن لتصميم العزل متعدد الطبقات (الطبقة الداخلية الرقيقة - طبقة الرغوة - الطبقة الرقيقة الخارجية) الحصول في نفس الوقت على أداء كهربائي ممتاز وخصائص ميكانيكية مستقرة ، وبالتالي تحسين عمر الخدمة طويل الأجل وموثوقية كابلات الترددات اللاسلكية الخاصة بنا.
4. غمد
أكثر مواد الغمد شيوعًا المستخدمة في الكابلات الخارجية هي البولي إيثيلين الخطي الأسود منخفض الكثافة. كثافته مشابهة لـ LDPE ، لكن قوتها تعادل HDPE. على العكس من ذلك ، في بعض الحالات ، نميل إلى استخدام HDPE ، والتي يمكن أن توفر خصائص ميكانيكية أفضل ومقاومة للاحتكاك والمواد الكيميائية والرطوبة والظروف البيئية المختلفة للغلاف.
يمكن لـ HDPE الأسود المقاوم للأشعة فوق البنفسجية أن يتحمل الضغوط المناخية الناتجة عن درجات الحرارة العالية للغاية والأشعة فوق البنفسجية القوية. عند التأكيد على سلامة الكابلات من الحريق ، يجب استخدام مواد منخفضة الدخان وخالية من الهالوجين ومثبطة للهب. في الكبل المتسرب ، من أجل تقليل انتشار الحريق ، يمكن استخدام شريط مقاوم للحريق ومثبط للهب بين الموصل الخارجي والغمد للحفاظ على الطبقة العازلة سهلة الانصهار في الكابل.
