رایج ترین نوع تغذیه آنتن که امروزه استفاده می شود کابل کواکسیال RF است. راحت است و سطح خوبی از عملکرد را ارائه می دهد. به همین دلیل، تعداد زیادی کابل کواکسیال برای اهداف مختلف تولید می شود.
کاربرد
کابل هایی از این نوع در مواردی که برای انتقال سیگنال های الکتریکی فرکانس رادیویی ضروری است استفاده می شود. واضح ترین حوزه استفاده آنها پخش تصاویر به تلویزیون های خانگی است، اما در بسیاری از زمینه های دیگر مورد تقاضا هستند. از کابل های کواکسیال برای نظارت تصویری و اتصال گیرنده ها و آنتن ها توسط مصرف کنندگان تجاری و صنعتی نیز استفاده می شود. آنها در جاهایی که لازم است هر سیگنال فرکانس بالا را از راه دور منتقل کنیم، مورد نیاز هستند.
طراحی کابل های کواکسیال تلفات و تداخل را به حداقل می رساند. بنابراین، آنها به طور گسترده ای در سازماندهی اتصالات شبکه استفاده می شوند. به عنوان مثال، کابل های کواکسیال دیجیتال در اوایل استفاده می شداشکال شبکه‌های محلی اترنت، اگرچه امروزه با فیبرهای نوری برای سرعت انتقال داده‌های سریع‌تر و جفت‌های پیچ خورده ارزان‌تر در زمانی که فرکانس سیگنال زیاد نیست، جایگزین شده‌اند.
تاریخچه آفرینش
کابل کواکسیال RF بخش مهمی از الکترونیک مدرن است. اولین اجرای شناخته شده آن در سال 1884 ظاهر شد، زمانی که ارنست فون زیمنس (یکی از بنیانگذاران زیمنس) ایده خود را به ثبت رساند، اما در آن زمان هیچ برنامه کاربردی برای آن وجود نداشت. تا سال 1929 بود که آزمایشگاه‌های بل، کابل‌های کواکسیال تجاری مدرن را به ثبت رساندند، اگرچه استفاده از آنها نسبتاً کم بود. به عنوان مثال، در سال 1934 برای انتقال تصویر تلویزیونی از المپیک برلین به لایپزیگ استفاده شد. در سال 1936، یک کابل کواکسیال برای 40 اتصال تلفنی بین لندن و بیرمنگام، و در ایالات متحده، بین نیویورک و فیلادلفیا، یک خط آزمایشی برای انتقال تصاویر تلویزیونی ایجاد شد.
پس از شروع استفاده تجاری، برنامه های کاربردی دیگری کشف شده اند که به خوبی تثبیت شده اند و به طور گسترده در تجارت و خانه استفاده می شوند.
کابل کواکسیال چیست؟
به نظر می رسد یک سیم برق ضخیم است. ساخته شده از قطعاتی که انتقال سیگنال RF کم تلفات را ارائه می کنند. عناصر اصلی آن عبارتند از:
- رسانای مرکزی؛
- دی الکتریک عایق؛
- رسانای بیرونی؛
- مهار بیرونی.
هادی مرکزی تقریباً همیشه از مس ساخته شده است. گاهی اوقات از مس یا آلیاژ آلومینیوم استفاده می شود. ممکن است از یک یا چند سیم تشکیل شده باشد.
دی الکتریک عایق هادی ها را جدا می کند و یکی از دلایل اصلی تضعیف سیگنال است. ممکن است جامد یا نیمه هوا باشد. این به شکل لوله های بلند ساخته شده از پلی اتیلن یا فلوروپلاستیک یا فوم انجام می شود که بیشتر آن هوا است.
هادی بیرونی معمولاً یک نوار مسی است. این به کابل پیچ خورده کواکسیال انعطاف کافی را ارائه می دهد. گاهی اوقات از 2 یا حتی 3 لایه برای بهبود محافظ استفاده می شود. این معمولاً با قرار دادن یک قیطان مستقیماً روی دیگری حاصل می شود، اگرچه ممکن است در برخی موارد از فویل یا نوار مسی استفاده شود. با استفاده از لایه های محافظ اضافی، سطح تداخل و تشعشع به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
پوسته محافظ بیرونی از تشکیل بازخورد انگلی جلوگیری می کند. همچنین در برابر نفوذ آلودگی و رطوبت محافظت می کند و از آسیب دیدن کابل توسط سایر وسایل مکانیکی جلوگیری می کند.
اصل کار
کابل کواکسیال جریان را از طریق هادی های داخلی و خارجی هدایت می کند. این جریان ها برابر هستند و دارای قطب مخالف هستند که در نتیجه تمام میدان ها در کابل باقی می مانند، از آن خارج نمی شوند و در معرض تداخل قرار نمی گیرند. بنابراین، هیچ شی خارجی روی فیلدها تأثیر نمی گذارد. بنابراین، فیدر کواکسیال برای نصب در داخل یا نزدیک ساختمان ها یا اشیاء دیگر ایده آل است.این مزیت اصلی آن در مقایسه با جفت پیچ خورده است.
در انتخاب نوع کابل کواکسیال باید مشخصات و پارامترهای آن در نظر گرفته شود.
امپدانس
مهمترین مشخصه کابل کواکسیال امپدانس آن است که با قطر و مواد دی الکتریک آن مشخص می شود. پارامتر بر حسب اهم اندازه گیری می شود. رایج ترین معانی آن عبارتند از:
- کابل کواکسیال 50 اهم. حداقل اتلاف سیگنال را برای وزن هادی معین فراهم می کند. معمولا برای اهداف حرفه ای استفاده می شود.
- کابل کواکسیال 75 اهم. برای سطح معینی از تلفات دارای حداقل وزن است. به طور گسترده در تلویزیون خانگی و تجهیزات Hi-Fi استفاده می شود.
- کابل 93 اهم قبلاً برای اتصال رایانه ها و اتصال مانیتورها استفاده می شد.
مقادیر دیگر امپدانس موجود است، اما تقاضای آنها بسیار کمتر است.
محو شدن
یکی دیگر از پارامترهای مهم کابل کواکسیال پیچ خورده تلفات انتقال سیگنال آن است. سطح آنها به عوامل مختلفی از جمله کیفیت مواد دی الکتریک و هادی بستگی دارد. تضعیف سیگنال متناسب با طول کابل است. مشخصات معمولاً تلفات را بر حسب دسی بل در واحد طول بیان می کنند. برای مثال، کابل کواکسیال RG-6A/U دارای تضعیف 1.0 دسی بل/10 متر در 100 مگاهرتز است. متأسفانه، همه سازندگان از طول یکسانی استفاده نمی کنند، بنابراین ممکن است محاسبات بیشتری برای مقایسه مورد نیاز باشد.
حداکثر توان مجاز
اگرچه این مشخصات برای کاربردهای سیگنال کم اهمیت زیادی ندارد، اما در هنگام انتقال قدرت بالا می تواند مشکل ساز شود. به طور معمول، محدودیت ها به دلیل تلفات حرارتی در کابل ایجاد می شود. اگر انتظار می رود انتقال توان بالا باشد، ولتاژ کار را بررسی کنید.
عامل کوتاه کننده
این نسبت سرعت انتقال سیگنال در کابل کواکسیال به سرعت انتشار آن در خلاء (سرعت نور) است.
در برخی موارد، مقدار ضریب سرعت می تواند اهمیت زیادی داشته باشد، به عنوان مثال، زمانی که فاز سیگنال مهم است. همیشه کمتر از 1 است. از بسیاری جهات، توسط مواد دی الکتریک تعیین می شود. برای کابل های کواکسیال دیجیتال با دی الکتریک پلی اتیلن جامد، ضریب کوتاه کننده 0.66 و با فوم پلی اتیلن در محدوده 0.80-0.88 است.
ظرفیت
چون هادی های داخلی و خارجی ظرفیت خازنی را تشکیل می دهند، با قطر، طول کابل و ثابت دی الکتریک آنها متناسب است.
حداکثر ولتاژ
در برخی موارد، ولتاژ به مقادیر بالایی می رسد. به همین دلیل، کابل ممکن است از کار بیفتد. ولتاژ در نتیجه سطح بالای امواج ایستاده و توان بالا افزایش می یابد. قبل از انتخاب نوع خاصی از کابل کواکسیال، لازم است بررسی کنید که چگونه ولتاژ مورد انتظار را تحمل می کند.
ابعاد فیزیکی
این ویژگی به دلایلی مهم است. هادی هاقطرهای بزرگتر اغلب تلفات کمتر و توان بالاتری دارند. برای مثال، کابل کواکسیال 75 اهم RG-6/U دارای قطر بیرونی 6.86 میلی متر است.
علاوه بر این، کابل باید با اندازه سوراخ های موجود مطابقت داشته باشد و با نوع صحیح دوشاخه مطابقت داشته باشد. غالباً دومی‌ها متناسب با انواع کابل‌های رایج ساخته می‌شوند.
راهنمای نصب
کابل کواکسیال RF به طور گسترده ای برای انتقال سیگنال از فرستنده یا گیرنده استفاده می شود. اگرچه نصب آن بسیار آسان است، اما برای دوام طولانی مدت آن باید شرایط خاصی رعایت شود. این به ویژه مهم است زیرا اغلب در فضای باز نصب می شود و باید در شرایط محیطی سخت مقاومت کند.
چیزهایی مانند رطوبت می توانند با گذشت زمان اثربخشی آن را کاهش دهند. چنین کاهشی تا زمانی که به نقطه ای می رسد که غیرقابل استفاده می شود، مورد توجه قرار نمی گیرد. چند اقدام احتیاطی ساده کابل کواکس را کارآمد نگه می‌دارد و به میزان قابل توجهی از تخریب کابل کند می‌کند.
انتخاب سفارش
تنوع زیادی از کابل های کواکسیال در بازار وجود دارد، و در نگاه اول، انتخاب ممکن است دشوار به نظر برسد. اولین تصمیمی که باید گرفته شود انتخاب یک امپدانس مناسب است. آنتن های Hi-Fi و ویدیوی خانگی از کابل کواکسیال 75 اهم استفاده می کنند. کاربران حرفه ای و آماتورهای رادیویی معمولا امپدانس 50 اهم را انتخاب می کنند.
تصمیم بعدی میزان تضعیف سیگنال است که قابل قبول است. چگونهتلفات کمتر، قطر کابل و همچنین هزینه آن بیشتر است. به طور معمول، شما می توانید چندین برند با ویژگی های یکسان پیدا کنید، و اغلب تصمیم گیری در مورد یک نوع خاص به موقعیت تامین کنندگان بستگی دارد.
هنگامی که کابل مناسب پیدا شد، می توان آن را خریداری و نصب کرد.
محافظت در برابر شرایط نامساعد جوی
هنگام نصب در فضای باز، به عنوان مثال، کابل کواکسیال برای نظارت تصویری، بسیار مهم است که از محافظت مناسب آن اطمینان حاصل شود. این از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا هر گونه رطوبت منجر به افزایش قابل توجهی در تلفات خواهد شد. اگر دی الکتریک جداکننده هادی های داخلی و خارجی خیس شود، این کار عملکرد آن را کاهش می دهد و تضعیف را افزایش می دهد. رطوبت نیز قیطان را اکسید می کند و رسانایی آن را کاهش می دهد.
به همین دلیل بسیار مهم است که انتهای کابل را در صورت استفاده در فضای باز ببندید و رطوبت را دور نگه دارید. لازم است اطمینان حاصل شود که پوسته بیرونی دست نخورده باقی می ماند و در حین نصب و عملیات بعدی آسیبی نمی بیند.
یک روش اضافی برای جلوگیری از ورود مقدار زیادی رطوبت به کابل، تشکیل یک حلقه بالا و پایین است. این از حرکت آبی که به داخل نفوذ کرده است جلوگیری می کند. با این حال، رطوبت همچنان با اثر مویرگی پخش می شود، بنابراین همیشه بهتر است مطمئن شوید که انتهای آن به درستی مهر و موم شده و محافظت می شود.
توصیه های نصب کلی
همه کابل ها شعاع خمشی دارند. برای جلوگیری از آسیب، آنها نباید بیش از این مقدار خم شوند. در غیر این صورتدر این صورت ممکن است ساختار داخلی آسیب ببیند و تلفات به میزان قابل توجهی افزایش یابد.
همچنین باید مراقب باشید که کابل تغییر شکل ندهد. این منجر به تغییر در اندازه و مقاومت موج آن می شود. علاوه بر این، آسیب به دی الکتریک ممکن است سطح تلفات را افزایش دهد.
اگر کابل از نظر فیزیکی آسیب دیده است، مطمئن شوید که غلاف آن دست نخورده باقی مانده است. اگر یکپارچگی آن شکسته شود، می تواند منجر به نفوذ رطوبت، اکسید شدن سیم و خیس شدن دی الکتریک شود که سطح تلفات را افزایش می دهد.
در برخی موارد، کابل کواکسیال باید دفن شود. تمبرهای معمولی را نمی توان در زمین گذاشت، زیرا پوسته آنها برای این شرایط طراحی نشده است. اما آنها را می توان در کانالی که مخصوص این کار طراحی شده است قرار داد. این مزیت این است که کابل به راحتی قابل تعویض است. با این حال، مطمئن شوید که آب وارد کانال نمی شود. یک گزینه جایگزین استفاده از کابلی است که مخصوص قرار دادن در زمین طراحی شده است و غلاف آن می تواند در چنین شرایطی مقاومت کند.
پایان
هنگام نصب کابل کواکسیال، مهم است که به درستی آن را خاتمه دهید. در بیشتر موارد، پایان فیزیکی یک دوشاخه و دستگاه پایانی یا آنتن یا گیرنده است. اتصالات باید به درستی و کارآمد ایجاد شوند.
اگرچه کانکتورهای مسکونی اغلب عملکرد RF ضعیفی دارند، جایگزین های کمی وجود دارد. اتصالات با کیفیت بالاتر برای استفاده حرفه ای مورد نیاز است، اگرچه در این مورد نیز باید مطمئن شویدکه برای فرکانس های مورد استفاده مناسب هستند. برخی از مدل های ارزان قیمت الزامات را برآورده نمی کنند و عملکرد کابل کواکسیال را کاهش می دهند. بنابراین، بهتر است کانکتورها را از فروشندگان مورد اعتماد خریداری کنید.
نصب مناسب کابل کواکسیال خدمات سالیان زیادی را ارائه می دهد. با این حال، فرسودگی و تأثیرات محیطی باعث می شود که پس از مدتی نیاز به تعویض داشته باشد. از آنجا که کاهش عملکرد به کندی رخ می دهد، ممکن است قابل توجه نباشد. تنها پس از تعویض کامل کابل آشکار می شود.
