Лекція 21. Провідні лінії зв’язку Коаксіальні кабелі

Коаксіальний ланцюг являє собою два концентричних циліндри, причому внутрішній суцільний циліндричний провідник розташований всередині порожнього циліндра.

При передачі електричних сигналів по коаксіальному кабелю струми провідності циркулюють по центральному провіднику та в оболонці, породжуючи електромагнітну хвилю типу ТИМ. Взаємодія електричних полів внутрішнього і зовнішнього провідників коаксіального кабелю така, що його зовнішнє поле дорівнює нулю. Силові лінії магнітного поля (мал. 3.6), створювані зустрічними струмами в коаксіальному кабелі, розташовуються у вигляді концентричних окружностей усередині оболонки, взаємознищуючись зовні. Електричне поле також замикається всередині коаксіального кабелю в напрямку радіусів між центральним провідником і оболонкою, і тому поза кабелем поле дорівнює нулю. Таким чином, у коаксіальному кабелі через відсутність зовнішнього поля немає впливу на сусідні ланцюги, і, крім того, втрат у навколишніх його металевих масах, тому вся енергія поширюється тільки всередині кабелю.

Розподіл густостей власних струмів у внутрішньому і зовнішньому провідниках (мал. 3.6) визначається дією поверхневого ефекту й ефекту близькості. Унаслідок зазначених ефектів струми як би зміщуються і концентруються на протилежних поверхнях, а зі зростанням частоти концентрація їх на поверхні зростає. Енергія фактично витісняється з металевої товщі провідників і зосереджується всередині коаксіального кабелю в діелектрику, а провідники задають напрямок поширення електричних хвиль.

Якість передачі стандартних кабелів краще.

КМ - кабель магістральний

Основні типи застосовуваних у даний час серійних коаксіальних кабелів (КК) підрозділяються на великі (із провідниками d/D = 7/27 мм, де d - діаметр внутрішнього провідника; D - діаметр зовнішнього провідника); середні (d/D = 2,6/9,4 мм); малогабаритні (d/D = 1,2/4,6 мм); комбіновані, що сполучать пари середнього і малогабаритного типів і мікрокоаксіальні (d/D = 0,7/3 мм).

Кожна коаксіальна пара складається з внутрішнього мідного провідника діаметром 2,6 мм і зовнішнього провідника у вигляді мідної трубки діаметром 9,4 мм з одним повздовжнім швом. Коаксіальна пара має ізоляцію з поліетиленових шайб товщиною 2,2 мм із відстанню між ними 25 мм. Над зовнішнім провідником розташований додатковий екран у вигляді двох м'яких сталевих стрічок товщиною 0,15-0,2 мм, що покривається одним-двома шарами кабельного папера. Кабель має свинцеву оболонку і броньові покриви

Рис. 3.6. Розподіл щільностей струмів у коаксіальному кабелі.

Рис. 3.7. Конструкція коаксіального магістрального кабелю КМБ-4 з різними видами зовнішньої оболонки.

На практиці розташовані поруч коаксіальні дроти впливають один на одного і сприймають сторонні перешкоди (від радіостанцій, грози, ліній електропередач). Схильність коаксіальних кабелів до взаємних і зовнішніх перешкод обумовлена повздовжньою складовою електричного поля, спрямованої вздовж осі коаксіального кабелю. Електричне поле високої частоти, що створює завади, сусідніх ланцюгів чи інших джерел завад, діючи на зовнішню оболонку коаксіального дроту, поширюється не по всьому перерізі кабелю, а лише по зовнішній його поверхні. Таким чином, зовнішній провідник, будучи зворотним проводом передачі, захищає (екранує) передачу, що проводиться по кабелю, від впливів завад. При впливі завад основний струм концентрується на внутрішній стороні оболонки, а струм завад - на зовнішній (див. мал. 3.6). Тому чим вище частота, тим більше струми віддаляються друг від друга.