Утицај скин ефекта на коаксијални кабл

Коаксијални кабл је врста електричне жице и линије за пренос сигнала, обично састављена од четири слоја материјала: унутрашњи слој је проводљива бакарна жица, а спољни слој жице је окружен слојем пластике (користи се као изолатор или диелектрик ). Такође постоји танка мрежа од проводног материјала (обично бакра или легуре) изван изолатора, а спољни слој проводног материјала се користи као спољна облога, као што је приказано на слици 1, слика 2 приказује попречни пресек коаксијалног кабл.

Коаксијални каблови се користе за пренос високофреквентних сигнала и имају одличну способност против сметњи због своје јединствене структуре. Као кључна компонента савремених комуникационих система, то је артерија за пренос високофреквентног сигнала; Међу њима, централни проводник не само да носи електромагнетну енергију, већ и одређује ефикасност и стабилност преноса сигнала, и кључни је део преноса сигнала.

Принцип рада:

Коаксијални каблови проводе наизменичну струју уместо једносмерне, што значи да постоји неколико преокрета у смеру струје у секунди.

Ако се обична жица користи за пренос струје високе фреквенције, ова врста жице ће деловати као антена која емитује радио сигнале ка споља, узрокујући губитак снаге сигнала и смањење јачине примљеног сигнала.

Дизајн коаксијалних каблова је управо да реши овај проблем. Радио који емитује централна жица је изолован мрежастим проводљивим слојем, који може да контролише емитовани радио кроз уземљење.

Класификација:

У зависности од материјала и процеса производње, обично постоје следеће категорије:

● Монофиламентни чврсти проводник:

Обично је направљен од једне чврсте бакарне или алуминијумске жице;

Пружа боље електричне перформансе и често се користи за апликације ниже фреквенције или веће удаљености каблова

● Насукани проводник:

По броју малих жица увијених;

Флексибилнији и флексибилнији од чврстих проводника, погодни за мобилне апликације или апликације које се често мењају.

● Челик обложен бакром (ЦЦС) :

Челично језгро обезбеђује снагу и издржљивост, док бакарни слој обезбеђује потребна електрична својства;

Често се користи у случајевима када је потребна механичка чврстоћа.

● посребрени бакар:

Бакарна жица је обложена слојем сребра, што може побољшати проводљивост и фреквенцијске карактеристике проводника.

Често се користи у захтевима високе фреквенције, високе прецизности или војних стандарда.

● Легура кадмијум бакра:

Легирани проводници за употребу на мору или у тешким условима где је потребна додатна отпорност на корозију;

Легенда скраћеница материјала-Цондуцтор&Браид Материал као што је приказано на слици 3.

Ефекат коже

Скин ефекат, такође познат као ефекат коже, настаје када наизменична струја пролази кроз проводник. Због индукције, што је ближа површини на попречном пресеку проводника, то је дистрибуција електрона гушћа.

Скин ефекат је у суштини феномен неравномерне дистрибуције наизменичне струје унутар проводника. Како се фреквенција повећава, струја тежи да тече по површини проводника. На микроталасним фреквенцијама овај ефекат је посебно изражен, што резултира много већом густином струје на површини централног проводника коаксијалног кабла него унутра.

△ Скин ефекат утиче на коаксијални кабл у следећим аспектима:

① Повећајте отпор и губитке – Пошто струја углавном тече на површини, укупна ефективна проводна површина је смањена, због чега средишњи проводник коаксијалног кабла производи већи отпор, чиме се повећава губитак преноса.

② Загревање – Струја изазвана високофреквентним сигналом је концентрисана у површинском току, што ће довести до очигледнијег топлотног ефекта, чиме се повећава температура кабла и утиче на стабилност и поузданост сигнала

③ Избор материјала – Приликом пројектовања коаксијалног кабла, мора се узети у обзир проводљивост материјала централног проводника. Материјали високе проводљивости као што је посребрени бакар могу ефикасно смањити отпорност и смањити губитке.

△Да би се ублажио утицај кожних ефеката, стратегије за решавање кожних ефеката укључују:

① Оптимизација материјала - одабир материјала високе проводљивости за смањење губитка отпора. На пример, коришћењем посребрених бакарних проводника, сребрни слој може да обезбеди високу проводљивост, а због ефекта коже, дебљини сребра је потребно само неколико микрометара.

② Дизајн проводника – Оптимизација структуре проводника, као што је коришћење ужетих проводника, може повећати површину и смањити ефекат коже.

③ Систем за хлађење – За апликације са екстремно високим фреквенцијама, користите одговарајући систем хлађења да бисте спречили прегревање.

④ Прилагођени кабл – Прилагодите дизајн кабла на основу специфичних захтева примене, узимајући у обзир више фактора као што су фреквенција, ниво снаге и удаљеност преноса.

Све у свему, разумевање и управљање скин ефектом је кључно за обезбеђивање перформанси преноса високофреквентног сигнала укоаксијални каблови . Кроз интелигентни дизајн и примену висококвалитетних материјала, коаксијални далеководи могу да раде ефикасније, подржавајући на тај начин наше комуникационе потребе које се брзо развијају. Управо ове одлуке осигуравају да се сваки сигнал, од земаљске бежичне комуникације до сателитског преноса, може преносити јасно и поуздано у сложеним и изазовним окружењима.