5. Расчет технологических допусков на размеры

прямого и обратного проводников

, где

- неоднородности параметров,

0,038 (мм)

(мм)

0,022

6. Обоснование выбора конструкции кабеля

Внутренний проводник кабеля изготовляют из меди, внешний – из алюминия. Коаксиальная пара имеет изоляцию из полиэтиленовых шайб толщиной 2 мм с расстоянием между ними 23 мм. Внешний проводник из алюминиевых ленты толщиной 0,4 мм свернут в трубку поверх изоляции. Коаксиальную пару обматывают 2 стальными лентами толщиной 0,2 мм с шагом скрутки 35 мм. Поверх экрана накладывают слой полиэтилена толщиной 0,4 мм. Двадцать коаксиальных пар скручивают вокруг полиэтиленовой трубки диаметром 18 мм. Скрученные коаксиальные пары покрывают поясной изоляцией, выполненной из полиэтилентерефтолатфа толщиной 0,2 мм. Поверх поясной изоляции накладывают оболочку-экран из алюминия толщиной 1,2 мм. На нее накладывается защитный покров в виде полиэтиленового шланга толщиной 2 мм.

7. Расчет конструктивных размеров кабеля

Диаметр полиэтиленовой трубки D_т=18 мм

Диаметр внутреннего проводника d=2,9 мм

Диаметр внешнего проводника D=10,8 мм

Диаметр коаксиальной пары

Dкп = D+2*Твпр +2*Тэк+2*Тоб

где Твпр – толщина внешнего проводника,

Тэк – толщина стального экрана

Тоб – толщина полиэтиленовой оболочки коаксиальной пары

Dкп = 10,8+2*0,4+2*0,2+2*0,4 = 12,8 (мм)

Внутренний диаметр поясной изоляции

dпэтф = 18+4*12,8=69,2 (мм)

Диаметр по поясной изоляции Dпэтф = dпэтф +2*Тпэтф

где Тпэтф – толщина ПЭТФ лент (толщина равна не менее 0,06 мм)

Dпэтф =69,2+2*0,2=69,6 (мм)

Диаметр по оболочке Dоб= Dпэтф+2*Тоб=69,6+2*1,2=72 (мм)

Диаметр кабеля Dкаб= Dоб+2*Tш=72+2*2=76 (мм)

8. Расчет длины усилительного участка

, где

а – перекрываемое аппаратурой затухание, дБ; а = 40 дБ;

α_max – затухание кабеля на максимальной частоте.

2,243 (км)

9. Расчет переходных затуханий

Модуль электромагнитной связи N:

, где

t_D – толщина внешнего проводника; t_D=0,4 мм;

k – коэффициент вихревых токов материала внешнего проводника, 1/м;

– коэффициент вихревых токов, 1/м;

– круговая частота, рад/c;

f – частота передаваемого тока, кГц;

– абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м;

 – относительная магнитная проницаемость =100; , Гн/м;

– удельная электропроводность материала ТПЖ, 1/(Омм);

 – удельное электрическое сопротивление металла, из которого выполнен внешний проводник, Омм;

33410 (1/м)

2,947*10^-9 (Ом/м)

Сопротивление связи между коаксиальными парами

,

где r_c – внешний радиус внешнего проводника, м;

r_D – внутренний радиус внешнего проводника, м.

2,65*10^-9 (Ом/м)

Продольная индуктивность стального экрана

где t_ст – общая толщина экрана, мм;

h – шаг обмотки стальных лент, м.

1,1*10^-7 (Гн/м)

Внутренняя индуктивность стального экрана

7,25*10^-7 (Гн/м)

Сопротивление связи с учетом экрана

3,5*10^-8 (Ом/м)

Индуктивность третьей промежуточной цепи

14,5*10^-7 (Гн/м)

Сопротивление внешнего проводника

0,02 (Ом/м)

Полное сопротивление третьей цепи

22,87 (Ом/м)

Коэффициент распространения

γ = α+iβ

 = 0,00456+ i0,088

Переходное затухание на ближнем конце

402,7 (дБ)

Защищенность на дальнем конце

350,8 (дБ)

Переходное затухание на дальнем конце

332,29+ 0,00456*2243 = 361,05 (дБ)

Табл.3 Зависимости Ао, Аз, Аl от частоты

f, мГц	Ао, дБ	Аз, дБ	Аl, дБ
4	402,75	350,81	361,05
10,22	410,71	358,77	369
16,44	414,79	362,86	373,09
22,67	417,56	365,62	375,85
28,89	419,65	367,72	377,95
35,11	421,34	369,4	379,63
41,33	422,75	370,82	381,05
47,56	423,97	372,03	382,26
53,78	425,03	373,09	383,32
60	425,99	374,04	384,27

Рис.8 График зависимости переходных затуханий и защищенности

коаксиального кабеля от частоты

10. Расчет затухания экранирования

1. коаксиальной пары

Экран выполнен в виде двух мягких стальных лент толщиной 0,2 мм шириной 20мм, наложенных по спирали с шагом 35 мм.

1. Коэффициент вихревых токов

151300 (1/м)

2. Волновые сопротивления

Волновые сопротивления металлов и диэлектрика:

0,021i (Ом)

0,171i (Ом)

где r_э – радиус экрана, в нашем случае равен D/2

3. Затухание поглощения

179,8 (дБ)

t – толщина экрана; t=0,2∙10^-3м;

4. Затухание отражения

14,2 (дБ)

5. Общее затухание экранирования

179,8+14,2 = 194,1 (дБ)

Табл.4 Зависимости Ао, А_П, А_Э стальных лент от частоты

f, мГц	Ао, дБ	Ап, дБ	Аэ, дБ
4	14,2	179,8	194,1
10	17,5	287,9	305,4
20	20,1	409,6	429,7
30	21,7	503	524,7
40	22,9	581,7	604,7
50	23,8	651,1	674,9
60	24,5	713,8	738

Рис.9 Графики зависимости затухания отражения, затухания поглощения,

затухания экранирования стального экрана коаксиальной пары от частоты

2. оболочки

Экран выполнен в виде алюминиевой трубки толщиной 1,2 мм имеет внешний диаметр 72 мм.

1. Коэффициент вихревых токов

33410,5 (1/м)

2. Волновые сопротивления

Волновые сопротивления металлов и диэлектрика:

0,0094i (Ом)

1,136i (Ом)

где r_э – радиус экрана, в нашем случае равен D/2

3. Затухание поглощения

240,35 (дБ)

t – толщина экрана; t=1,2∙10^-3 м;

4. Затухание отражения

55,59 (дБ)

5. Общее затухание экранирования

240,35+55,59 = 295,44 (дБ)

Табл.4 Зависимости Ао, А_П, А_Э алюминиевой оболочки от частоты

f, мГц	Ао, дБ	Ап, дБ	Аэ, дБ
4	55,59	240,35	295,44
10,22	59,57	383,52	443,09
16,44	61,61	486,71	548,33
22,67	62,99	571,76	634,76
28,89	64,04	645,81	709,85
35,11	64,88	712,26	777,14
41,33	65,59	773,06	838,65
47,56	66,19	829,45	895,65
53,78	66,73	882,27	949
60	67,2	933,12	999,32

Рис.10 Графики зависимости затухания отражения, затухания поглощения,

затухания экранирования алюминиевой оболочки-экрана от частоты

36