Najbežnejším typom anténneho napájania, ktorý sa dnes používa, je RF koaxiálny kábel. Je pohodlná a poskytuje dobrú úroveň výkonu. Z tohto dôvodu sa vyrába obrovské množstvo koaxiálnych káblov na rôzne účely.
Použitie
Káble tohto typu sa používajú tam, kde je potrebné prenášať vysokofrekvenčné elektrické signály. Ich najzreteľnejšou oblasťou použitia je vysielanie obrázkov do domácich televízorov, ale sú žiadané v mnohých iných oblastiach. Koaxiálne káble sa tiež používajú na sledovanie videa a pripojenie prijímačov a antén komerčnými a priemyselnými spotrebiteľmi. Sú potrebné tam, kde je potrebné prenášať akékoľvek vysokofrekvenčné signály na diaľku.
Konštrukcia koaxiálnych káblov minimalizuje straty a rušenie. Preto sú široko používané pri organizácii sieťových pripojení. Na začiatku sa napríklad používali digitálne koaxiálne kábleformy ethernetových lokálnych sietí, hoci dnes boli nahradené optickými vláknami pre rýchlejší prenos dát a lacnejšie krútené páry, keď frekvencia signálu nie je taká vysoká.
História stvorenia
RF koaxiálny kábel je dôležitou súčasťou modernej elektroniky. Prvá známa implementácia sa objavila v roku 1884, keď Ernst von Siemens (jeden zo zakladateľov Siemensu) patentoval svoj nápad, ale v tom čase preň neexistovali žiadne aplikácie. Až v roku 1929 si Bell Laboratories patentovali moderné komerčné koaxiálne káble, hoci ich využitie bolo relatívne malé. Napríklad v roku 1934 boli použité na prenos televízneho obrazu z olympijských hier v Berlíne do Lipska. V roku 1936 bol medzi Londýnom a Birminghamom položený koaxiálny kábel pre 40 telefónnych spojení a v USA medzi New Yorkom a Philadelphiou bola vytvorená experimentálna linka na prenos televízneho obrazu.
Po začatí komerčného používania boli objavené ďalšie aplikácie, ktoré sú dobre zavedené a široko používané v podnikaní a doma.
Čo je to koaxiálny kábel?
Vyzerá to ako hrubý elektrický drôt. Vyrobené z dielov, ktoré poskytujú nízkostratový prenos RF signálu. Jeho hlavné prvky sú:
- stredový vodič;
- izolačné dielektrikum;
- vonkajší vodič;
- vonkajší obal.
Stredový vodič je takmer vždy vyrobený z medi. Niekedy sa používa zliatina medi alebo hliníka. Môže pozostávať z jedného alebo viacerých drôtov.
Izolačné dielektrikum oddeľuje vodiče a je jednou z hlavných príčin útlmu signálu. Môže byť pevný alebo polovzdušný. Vykonáva sa vo forme dlhých rúrok vyrobených z polyetylénu alebo fluoroplastu alebo peny, z ktorej väčšinu tvorí vzduch.
Vonkajší vodič je zvyčajne medený oplet. To poskytuje koaxiálnemu točenému káblu dostatočnú flexibilitu. Niekedy sa na zlepšenie tienenia používajú 2 alebo dokonca 3 vrstvy. To sa zvyčajne dosiahne umiestnením jedného opletu priamo cez druhý, hoci v niektorých prípadoch možno použiť medenú fóliu alebo pásku. Použitím dodatočných tieniacich vrstiev sa výrazne zníži rušenie a úroveň žiarenia.
Vonkajší ochranný obal zabraňuje vytváraniu parazitnej spätnej väzby. Poskytuje tiež ochranu proti vniknutiu nečistôt a vlhkosti a zabraňuje poškodeniu kábla inými mechanickými prostriedkami.
Princíp činnosti
Koaxiálny kábel vedie prúd cez vnútorný aj vonkajší vodič. Tieto prúdy sú rovnaké a majú opačnú polaritu, v dôsledku čoho všetky polia zostávajú v kábli, nevyžarujú zaň a nepodliehajú rušeniu. Polia teda neovplyvňujú žiadne vonkajšie objekty. Koaxiálny podávač je teda ideálny pre inštaláciu vo vnútri alebo v blízkosti budov alebo iných objektov. To je jeho hlavná výhoda v porovnaní napríklad s krúteným párom.
Pri výbere typu koaxiálneho kábla treba brať do úvahy jeho špecifikácie a parametre.
Impedancia
Najdôležitejšou charakteristikou koaxiálneho kábla je jeho impedancia, ktorá je určená jeho priemerom a dielektrickým materiálom. Parameter sa meria v ohmoch. Jeho najbežnejšie významy sú:
- 50 ohmový koaxiálny kábel. Poskytuje minimálnu stratu signálu pre danú hmotnosť vodiča. Zvyčajne sa používa na profesionálne účely.
- 75 ohmový koaxiálny kábel. Má minimálnu váhu pre danú úroveň strát. Široko používané v domácich TV a Hi-Fi zariadeniach.
- 93 ohmový kábel sa predtým používal na prepojenie počítačov a monitorov.
Iné hodnoty impedancie sú k dispozícii, ale sú oveľa menej žiadané.
Fade out
Ďalším dôležitým parametrom koaxiálneho krúteného kábla je strata prenosu signálu. Ich úroveň závisí od množstva faktorov, vrátane kvality dielektrika a materiálov vodičov. Útlm signálu je úmerný dĺžke kábla. Špecifikácie zvyčajne uvádzajú stratu v decibeloch na jednotku dĺžky. Napríklad koaxiálny kábel RG-6A/U má pri 100 MHz útlm 1,0 dB/10 m. Bohužiaľ, nie všetci výrobcovia používajú rovnakú dĺžku, takže na porovnanie môžu byť potrebné ďalšie výpočty.
Maximálny povolený výkon
Hoci táto špecifikácia nie je veľmi dôležitá pre aplikácie s nízkym signálom, môže sa stať problémom pri prenose vysokého výkonu. Obmedzenia zvyčajne vznikajú v dôsledku tepelných strát v kábli. Ak sa očakáva prenos vysokého výkonu, skontrolujte prevádzkové napätie.
Faktor skrátenia
Toto je pomer rýchlosti prenosu signálu v koaxiálnom kábli k rýchlosti jeho šírenia vo vákuu (rýchlosť svetla).
V niektorých prípadoch môže byť hodnota faktora rýchlosti veľmi dôležitá, napríklad keď je dôležitá fáza signálu. Je vždy menšia ako 1. V mnohých ohľadoch je určená materiálom dielektrika. Pre digitálne koaxiálne káble s pevným polyetylénovým dielektrikom je faktor skrátenia 0,66 a s polyetylénovou penou - v rozsahu 0,80-0,88.
Kapacita
Keďže vnútorné a vonkajšie vodiče tvoria kapacitu, je úmerná ich priemeru, dĺžke kábla a dielektrickej konštante.
Maximálne napätie
V niektorých prípadoch dosahuje napätie vysoké hodnoty. Z tohto dôvodu môže kábel zlyhať. Napätie stúpa v dôsledku vysokej hladiny stojatých vĺn a vysokého výkonu. Pred výberom konkrétneho typu koaxiálneho kábla je potrebné skontrolovať, ako znesie očakávané napätie.
Fyzické rozmery
Táto vlastnosť je dôležitá z viacerých dôvodov. vodičovväčšie priemery majú často nižšie straty a vyšší výkon. Napríklad populárny 75 ohmový koaxiálny kábel RG-6/U má vonkajší priemer 6,86 mm.
Kábel navyše musí zodpovedať dostupným veľkostiam otvorov a musí zodpovedať správnemu typu zástrčky. Tieto sú často vyrobené tak, aby vyhovovali populárnym typom káblov.
Sprievodca inštaláciou
RF koaxiálny kábel sa široko používa na prenos signálu z vysielača alebo prijímača. Aj keď sa veľmi ľahko montuje, na to, aby dlho vydržal, musia byť splnené určité podmienky. Toto je obzvlášť dôležité, pretože sa často inštaluje vonku a musí odolať drsným podmienkam prostredia.
Veci ako vlhkosť môžu časom zhoršiť jeho účinnosť. Takýto pokles zostáva nepovšimnutý, kým nedosiahne bod, kedy sa stane nepoužiteľným. Niekoľko jednoduchých opatrení udrží váš koaxiálny kábel efektívny a výrazne spomalí degradáciu kábla.
Vyberte objednávku
Na trhu je obrovské množstvo koaxiálnych káblov a na prvý pohľad sa výber môže zdať ťažký. Prvým rozhodnutím, ktoré treba urobiť, je výber vhodnej impedancie. Domáce Hi-Fi a video antény používajú 75 ohmový koaxiálny kábel. Profesionálni používatelia a rádioamatéri zvyčajne vyberajú impedanciu 50 ohmov.
Ďalším rozhodnutím je prijateľná úroveň útlmu signálu. Akomenšie straty, tým väčší je priemer kábla, ako aj jeho náklady. Zvyčajne môžete nájsť niekoľko značiek s rovnakými vlastnosťami a často bude rozhodnutie pre konkrétny typ závisieť od pozície dodávateľov.
Keď sa nájde vhodný kábel, je možné ho zakúpiť a nainštalovať.
Ochrana pred nepriaznivými poveternostnými podmienkami
Pri vonkajšej inštalácii, napríklad koaxiálneho kábla pre video dohľad, je veľmi dôležité zabezpečiť, aby bol správne chránený. To je veľmi dôležité, pretože akákoľvek vlhkosť povedie k výraznému zvýšeniu strát. Ak sa dielektrikum oddeľujúce vnútorný a vonkajší vodič namočí, zníži sa tým jeho výkon a zvýši sa útlm. Vlhkosť tiež okysličuje vrkoč a znižuje jeho vodivosť.
Preto je také dôležité utesniť koniec kábla, ak sa používa vonku, a zabrániť tak prenikaniu vlhkosti. Je potrebné zabezpečiť, aby vonkajší plášť zostal neporušený a počas inštalácie a ďalšej prevádzky sa nepoškodil.
Ďalším spôsobom, ako zabrániť vniknutiu veľkého množstva vlhkosti do kábla, je vytvorenie slučky nahor a nadol. To zabraňuje vode, ktorá prenikla dovnútra, v pohybe ďalej. Vlhkosť sa však stále šíri kapilárnym pôsobením, takže je vždy najlepšie uistiť sa, že konce sú riadne utesnené a chránené.
Všeobecné odporúčania pre inštaláciu
Všetky káble majú polomer ohybu. Aby nedošlo k poškodeniu, nemali by sa ohýbať viac ako táto hodnota. InakV tomto prípade sa môže poškodiť vnútorná štruktúra a straty sa výrazne zvýšia.
Mali by ste tiež dbať na to, aby sa kábel nedeformoval. To povedie k zmene jeho veľkosti a odporu vĺn. Okrem toho poškodenie dielektrika môže zvýšiť úroveň strát.
Ak je kábel fyzicky poškodený, uistite sa, že jeho plášť zostal neporušený. Ak je narušená jeho celistvosť, môže to viesť k prenikaniu vlhkosti, oxidácii drôtu a navlhčeniu dielektrika, čo zvýši úroveň strát.
V niektorých prípadoch musí byť koaxiálny kábel zakopaný. Obyčajné kolky nie je možné položiť do zeme, pretože ich obal nie je určený pre tieto podmienky. Ale môžu byť položené v kanáli špeciálne navrhnutom na to. To má tú výhodu, že kábel sa dá ľahko vymeniť. Dbajte však na to, aby sa do kanála nedostala voda. Alternatívou je použitie kábla špeciálne navrhnutého na uloženie do zeme, ktorého plášť takéto podmienky odolá.
Ending
Pri inštalácii koaxiálneho kábla je dôležité, aby bol správne ukončený. Vo väčšine prípadov je fyzickým zakončením zástrčka a koncovým zariadením je buď anténa alebo prijímač. Pripojenia musia byť vytvorené správne a efektívne.
Hoci domáce konektory majú často slabý RF výkon, existuje len málo alternatív. Pre profesionálne použitie sú potrebné kvalitnejšie pripojenia, aj keď v tomto prípade by ste mali dbať aj na tože sú vhodné pre používané frekvencie. Niektoré lacné modely nespĺňajú požiadavky a zhoršujú výkon koaxiálneho kábla. Preto je lepšie kupovať konektory od dôveryhodných predajcov.
Správna inštalácia koaxiálneho kábla vám poskytne mnoho rokov služby. Opotrebenie a vplyvy prostredia však po určitom čase spôsobia jeho výmenu. Pretože k zníženiu výkonu dochádza pomaly, nemusí byť viditeľné. Prejaví sa to až po úplnej výmene kábla.
