• JesseVumma
• 02 Jun 2022
• Радиоэлектроника
• 613 Прочтений
• 0 Комментариев

Коаксиальный кабель и разъемы

 

Коаксиальный кабель — это тип медного кабеля, специально изготовленного с металлическим экраном и другими компонентами, предназначенными для блокировки помех сигнала. Он в основном используется компаниями кабельного телевидения для подключения своих спутниковых антенн к домам и предприятиям клиентов. Он также иногда используется телефонными компаниями для подключения центральных офисов к линиям связи рядом с клиентами. В некоторых домах и офисах также используется коаксиальный кабель для подключения интернета, но его широкое использование в качестве  средства подключения Ethernet было вытеснено развертыванием кабелей с витой парой.

 

Коаксиальный кабель получил свое название, потому что он включает в себя один физический  канал, по которому передается сигнал, окруженный — после слоя изоляции — другим концентрическим физическим каналом, идущим вдоль одной и той же оси. Внешний канал служит экраном и заземлением. Многие из этих кабелей могут быть размещены в единой внешней оболочке и с повторителями могут передавать информацию на большое расстояние.

 

Коаксиальный кабель был изобретен в 1880 году английским инженером и математиком Оливером Хевисайдом, который в том же году запатентовал изобретение и конструкцию. AT&T создала свою первую межконтинентальную коаксиальную систему передачи в 1940 году. В зависимости от используемой технологии передачи данных и других факторов   альтернативой коаксиальному кабелю могут быть витая пара ,  медный провод и  оптическое волокно.

 

Как работают коаксиальные кабели

 

Коаксиальные кабели имеют концентрические слои электрических проводников и изоляционного материала. Эта конструкция гарантирует, что сигналы заключены в кабель, и предотвращает влияние электрических помех на сигнал.

 

 

Центральный проводящий слой представляет собой тонкий провод, сплошную или в медной оплетке. Провод окружает диэлектрический слой, состоящий из изоляционного материала с очень четко определенными электрическими характеристиками. Затем слой экрана окружает диэлектрический слой металлической фольгой или плетеной медной сеткой. Вся сборка завернута в теплоизоляционную оболочку. Внешний слой металлического экрана коаксиального кабеля обычно заземляется в разъемах на обоих концах для экранирования сигналов и в качестве места рассеяния паразитных сигналов помех.

 

Ключом к проектированию коаксиального кабеля является жесткий контроль размеров и материалов кабеля. Вместе они гарантируют, что  волновое сопротивление  кабеля принимает фиксированное значение. Высокочастотные сигналы частично отражаются при несоответствии импеданса, вызывая ошибки.

 

Волновое сопротивление чувствительно к частоте сигнала. На частотах выше 1 ГГц производитель кабеля должен использовать диэлектрик, который не слишком сильно ослабляет сигнал и не изменяет волновое сопротивление таким образом, чтобы создавать отражения сигнала.

 

Электрические характеристики коаксиального кабеля зависят от приложения и имеют решающее значение для хорошей работы. Два стандартных характеристических импеданса: 50 Ом используемые в средах со средней мощностью, и 75 Ом, обычные для подключения к антеннам и жилых помещений.

 

Типы коаксиальных кабелей

 

Существует множество типов коаксиальных кабелей, некоторые из них включают:

 

- Жесткий коаксиальный кабель. Эти кабели обычно используются для подключения передатчика к антенне.

 

- Триаксиальный кабель — имеет третий слой экранирования, заземленный для защиты сигналов, передаваемых по кабелю.

 

Жесткие коаксиальные кабели. Состоят из двойных медных проводников, которые функционируют как несгибаемые трубчатые элементы. Эти линии предназначены для использования внутри помещений между  мощными радиочастотными  (РЧ) передатчиками.

 

Излучающий кабель — имитирует многие компоненты жесткого кабеля, но с настроенными прорезями в экранировании, соответствующими длине волны РЧ, на которой будет работать кабель. Он обычно используется в лифтах, военной технике и подземных туннелях.

 

Типы разъемов

 

Существует множество различных типов разъемов для коаксиальных кабелей, разделенных на два типа — штыревые и гнездовые разъемы. Типы разъемов включают в себя:

 

BNC — это Neil-Concelman, этот разъем используется для телевидения, видеосигнала и радио на частоте ниже 4 ГГц.

 

TNC — расшифровывается как Threaded Neil-Concelman, этот разъем представляет собой резьбовую версию разъема BNC и используется в мобильных телефонах. Разъемы TNC работают до 12 ГГц.

 

SMA — версия SubMiniature A, этот разъем используется с мобильными телефонами, антенными системами Wi-Fi, микроволновыми системами и радиоприемниками. Разъемы SMA работают на частоте до 18 ГГц.

 

SMB — сокращение от Subminiature version B, этот разъем может использоваться с телекоммуникационным оборудованием.

 

Разъемы QMA-QMA представляют собой вариант разъемов SMA с быстрой фиксацией, используемый с промышленным и коммуникационным оборудованием.

 

RCA - сокращение от Radio Corporation of America, это разъемы, используемые в аудио и видео. Это сгруппированные желтые, белые и красные кабели, используемые со старыми телевизорами. Разъемы RCA также называются разъемами A/V.

 

Разъемы F. Также называемые F-типами, они используются в цифровом и кабельном телевидении. В них обычно используются кабели RG 6 или RG 59.

 

Использование коаксиальных кабелей

 

В доме и небольших офисах короткие коаксиальные кабели используются для кабельного телевидения, домашней видеоаппаратуры, радиолюбительской аппаратуры и измерительных приборов. Исторически коаксиальные кабели также использовались в качестве ранней формы Ethernet, поддерживая скорость до 10  Мбит/с , но коаксиальные кабели вытеснили кабели с витой парой. Тем не менее, они по-прежнему широко используются для кабельного широкополосного доступа в Интернет. Коаксиальные кабели также используются в автомобилях, самолетах, военном и медицинском оборудовании, а также для подключения спутниковых антенн, радио- и телевизионных антенн к соответствующим приемникам.

 

 

Стандарты

 

Большинство коаксиальных кабелей имеют импеданс 50, 52, 75 или 93 Ом. Из-за широкого использования в индустрии кабельного телевидения кабели RG-6 с двойным или четверным экраном и сопротивлением 75 Ом стали стандартом де-факто для многих отраслей. Для коаксиального кабеля существует около 50 различных стандартов, часто предназначенных для конкретных случаев использования в любительском радио или кабельном телевидении с низкими потерями. Другие примеры включают RG-59/U, используемый для передачи широкополосного сигнала от  замкнутых телевизионных  систем, или RG-214/U, используемый для передачи высокочастотного сигнала.

 

Соединители для коаксиального кабеля варьируются от простых одиночных соединителей, используемых в системах кабельного телевидения, до сложных комбинаций нескольких тонких коаксиальных соединений, смешанных с силовыми и другими сигнальными соединениями, размещенными в полунестандартных корпусах. Они обычно встречаются в военной электронике и авионике.

 

Механическая жесткость может сильно различаться в зависимости от внутренней конструкции и предполагаемого использования коаксиального кабеля. Например, силовые кабели часто делаются с толстой изоляцией и очень жесткими.

 

Некоторые кабели намеренно сделаны с толстыми центральными жилами, что обеспечивает сопротивление скин-эффекту. Это происходит из-за того, что высокочастотные сигналы распространяются по поверхности проводника, а не по всей его длине. Если центральный проводник больше, получается жесткий кабель с низкими потерями на метр.

 

Проблемы с помехами

 

Коаксиальные кабели могут испытывать множество различных форм помех. Утечка сигнала происходит, когда электромагнитное поле проходит через экран снаружи кабеля. В других случаях внешний сигнал может просачиваться через изоляцию. Прямые линии, подаваемые на коммерческие радиовещательные вышки, имеют наименьшие утечки и  помехи , потому что эти кабели имеют гладкие проводящие экраны с небольшим количеством зазоров. Помехи наиболее значительны в ядерных реакторах, где необходима специальная защита.

 

Разница между RG59 и RG6

 

Кабели RG59 и RG6 обычно используются в спутниковом телевидении и кабельных модемах. В более старых установках использовался кабель RG59 до имплантации кабеля RG6. Кабель RG59 тоньше 20 американского калибра проводов (AWG) и имеет медный центральный проводник. Этот кабель чаще всего можно найти в старых зданиях, и он лучше подходит для систем видеонаблюдения и аналоговых видеосистем.

 

Кабель RG6 является более крупным кабелем 18 AWG и также имеет медный центральный проводник. Кабель RG6 используется с оборудованием с высокой пропускной способностью и высокой частотой, где интернет и спутниковые сигналы могут работать на более высокой частоте по сравнению с традиционным аналоговым видео.

 

Какой кабель может понадобиться человеку, в большинстве случаев зависит от частоты. Выше 50 МГц, и человек должен использовать кабель RG6.

 

 

***