Создатель: bukvar • Теоретические базы 0

Коаксиальный кабель в сетях кабельного телевидения играет роль закрытой среды передачи и является, разумеется, пассивным элементом. Внутренняя структура коаксиального кабеля определяет его механические и электронные характеристики.

Под внутренней структурой понимаются конструкционные особенности кабеля (к примеру, метод выполнения экрана и оплетки, наличие либо отсутствие несущего троса) и материалы, используемые при его изготовлении (тип проводника и диэлектрического материала).

Традиционная структура коаксиального кабеля образована 2-мя металлическими проводниками с общей воображаемой осью. Понятие “коаксиальный” значит, что наружный проводник имеет вид замкнутого цилиндра, по центральной геометрической оси которого проходит внутренний проводник, который, в свою очередь разделен от наружного слоем диэлектрического (непроводящего) материала. Наружный проводник сразу с передачей сигнала может исполнять роль экрана, защищая всю структуру от воздействия наружных электрических излучений.
Простой коаксиальный кабель представляет собой цилиндрическую дюралевую трубку, окружающую центральный проводник и промежный диэлектрик . Внутренний проводник делается из меди, имеющей низкое сопротивление. Снаружи вся структура покрыта изолирующей оболочкой, выполненной из высокомолекулярного полимера – поливинилхлорида (РУС) – для защиты от вредных механических и хим воздействий.
В принципе хоть какой коаксиальный кабель имеет схожую структуру и является модификацией этой малой простейшей конструкции. На ее базе сотворено огромное количество различных марок кабеля, созданных для разных целей и критерий строительства. Приемущественно различия заключаются в применяемых материалах и разработках производства. К примеру, в кабелях первого поколения в качестве материала центрального проводника использовалась только медь. Позже по экономическим суждениям стали использовать опаянный медью дюралевый либо металлической центральный провод заместо сплошного медного (опайка проводника также именуется плакированием). Сопротивление плакированного медью дюралевого проводника выше, чем сопротивление сплошного медного, потому утраты в таком кабеле несколько растут.
Внешним проводником и сразу экраном служит дюралевая труба. Она может быть сделана способом электросварки узкой дюралевой жести либо способом волочения дюралевой трубы. Разработка сварки является обычной и дешевенькой, но может вызывать возникновение локальных неоднородностей трубы и образование очагов коррозии в местах сварочных швов, а получающийся таким макаром тонкостенный алюминий просто подвергается деформации.
Разработка волочения позволяет сделать цельнотянутую толстостенную трубу без швов, что исключает перечисленные выше недочеты сварки, обеспечивает значительно наилучшее экранирование и устойчивость к наружным деформациям, а именно, в два раза огромную очень допустимую силу натяжения. Благодаря этому прокладка кабеля с бесшовной трубой не просит особенной осторожности.
Конструкция с цельнотянутым наружным дюралевым проводником, железным (плакированным медью) внутренним проводником и на физическом уровне вспененным диэлектриком является на данный момент типовой и реализована в большинстве марок кабеля. Применение узкого алюминия и вспененного полимера гарантирует уменьшение веса кабеля, что важно при его транспортировке, монтаже и прокладке (в особенности воздушной). Более сложные структуры могут содержать дополнительные конструктивные элементы, роль которых, вобщем, уже не относится к основной функции кабеля. К примеру, в структуру кабеля добавляется особый экран, выполненный в виде металлической проволочной оплетки. Это позволяет сделать дюралевую трубку более узкой либо просто поменять ее дюралевой фольгой. Кроме остального металлической плетеный экран армирует, т.е. присваивает огромную крепкость и в то же время упругость всей структуре.
Последующим уровнем трудности является та же конструкция с добавлением под внешную оболочку пластичного гелеобразного компаунда (к примеру, полиизобутилена), который обеспечивает защиту кабеля при механическом износе (стирании), разрыве либо пробое наружной полимерной оболочки. Полужидкий материал компаунда, заполняя места повреждений оболочки кабеля, обеспечивает самоуплотнение кабеля и предутверждает коррозию внешнего проводника, также обеспечивает дополнительную изоляцию в местах установки разъемов.
Для предотвращения сдвигов центрального проводника, внешнего проводника, диэлектрика и оболочки друг относительно друга все перечисленные составляющие скрепляются (склеиваются) меж собой слоями водоотталкивающего материала. Это нужно в особенности для поддержания стабильности характеристик кабеля в томных погодных критериях со значительными суточными и сезонными колебаниями температуры, так как все составляющие кабеля имеют разные температурные коэффициенты сжатия (к примеру, объем целофана изменяется в 6 раз посильнее, чем объем алюминия). Если скрепления нет, то неизменные обоюдные смещения компонент будут приводить к досрочному старению кабеля и ухудшению его характеристик. Скрепление слоев также улучшает плотность всей структуры.
Диэлектрические материалы кабелей могут варьироваться от твердого полимера до обыденного воздуха. Жесткий диэлектрический материал обеспечивает более надежную и долгосрочную механическую поддержку местоположения центрального проводника и лучшую водонепроницаемость кабеля. В кабелях с воздухом в качестве диэлектрического материала неизменное положение центрального проводника поддерживается при помощи дисков из термопластика, временами размещенных повдоль всего отрезка кабеля (структура типа “тростник”). Утраты в кабеле с воздушным диэлектриком малы.
Но, кабель с жестким диэлектриком сейчас изредка употребляется в системах КТВ из-за больших утрат передачи и нехороший гибкости, а кабель с воздушным диэлектриком также изредка употребляется из-за низкой защиты от деформации и невозможности извива под наточенными углами при прокладке.
Упругость кабеля характеризуется допустимым радиусом извива. Чем посильнее извив кабеля, тем будет острее угол извива и меньше радиус извива. Допустимым радиусом извива именуется таковой радиус извива кабеля, при уменьшении которого (т.е. более сильном извиве) появляется переда вливание либо излом кабеля. При передавливании либо изломе внутренняя структура проводников в этом месте деформируется, что приводит к образованию зон неоднородности, т.е. к ухудшению возвратимых утрат в кабеле. Так как наружняя оболочка кабеля через некое время после передавливания восстанавливается, существует опасность, что это остается незамеченным, и покоробленный кабель будет применен при прокладке полосы. Найти таковой недостаток позже будет довольно трудно.
Промежным вариантом производства диэлектрика является пенистый полимер (целофан либо полиэстер), заполненный инертным газом (обычно азотом) либо воздухом. Кабель с пенистым диэлектриком лучшим образом сохраняет геометрию сечения, поддерживая неизменное расстояние меж экраном и внутренним проводником даже при сгибах под острым углом. Сначала для получения пенистой структуры применяли хим реакции, но долголетний опыт эксплуатации показал, что химически вспененный диэлектрик не гарантирует длительной стабильности электронных характеристик кабеля. Потому стали использовать на физическом уровне вспененный полимер, получаемый методом впрыскивания газа в жесткий полимер под высочайшим давлением, что дает равномерное наполнение всего материала микроскопичными пузырьками газа.
Кабель с на физическом уровне вспененным диэлектриком обеспечивает понижение утрат и в то же время высшую механическую защиту, упругость кабеля и долгосрочную стабильность его характеристик. Утраты в таковой структуре понижаются практически на 15% по сопоставлению со структурой с химически вспененным диэлектриком и практически на 40% по сопоставлению со структурой с жестким диэлектриком. Не считая этого, равномерность наполнения диэлектрика газом делает барьер для проникания воды, обеспечивая практически полную водонепроницаемость кабеля, что очень значительно, так как вода, проникая вовнутрь кабеля, может вызывать замыкание частотной цепи прохождения сигнала либо цепи питания полосы либо просто усугубить электронные характеристики кабеля (а именно, прирастить затухание). В случае повреждения оболочки и экрана проникновению воды вовнутрь кабеля будет препятствовать пенистый полимер, который плотно заполняет его внутреннее место.