Vplyv kožného efektu na koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel je typ elektrického drôtu a vedenia na prenos signálu, ktoré sa zvyčajne skladajú zo štyroch vrstiev materiálu: vnútorná vrstva je vodivý medený drôt a vonkajšia vrstva drôtu je obklopená vrstvou plastu (používa sa ako izolátor alebo dielektrikum ). Vonku izolátora je tiež tenká sieť z vodivého materiálu (zvyčajne medi alebo zliatiny) a vonkajšia vrstva vodivého materiálu sa používa ako vonkajší plášť, ako je znázornené na obrázku 1, obrázok 2 zobrazuje prierez koaxiálneho kábla. kábel.

Koaxiálne káble sa používajú na prenos vysokofrekvenčných signálov a vďaka svojej jedinečnej štruktúre majú vynikajúcu schopnosť proti rušeniu. Ako rozhodujúca súčasť moderných komunikačných systémov je tepnou pre vysokofrekvenčný prenos signálu; Medzi nimi centrálny vodič nielen prenáša elektromagnetickú energiu, ale určuje aj účinnosť a stabilitu prenosu signálu a je kľúčovou súčasťou prenosu signálu.

Pracovný princíp:

Koaxiálne káble vedú striedavý prúd namiesto jednosmerného prúdu, čo znamená, že za sekundu dochádza k niekoľkým obratom v smere prúdu.

Ak sa na prenos vysokofrekvenčného prúdu použije bežný drôt, tento typ drôtu bude pôsobiť ako anténa, ktorá vysiela rádiové signály smerom von, čo spôsobí stratu výkonu signálu a zníženie sily prijímaného signálu.

Konštrukcia koaxiálnych káblov je práve na vyriešenie tohto problému. Rádio vyžarované centrálnym vodičom je izolované sieťovou vodivou vrstvou, ktorá môže ovládať vyžarované rádio prostredníctvom uzemnenia.

Klasifikácia:

V závislosti od výrobného materiálu a procesu sa zvyčajne rozlišujú tieto kategórie:

● Monofilový pevný vodič:

Zvyčajne je vyrobený z jedného pevného medeného alebo hliníkového drôtu;

Poskytuje lepší elektrický výkon a často sa používa pre aplikácie s nižšou frekvenciou alebo dlhšie vzdialenosti káblov

● Spletený vodič:

O niekoľko malých drôtov skrútených;

Flexibilnejšie a flexibilnejšie ako pevné vodiče, vhodné pre mobilné alebo často sa meniace aplikácie.

● Oceľ plátovaná meďou (CCS):

Oceľové jadro poskytuje pevnosť a odolnosť, zatiaľ čo medená vrstva poskytuje požadované elektrické vlastnosti;

Často sa používa v prípadoch, keď sa vyžaduje mechanická pevnosť.

● Postriebrená meď:

Medený drôt je potiahnutý vrstvou striebra, čo môže zlepšiť vodivosť a frekvenčné charakteristiky vodiča.

Často sa používa v požiadavkách na vysokú frekvenciu, vysokú presnosť alebo vojenské štandardy.

● Kadmium Zliatina medi:

Zliatinové vodiče pre aplikácie na mori alebo v drsnom prostredí, kde sa vyžaduje dodatočná odolnosť proti korózii;

Legenda skratiek materiálov - Materiál vodiča a opletu, ako je znázornené na obrázku 3.

Efekt pokožky

Kožný efekt, tiež známy ako efekt kože, nastáva, keď cez vodič prechádza striedavý prúd. Vplyvom indukcie platí, že čím je na priereze vodiča bližšie k povrchu, tým je rozloženie elektrónov hustejšie.

Kožný efekt je v podstate jav nerovnomerného rozloženia striedavého prúdu vo vodiči. Keď sa frekvencia zvyšuje, prúd má tendenciu tiecť po povrchu vodiča. Pri mikrovlnných frekvenciách je tento efekt obzvlášť výrazný, výsledkom čoho je oveľa vyššia prúdová hustota na povrchu centrálneho vodiča koaxiálneho kábla ako vo vnútri.

△ Efekt kože ovplyvňuje koaxiálny kábel v nasledujúcich aspektoch:

① Zvýšte odpor a stratu - Pretože prúd tečie hlavne na povrchu, celková efektívna vodivá plocha je znížená, vďaka čomu stredový vodič koaxiálneho kábla vytvára väčší odpor, čím sa zvyšuje prenosová strata.

② Zahrievanie - Prúd spôsobený vysokofrekvenčným signálom sa koncentruje v povrchovom toku, čo povedie k zreteľnejšiemu tepelnému efektu, čím sa zvýši teplota kábla a ovplyvní sa stabilita a spoľahlivosť signálu

③ Výber materiálu - Pri navrhovaní koaxiálneho kábla je potrebné zvážiť vodivosť materiálu centrálneho vodiča. Materiály s vysokou vodivosťou, ako je strieborné pokovovanie medi, môžu účinne znížiť odpor a znížiť straty.

△Na zmiernenie vplyvu účinkov na kožu stratégie na riešenie účinkov na pokožku zahŕňajú:

① Optimalizácia materiálu – výber materiálov s vysokou vodivosťou na zníženie straty odporu. Napríklad pri použití postriebrených medených vodičov môže strieborná vrstva poskytnúť vysokú vodivosť a vďaka kožnému efektu potrebuje hrúbka striebra len niekoľko mikrometrov.

② Konštrukcia vodičov – Optimalizácia štruktúry vodičov, napríklad použitím lankových vodičov, môže zväčšiť povrch a znížiť efekt pokožky.

③ Chladiaci systém – Pre aplikácie s extrémne vysokou frekvenciou použite vhodný chladiaci systém, aby ste zabránili prehriatiu.

④ Prispôsobený kábel - Prispôsobte dizajn kábla na základe špecifických požiadaviek aplikácie, berúc do úvahy viacero faktorov, ako je frekvencia, úroveň výkonu a prenosová vzdialenosť.

Celkovo je pochopenie a riadenie efektu pokožky kľúčové pre zabezpečenie výkonu vysokofrekvenčného prenosu signálukoaxiálne káble . Vďaka inteligentnému dizajnu a aplikácii vysokokvalitných materiálov môžu koaxiálne prenosové linky fungovať efektívnejšie, čím podporujú naše rýchlo sa rozvíjajúce komunikačné potreby. Práve tieto rozhodnutia zabezpečujú, že každý signál, od pozemnej bezdrôtovej komunikácie až po satelitný prenos, môže byť prenášaný jasne a spoľahlivo v zložitých a náročných prostrediach.