A bőrhatás hatása a koaxiális kábelre

Koaxiális kábel az elektromos vezetékek és jelátviteli vezetékek egy fajtája, amely általában négy réteg anyagból áll: a legbelső réteg egy vezetőképes rézhuzal, a vezeték külső rétegét pedig műanyagréteg veszi körül (szigetelőként vagy dielektrikumként használják). ). A szigetelőn kívül egy vékony vezető anyagból (általában rézből vagy ötvözetből) álló háló található, és a vezető anyag külső rétegét használják külső burkolatként, amint az 1. ábrán látható, a 2. ábra a koaxiális keresztmetszetét mutatja. kábel.

A koaxiális kábelek nagyfrekvenciás jelek továbbítására szolgálnak, és egyedülálló szerkezetüknek köszönhetően kiváló interferenciagátló képességgel rendelkeznek. A modern kommunikációs rendszerek döntő elemeként a nagyfrekvenciás jelátvitel artériája; Közülük a központi vezető nemcsak elektromágneses energiát hordoz, hanem meghatározza a jelátvitel hatékonyságát és stabilitását, valamint a jelátvitel kulcsfontosságú része.

Működési elv:

A koaxiális kábelek váltakozó áramot vezetnek az egyenáram helyett, ami azt jelenti, hogy másodpercenként többször megfordul az áram iránya.

Ha normál vezetéket használnak a nagyfrekvenciás áram továbbítására, ez a vezetéktípus antennaként fog működni, amely rádiójeleket bocsát ki kifelé, ami a jel teljesítményének elvesztését és a vett jel erősségének csökkenését okozza.

A koaxiális kábelek tervezése pontosan ezt a problémát hivatott megoldani. A központi vezeték által kibocsátott rádiót egy hálós vezetőréteg választja el, amely a kibocsátott rádiót földeléssel vezérli.

Osztályozás:

A gyártási anyagtól és folyamattól függően általában a következő kategóriák vannak:

● Monofil szilárd vezető:

Általában egyetlen tömör réz- vagy alumíniumhuzalból készül;

Jobb elektromos teljesítményt biztosít, és gyakran használják alacsonyabb frekvenciájú alkalmazásokhoz vagy hosszabb kábeltávolságokhoz

● Sodrott vezető:

Számos kis vezeték csavart;

Rugalmasabb és rugalmasabb, mint a tömör vezetők, alkalmas mobil vagy gyakran változó alkalmazásokhoz.

● Rézbevonatú acél (CCS):

Az acélmag szilárdságot és tartósságot, míg a rézréteg biztosítja a szükséges elektromos tulajdonságokat;

Gyakran használják olyan esetekben, amikor mechanikai szilárdságra van szükség.

● Ezüstözött réz:

A rézhuzal ezüstréteggel van bevonva, ami javíthatja a vezető vezetőképességét és frekvencia jellemzőit.

Gyakran használják nagyfrekvenciás, nagy pontosságú vagy katonai szabványos követelményekben.

● Kadmium rézötvözet:

Ötvözetből készült vezetők tengeri vagy zord környezeti alkalmazásokhoz, ahol további korrózióállóság szükséges;

Anyagrövidítések legenda-Conductor&Braid Material a 3. ábrán látható módon.

Bőrhatás

A bőreffektus, más néven bőreffektus, akkor lép fel, amikor a váltakozó áram áthalad egy vezetőn. Az indukció miatt minél közelebb van a felülethez a vezető keresztmetszetén, annál sűrűbb az elektronok eloszlása.

A skin-effektus lényegében az AC áram egyenetlen eloszlásának jelensége a vezetőn belül. A frekvencia növekedésével az áram a vezető felületén folyik. Mikrohullámú frekvenciákon ez a hatás különösen kifejezett, ami sokkal nagyobb áramsűrűséget eredményez a koaxiális kábel központi vezetőjének felületén, mint a belsejében.

△ A bőrhatás a koaxiális kábelt a következő szempontok szerint érinti:

① Növelje az ellenállást és a veszteséget - Mivel az áram főként a felületen folyik, a teljes effektív vezető terület csökken, így a koaxiális kábel középső vezetője nagyobb ellenállást produkál, ezáltal növeli az átviteli veszteséget.

② Fűtés - A nagyfrekvenciás jel által okozott áram koncentrálódik a felületi áramlásban, ami nyilvánvalóbb hőhatáshoz vezet, ezáltal növeli a kábel hőmérsékletét és befolyásolja a jel stabilitását és megbízhatóságát

③ Anyagválasztás - A koaxiális kábel tervezésekor figyelembe kell venni a központi vezeték anyagának vezetőképességét. A nagy vezetőképességű anyagok, mint például az ezüstréz bevonat, hatékonyan csökkenthetik az ellenállást és a veszteséget.

△ A bőrre gyakorolt ​​​​hatások mérséklése érdekében a bőrre gyakorolt ​​​​hatások kezelésére szolgáló stratégiák a következők:

① Anyagoptimalizálás – nagy vezetőképességű anyagok kiválasztása az ellenállásveszteség csökkentése érdekében. Például ezüstözött rézvezetők használatával az ezüstréteg nagy vezetőképességet biztosíthat, és a bőrhatás miatt az ezüst vastagságához csak néhány mikrométer kell.

② Vezetéktervezés – A vezetők szerkezetének optimalizálása, például sodrott vezetékek használata növelheti a felületet és csökkentheti a bőrhatást.

③ Hűtőrendszer - Rendkívül magas frekvenciájú alkalmazásokhoz használjon megfelelő hűtőrendszert a túlmelegedés elkerülése érdekében.

④ Testreszabott kábel – A kábeltervezés testreszabása az alkalmazási követelmények alapján, több tényezőt is figyelembe véve, mint például a frekvencia, a teljesítményszint és az átviteli távolság.

Összességében a bőrhatás megértése és kezelése kulcsfontosságú a nagyfrekvenciás jelátvitel teljesítményének biztosításáhozkoaxiális kábelek . Az intelligens tervezés és a kiváló minőségű anyagok alkalmazása révén a koaxiális távvezetékek hatékonyabban működhetnek, támogatva ezzel gyorsan fejlődő kommunikációs igényeinket. Ezek a döntések biztosítják, hogy a földi vezeték nélküli kommunikációtól a műholdas átvitelig minden jel egyértelműen és megbízhatóan továbbítható legyen összetett és kihívásokkal teli környezetben.