Ihovaikutuksen vaikutus koaksiaalikaapeliin

Koaksiaalikaapeli on sähköjohdon ja signaalinsiirtolinjan tyyppi, joka koostuu yleensä neljästä materiaalikerroksesta: sisin kerros on johtavaa kuparilankaa ja johdon ulompaa kerrosta ympäröi muovikerros (käytetään eristeenä tai eristeenä ). Eristimen ulkopuolella on myös ohut johtavaa materiaalia (yleensä kuparia tai metalliseosta) oleva verkko, ja johtavan materiaalin ulkokerrosta käytetään ulkokuorena, kuten kuvassa 1, kuva 2 esittää koaksiaalin poikkileikkauksen. kaapeli.

Koaksiaalikaapeleita käytetään korkeataajuisten signaalien lähettämiseen ja niillä on erinomainen häiriönestokyky ainutlaatuisen rakenteensa ansiosta. Nykyaikaisten viestintäjärjestelmien keskeisenä osana se on korkeataajuisen signaalin lähetyksen valtimo; Niistä keskusjohdin ei vain kuljettaa sähkömagneettista energiaa, vaan myös määrittää signaalinsiirron tehokkuuden ja vakauden, ja se on keskeinen osa signaalin siirtoa.

Toimintaperiaate:

Koaksiaalikaapelit johtavat vaihtovirtaa tasavirran sijasta, mikä tarkoittaa, että virran suunnassa tapahtuu useita käännöksiä sekunnissa.

Jos tavallista johtoa käytetään suurtaajuisen virran lähettämiseen, tämäntyyppinen johto toimii kuin antenni, joka lähettää radiosignaaleja ulospäin, mikä aiheuttaa signaalin tehon menetyksen ja vastaanotetun signaalin voimakkuuden heikkenemisen.

Koaksiaalikaapeleiden suunnittelu on juuri tämän ongelman ratkaisemiseksi. Keskusjohtimen lähettämä radio on eristetty johtavalla verkkokerroksella, joka voi ohjata lähetettävää radiota maadoituksen kautta.

Luokittelu:

Valmistusmateriaalista ja -prosessista riippuen on yleensä seuraavat luokat:

● Monofilamentti kiinteä johdin:

Yleensä valmistettu yhdestä kiinteästä kupari- tai alumiinilangasta;

Tarjoaa paremman sähköisen suorituskyvyn ja sitä käytetään usein matalataajuisissa sovelluksissa tai pitemmillä kaapelietäisyyksillä

● Säikeinen johdin:

Useita pieniä lanka kierretty;

Joustavampi ja joustavampi kuin kiinteät johtimet, sopii liikkuviin tai usein vaihtuviin sovelluksiin.

● Kuparipinnoitettu teräs (CCS):

Teräsydin tarjoaa lujuuden ja kestävyyden, kun taas kuparikerros tarjoaa tarvittavat sähköiset ominaisuudet;

Sitä käytetään usein tilanteissa, joissa vaaditaan mekaanista lujuutta.

● Hopeoitu kupari:

Kuparilanka on päällystetty hopeakerroksella, mikä voi parantaa johtimen johtavuus- ja taajuusominaisuuksia.

Sitä käytetään usein korkean taajuuden, suuren tarkkuuden tai sotilasstandardin vaatimuksissa.

● Kadmiumkupariseos:

Seosjohtimet offshore- tai ankariin ympäristösovelluksiin, joissa vaaditaan lisäkorroosionkestävyyttä;

Materiaalien lyhenteet legenda-Conductor&Braid Material kuten kuvassa 3.

Ihovaikutus

Ihoilmiö, joka tunnetaan myös nimellä ihoefekti, syntyy, kun vaihtovirta kulkee johtimen läpi. Induktion vuoksi elektronien jakautuminen on sitä tiheämpää, mitä lähempänä johtimen poikkileikkauksen pintaa se on.

Skin-ilmiö on pohjimmiltaan ilmiö vaihtovirtavirran epätasaisesta jakautumisesta johtimessa. Taajuuden kasvaessa virralla on taipumus virrata johtimen pinnalla. Mikroaaltotaajuuksilla tämä vaikutus on erityisen voimakas, mikä johtaa paljon korkeampaan virrantiheyteen koaksiaalikaapelin keskijohtimen pinnalla kuin sisällä.

△ Skin-ilmiö vaikuttaa koaksiaalikaapeliin seuraavilta osin:

① Lisää vastusta ja häviötä - Koska virta virtaa pääasiassa pinnalla, kokonaistehollinen johtava alue pienenee, jolloin koaksiaalikaapelin keskijohdin tuottaa suuremman vastuksen, mikä lisää lähetyshäviötä.

② Lämmitys - Korkeataajuisen signaalin aiheuttama virta keskittyy pintavirtaukseen, mikä johtaa selvempään lämpövaikutukseen, mikä lisää kaapelin lämpötilaa ja vaikuttaa signaalin vakauteen ja luotettavuuteen.

③ Materiaalin valinta - Koaksiaalikaapelia suunniteltaessa on huomioitava keskijohdinmateriaalin johtavuus. Korkean johtavuuden materiaalit, kuten hopeakuparipinnoitus, voivat vähentää tehokkaasti vastusta ja hävikkiä.

△ Ihovaikutusten vaikutusten lieventämiseksi strategioita ihovaikutusten korjaamiseksi ovat:

① Materiaalin optimointi - korkean johtavuuden materiaalien valinta vastushäviön vähentämiseksi. Esimerkiksi hopeoituja kuparijohtimia käyttämällä hopeakerros voi tarjota korkean johtavuuden, ja ihovaikutuksen vuoksi hopean paksuus tarvitsee vain muutaman mikrometrin.

② Johdinsuunnittelu - Johtimien rakenteen optimointi, kuten kierrettyjen johtimien käyttö, voi lisätä pinta-alaa ja vähentää ihovaikutusta.

③ Jäähdytysjärjestelmä - Käytä äärimmäisen korkeataajuuksisissa sovelluksissa sopivaa jäähdytysjärjestelmää ylikuumenemisen estämiseksi.

④ Räätälöity kaapeli – Mukauta kaapelin suunnittelu tiettyjen sovellusvaatimusten perusteella ottaen huomioon useita tekijöitä, kuten taajuuden, tehotason ja lähetysetäisyyden.

Kaiken kaikkiaan ihovaikutuksen ymmärtäminen ja hallinta on ratkaisevan tärkeää korkeataajuisen signaalin lähetyksen suorituskyvyn varmistamiseksikoaksiaalikaapelit . Älykkään suunnittelun ja korkealaatuisten materiaalien käytön ansiosta koaksiaaliset siirtojohdot voivat toimia tehokkaammin, mikä tukee nopeasti kehittyviä viestintätarpeitamme. Juuri näillä päätöksillä varmistetaan, että jokainen signaali, langattomasta maanlähetyksestä satelliittilähetykseen, voidaan siirtää selkeästi ja luotettavasti monimutkaisissa ja haastavissa ympäristöissä.