ساختار و اصل کار کابل کواکسیال

همانطور که همه ما می دانیم، کابل کواکسیال یک خط انتقال پهن باند با تلفات کم و ایزولاسیون بالا است.کابل کواکسیال از دو هادی استوانه ای متحدالمرکز تشکیل شده است که توسط واشرهای دی الکتریک از هم جدا شده اند.ظرفیت خازنی و اندوکتانس توزیع شده در امتداد خط کواکسیال باعث ایجاد امپدانس توزیع شده در کل ساختار، یعنی امپدانس مشخصه می شود.

کاهش مقاومت در امتداد کابل کواکسیال باعث می شود افت و رفتار در طول کابل قابل پیش بینی باشد.تحت تأثیر ترکیبی این عوامل، از دست دادن کابل کواکسیال هنگام انتقال انرژی الکترومغناطیسی (EM) بسیار کمتر از آنتن در فضای آزاد است و تداخل نیز کمتر است.

(1) ساختار

محصولات کابل کواکسیال دارای یک لایه محافظ رسانای خارجی هستند.سایر لایه های مواد را می توان در خارج از کابل کواکسیال برای بهبود عملکرد حفاظت از محیط زیست، قابلیت محافظ EM و انعطاف پذیری استفاده کرد.کابل کواکسیال را می توان از سیم رشته ای هادی بافته شده و به طرز ماهرانه ای لایه بندی کرد که باعث می شود کابل بسیار انعطاف پذیر و قابل تنظیم مجدد، سبک و بادوام باشد.تا زمانی که هادی استوانه ای کابل کواکسیال تمرکز را حفظ کند، خمش و انحراف به سختی بر عملکرد کابل تأثیر می گذارد.بنابراین کابل های کواکسیال معمولاً با استفاده از مکانیزم های نوع پیچی به کانکتورهای کواکسیال متصل می شوند.برای کنترل سفتی از آچار گشتاور استفاده کنید.

2) اصل کار

خطوط کواکسیال دارای برخی ویژگی‌های مرتبط با فرکانس مهم هستند که عمق بالقوه پوست و فرکانس برش را مشخص می‌کند.عمق پوست پدیده انتشار سیگنال های فرکانس بالاتر در امتداد خط کواکسیال را توصیف می کند.هرچه فرکانس بیشتر باشد، الکترون های بیشتری تمایل دارند به سمت سطح رسانای خط کواکسیال حرکت کنند.اثر پوستی منجر به افزایش تضعیف و حرارت دی الکتریک می شود و از دست دادن مقاومت در امتداد خط کواکسیال بیشتر می شود.به منظور کاهش تلفات ناشی از اثر پوستی می توان از کابل کواکسیال با قطر بیشتر استفاده کرد.

بدیهی است که بهبود عملکرد کابل کواکسیال راه حل جذاب تری است، اما افزایش اندازه کابل کواکسیال حداکثر فرکانسی را که کابل کواکسیال می تواند انتقال دهد کاهش می دهد.هنگامی که طول موج انرژی EM از حالت الکترومغناطیسی عرضی (TEM) فراتر رفت و شروع به "جهش" در امتداد خط کواکسیال به حالت برق عرضی 11 (TE11) کرد، فرکانس قطع کابل کواکسیال ایجاد خواهد شد.این حالت فرکانس جدید مشکلاتی را به همراه دارد.از آنجایی که حالت فرکانس جدید با سرعتی متفاوت از حالت TEM منتشر می شود، سیگنال حالت TEM ارسال شده از طریق کابل کواکسیال را منعکس کرده و با آن تداخل خواهد داشت.

برای حل این مشکل باید اندازه کابل کواکسیال را کاهش دهیم و فرکانس قطع را افزایش دهیم.کابل‌های کواکسیال و کانکتورهای کواکسیال وجود دارند که می‌توانند فرکانس موج میلی‌متری - کانکتورهای کواکسیال 1.85 و 1 میلی‌متری را برسانند.شایان ذکر است که کاهش اندازه فیزیکی برای انطباق با فرکانس های بالاتر باعث افزایش اتلاف کابل کواکسیال و کاهش ظرفیت پردازش توان می شود.چالش دیگر در ساخت این قطعات بسیار کوچک، کنترل دقیق تلرانس های مکانیکی برای کاهش عیوب الکتریکی قابل توجه و تغییرات امپدانس در طول خط است.برای کابل هایی با حساسیت نسبتاً بالا، دستیابی به این امر هزینه بیشتری خواهد داشت.