Utjecaj skin efekta na koaksijalni kabel

Koaksijalni kabl je vrsta električne žice i linije za prijenos signala, obično se sastoji od četiri sloja materijala: unutrašnji sloj je vodljiva bakarna žica, a vanjski sloj žice je okružen slojem plastike (koristi se kao izolator ili dielektrik ). Tu je i tanka mreža od vodljivog materijala (obično bakra ili legure) izvan izolatora, a vanjski sloj vodljivog materijala se koristi kao vanjska obloga, kao što je prikazano na slici 1, slika 2 prikazuje poprečni presjek koaksijalnog kabl.

Koaksijalni kablovi se koriste za prenos visokofrekventnih signala i imaju odličnu sposobnost protiv smetnji zbog svoje jedinstvene strukture. Kao ključna komponenta modernih komunikacionih sistema, to je arterija za prenos visokofrekventnog signala; Među njima, centralni provodnik ne samo da nosi elektromagnetnu energiju, već i određuje efikasnost i stabilnost prenosa signala, i ključni je deo prenosa signala.

Princip rada:

Koaksijalni kablovi provode naizmeničnu struju umesto jednosmerne, što znači da postoji nekoliko preokreta u smeru struje u sekundi.

Ako se obična žica koristi za prijenos struje visoke frekvencije, ova vrsta žice će djelovati kao antena koja emituje radio signale prema van, uzrokujući gubitak snage signala i smanjenje jačine primljenog signala.

Dizajn koaksijalnih kablova je upravo da reši ovaj problem. Radio koji emituje centralna žica izolovan je mrežastim provodljivim slojem, koji može da kontroliše emitovani radio kroz uzemljenje.

klasifikacija:

Ovisno o proizvodnom materijalu i procesu, obično postoje sljedeće kategorije:

● Monofilamentni čvrsti provodnik:

Obično je napravljen od jedne čvrste bakrene ili aluminijumske žice;

Pruža bolje električne performanse i često se koristi za aplikacije niže frekvencije ili veće udaljenosti kablova

● Nasukani provodnik:

Po nizu malih žica upletenih;

Fleksibilniji i fleksibilniji od čvrstih provodnika, pogodni za mobilne aplikacije ili aplikacije koje se često mijenjaju.

● Čelik obložen bakrom (CCS) :

Čelično jezgro pruža snagu i izdržljivost, dok bakarni sloj daje potrebna električna svojstva;

Često se koristi u slučajevima kada je potrebna mehanička čvrstoća.

● Posrebreni bakar:

Bakarna žica je presvučena slojem srebra, koji može poboljšati provodljivost i frekvencijske karakteristike vodiča.

Često se koristi u zahtjevima visoke frekvencije, visoke preciznosti ili vojnih standarda.

● Legura kadmijum bakra:

Legirani provodnici za primjenu na moru ili u teškim uvjetima gdje je potrebna dodatna otpornost na koroziju;

Legenda skraćenica materijala-Conductor&Braid Material kao što je prikazano na slici 3.

Skin efekat

Skin efekat, takođe poznat kao skin efekat, nastaje kada naizmenična struja prođe kroz provodnik. Zbog indukcije, što je bliže površini na poprečnom presjeku provodnika, to je distribucija elektrona gušća.

Skin efekat je u suštini fenomen neravnomjerne distribucije naizmjenične struje unutar provodnika. Kako frekvencija raste, struja teži da teče po površini provodnika. Na mikrotalasnim frekvencijama ovaj efekat je posebno izražen, što rezultira mnogo većom gustinom struje na površini centralnog provodnika koaksijalnog kabla nego unutra.

△ Skin efekat utiče na koaksijalni kabl u sledećim aspektima:

① Povećajte otpor i gubitke - Budući da struja uglavnom teče na površini, ukupna efektivna provodna površina je smanjena, zbog čega središnji provodnik koaksijalnog kabla proizvodi veći otpor, čime se povećava gubitak prijenosa.

② Zagrijavanje - Struja uzrokovana visokofrekventnim signalom koncentrirana je u površinskom toku, što će dovesti do očiglednijeg termičkog efekta, čime se povećava temperatura kabela i utiče na stabilnost i pouzdanost signala

③ Izbor materijala – Prilikom projektovanja koaksijalnog kabla, provodljivost materijala centralnog provodnika mora se uzeti u obzir. Materijali visoke provodljivosti kao što je posrebreni bakar mogu efikasno smanjiti otpornost i smanjiti gubitke.

△Da bi se ublažio uticaj kožnih efekata, strategije za rešavanje kožnih efekata uključuju:

① Optimizacija materijala - odabir materijala visoke provodljivosti za smanjenje gubitka otpora. Na primjer, korištenjem posrebrenih bakrenih provodnika, srebrni sloj može pružiti visoku provodljivost, a zbog skin efekta, debljini srebra treba samo nekoliko mikrometara.

② Dizajn provodnika – Optimizacija strukture provodnika, kao što je korištenje užetih provodnika, može povećati površinu i smanjiti efekt kože.

③ Sistem za hlađenje - Za primjene ekstremno visokih frekvencija, koristite odgovarajući sistem hlađenja kako biste spriječili pregrijavanje.

④ Prilagođeni kabl - Prilagodite dizajn kabla na osnovu specifičnih zahteva primene, uzimajući u obzir više faktora kao što su frekvencija, nivo snage i udaljenost prenosa.

Sve u svemu, razumijevanje i upravljanje skin efektom je ključno za osiguranje performansi prijenosa visokofrekventnog signala ukoaksijalni kablovi . Kroz inteligentni dizajn i primjenu visokokvalitetnih materijala, koaksijalni dalekovodi mogu raditi efikasnije, podržavajući na taj način naše komunikacijske potrebe koje se brzo razvijaju. Upravo te odluke osiguravaju da se svaki signal, od zemaljske bežične komunikacije do satelitskog prijenosa, može prenositi jasno i pouzdano u složenim i izazovnim okruženjima.