A influência do efeito pelicular no cabo coaxial

Cabo coaxial é um tipo de fio elétrico e linha de transmissão de sinal, geralmente composto de quatro camadas de material: a camada mais interna é um fio de cobre condutor, e a camada externa do fio é cercada por uma camada de plástico (usada como isolante ou dielétrico ). Há também uma malha fina de material condutor (geralmente cobre ou liga) fora do isolador, e a camada externa do material condutor é usada como revestimento externo, conforme mostrado na Figura 1, a Figura 2 mostra a seção transversal de um coaxial cabo.

Os cabos coaxiais são usados ​​para transmitir sinais de alta frequência e possuem excelente capacidade anti-interferência devido à sua estrutura única. Como componente crucial dos sistemas de comunicação modernos, é a artéria para a transmissão de sinais de alta frequência; Entre eles, o condutor central não só transporta energia eletromagnética, mas também determina a eficiência e estabilidade da transmissão do sinal e é uma parte fundamental da transmissão do sinal.

Princípio de trabalho:

Os cabos coaxiais conduzem corrente alternada em vez de corrente contínua, o que significa que há várias inversões na direção da corrente por segundo.

Se um fio normal for usado para transmitir corrente de alta frequência, esse tipo de fio atuará como uma antena que emite sinais de rádio para fora, causando perda de potência do sinal e diminuição da intensidade do sinal recebido.

O projeto de cabos coaxiais visa justamente resolver esse problema. O rádio emitido pelo fio central é isolado por uma camada condutora de malha, que pode controlar o rádio emitido através do aterramento.

Classificação:

Dependendo do material e processo de fabricação, geralmente existem as seguintes categorias:

● Condutor Sólido Monofilamento:

Geralmente feito de um único fio sólido de cobre ou alumínio;

Fornece melhor desempenho elétrico e é frequentemente usado para aplicações de frequência mais baixa ou distâncias de cabos mais longas

● Condutor encalhado:

Por uma série de pequenos fios torcidos;

Mais flexível e flexível que os condutores sólidos, adequados para aplicações móveis ou que mudam frequentemente.

● Aço revestido de cobre (CCS):

O núcleo de aço proporciona resistência e durabilidade, enquanto a camada de cobre fornece as propriedades elétricas necessárias;

É frequentemente usado em ocasiões onde a resistência mecânica é necessária.

● Cobre folheado a prata:

O fio de cobre é revestido com uma camada de prata, que pode melhorar as características de condutividade e frequência do condutor.

É frequentemente usado em requisitos de alta frequência, alta precisão ou padrão militar.

● Liga de cádmio-cobre:

Condutores de liga para aplicações offshore ou em ambientes agressivos onde é necessária resistência adicional à corrosão;

Legenda das abreviaturas dos materiais - Material condutor e trançado conforme mostrado na Figura 3.

Efeito de pele

O efeito pelicular, também conhecido como efeito pelicular, ocorre quando uma corrente alternada passa por um condutor. Devido à indução, quanto mais próximo estiver da superfície na seção transversal do condutor, mais densa será a distribuição dos elétrons.

O efeito pelicular é essencialmente um fenômeno de distribuição desigual da corrente CA dentro de um condutor. À medida que a frequência aumenta, a corrente tende a fluir na superfície do condutor. Nas frequências de micro-ondas, esse efeito é particularmente pronunciado, resultando em uma densidade de corrente muito maior na superfície do condutor central de um cabo coaxial do que no interior.

△ O efeito pelicular afeta o cabo coaxial nos seguintes aspectos:

① Aumentar a resistência e a perda - Como a corrente flui principalmente na superfície, a área condutora efetiva geral é reduzida, fazendo com que o condutor central do cabo coaxial produza maior resistência, aumentando assim a perda de transmissão.

② Aquecimento - A corrente causada pelo sinal de alta frequência concentra-se no fluxo superficial, o que levará a um efeito térmico mais evidente, aumentando assim a temperatura do cabo e afetando a estabilidade e confiabilidade do sinal

③ Seleção de material - Ao projetar um cabo coaxial, a condutividade do material do condutor central deve ser considerada. Materiais de alta condutividade, como revestimento de cobre prateado, podem efetivamente reduzir a resistência e reduzir a perda.

△Para mitigar o impacto dos efeitos cutâneos, as estratégias para lidar com os efeitos cutâneos incluem:

① Otimização de materiais - seleção de materiais de alta condutividade para reduzir a perda de resistência. Por exemplo, usando condutores de cobre folheados a prata, a camada de prata pode fornecer alta condutividade e, devido ao efeito pelicular, a espessura da prata precisa apenas de alguns micrômetros.

② Projeto do condutor - Otimizar a estrutura dos condutores, como o uso de condutores trançados, pode aumentar a área de superfície e reduzir o efeito de pele.

③ Sistema de resfriamento - Para aplicações de frequência extremamente alta, use um sistema de resfriamento adequado para evitar superaquecimento.

④ Cabo Personalizado - Personalize o design do cabo com base nos requisitos específicos da aplicação, considerando vários fatores, como frequência, nível de potência e distância de transmissão.

No geral, compreender e gerenciar o efeito pelicular é crucial para garantir o desempenho da transmissão de sinais de alta frequência emcabos coaxiais . Através de um design inteligente e da aplicação de materiais de alta qualidade, as linhas de transmissão coaxiais podem funcionar de forma mais eficiente, apoiando assim as nossas necessidades de comunicação em rápido desenvolvimento. São estas decisões que garantem que todos os sinais, desde a comunicação terrestre sem fios até à transmissão por satélite, possam ser transmitidos de forma clara e fiável em ambientes complexos e desafiantes.