Cos'è un cavo coassiale?
Il cavo coassiale è talvolta chiamato cavo RF. Il cavo coassiale RF è la struttura più comunemente usata. Poiché i conduttori interno ed esterno sono in una posizione concentrica, l'energia elettromagnetica è limitata a diffondersi nel mezzo tra i conduttori interno ed esterno, quindi presenta vantaggi significativi come bassa attenuazione, alte prestazioni di schermatura, larghezza di banda e prestazioni stabili. Solitamente utilizzato per trasmettere energia in radiofrequenza da 500 kHz a 18 GHz. Un cavo coassiale ha due conduttori concentrici e il conduttore e lo strato di schermatura condividono lo stesso asse del cavo. Il cavo coassiale più comune è costituito da un conduttore di rame isolato da un materiale isolante. Al di fuori del materiale isolante interno c'è un altro strato di conduttore ad anello e il suo isolante, quindi l'intero cavo è ricoperto da una guaina di materiale in cloruro di polivinile o teflon. Il cavo coassiale può essere suddiviso in cavo in banda base da 50 Ω e cavo coassiale in radiofrequenza per cavo a banda larga da 75 Ω. I cavi in banda base si dividono in cavi coassiali sottili e cavi coassiali spessi. Il cavo in banda base viene utilizzato solo per la trasmissione digitale e la velocità dei dati può raggiungere i 10 Mbps. Il cavo coassiale a radiofrequenza da 50 Ω a impedenza caratteristica viene utilizzato principalmente per la trasmissione del segnale in banda base, la larghezza di banda di trasmissione è 1-20 MHz e il cavo coassiale a radiofrequenza da 75 Ω viene spesso utilizzato nella rete CATV, quindi viene chiamato cavo CATV e la trasmissione la larghezza di banda può raggiungere 1 GHz. La larghezza di banda di trasmissione è di 750 MHz.
Struttura e materiali del cavo coassiale
Le proprietà elettriche più importanti di un cavo sono bassa attenuazione, impedenza uniforme e alta perdita di ritorno. Per cavi che perdono, la cosa più importante è la migliore perdita di accoppiamento. La funzione principale del cavo è trasmettere segnali. Pertanto, è molto importante garantire che la struttura e il materiale del cavo abbiano buone caratteristiche di trasmissione durante l'intera vita utile del cavo.
1. Conduttore interno
Il rame è il materiale principale del conduttore interno e può avere le seguenti forme: filo di rame ricotto, tubo di rame ricotto e filo di alluminio rivestito di rame. Di solito, il conduttore interno del cavo piccolo è un filo di rame o un filo di alluminio rivestito di rame, mentre il tubo di rame viene utilizzato per il cavo grande per ridurre il peso e il costo del cavo. Il conduttore esterno del cavo grande è goffrato in modo da ottenere prestazioni di flessione sufficienti.
Il conduttore interno ha una grande influenza sulla trasmissione del segnale, poiché l'attenuazione è causata principalmente dalla perdita di resistenza del conduttore interno. La conduttività elettrica, specialmente la conduttività superficiale, dovrebbe essere la più alta possibile. Il requisito generale è 58 MS / m (+20 ℃), poiché alle alte frequenze la corrente viene trasmessa solo in uno strato sottile sulla superficie del conduttore. Questo fenomeno è chiamato effetto pelle, lo spessore effettivo dello strato corrente è chiamato profondità della pelle. La tabella 1 mostra i valori di profondità della pelle dei tubi di rame e dei fili di alluminio rivestiti di rame a frequenze specifiche quando utilizzati come conduttori interni.
I requisiti di qualità del materiale di rame utilizzato per il conduttore interno sono molto elevati e il materiale di rame deve essere privo di impurità e avere una superficie pulita, piatta e liscia. Il diametro del conduttore interno dovrebbe essere stabile e avere tolleranze strette. Qualsiasi variazione di diametro ridurrà l'uniformità dell'impedenza e la perdita di ritorno, quindi il processo di produzione dovrebbe essere controllato con precisione.
2. Conduttore esterno
Il conduttore esterno ha due funzioni di base: la prima è il conduttore di ritorno e la seconda è lo schermo. Il conduttore esterno di un cavo che perde determina anche le sue prestazioni di dispersione. I conduttori esterni dei cavi di alimentazione coassiali e dei cavi super flessibili sono saldati da tubi di rame corrugati. I conduttori esterni di questi cavi sono completamente chiusi e nessuna radiazione è consentita dai cavi.
Il conduttore esterno è solitamente rivestito longitudinalmente con nastro di rame. Sullo strato conduttore esterno sono presenti fessure longitudinali o trasversali o piccoli fori.
La scanalatura del conduttore esterno è più comune nei cavi corrugati. È formato da taglio e scanalatura equidistanti della cresta ondulata in direzione assiale. La proporzione della parte di taglio è piccola e la distanza tra gli slot è molto inferiore alla lunghezza d'onda elettromagnetica trasmessa.
Ovviamente un cavo che perde può essere realizzato elaborando un cavo non che perde secondo il seguente metodo: tagliare la cresta d'onda del conduttore esterno del cavo rugoso comune nel cavo non che perde con un angolo di 120 gradi per ottenere un set di strutture di slot. La forma, la larghezza e la struttura delle fessure del cavo che perde determinano i suoi indicatori di prestazione.
Anche il rame utilizzato per il conduttore esterno deve essere di buona qualità, ad alta conduttività e privo di impurità. La dimensione del conduttore esterno deve essere rigorosamente controllata entro l'intervallo di tolleranza per garantire un'impedenza caratteristica uniforme e un'elevata perdita di ritorno.
3. Mezzo isolante
Il cavo coassiale a radiofrequenza è molto più di un semplice isolamento. La prestazione di trasmissione finale è determinata principalmente dopo l'isolamento. Pertanto, la scelta del materiale dielettrico e la sua struttura sono molto importanti. Tutte le proprietà importanti, come l'attenuazione, l'impedenza e la perdita di ritorno, hanno molto a che fare con l'isolamento. I requisiti più importanti per l'isolamento sono:
La costante dielettrica relativa è bassa e il fattore dell'angolo di perdita dielettrica è piccolo per garantire una bassa attenuazione;
Struttura coerente per garantire un'impedenza uniforme e una grande perdita di ritorno;
Proprietà meccaniche stabili per garantire una lunga durata;
Impermeabile e resistente all'umidità.
L'isolamento fisico ad alta schiuma può soddisfare tutti i requisiti di cui sopra. Utilizzando un'avanzata tecnologia di estrusione e iniezione di gas e materiali speciali, il grado di schiuma può raggiungere oltre l'80% e le prestazioni elettriche di questo tipo sono relativamente vicine a quelle dei cavi isolati in aria. Nel metodo di iniezione del gas, l'azoto viene iniettato direttamente nel materiale del mezzo nell'estrusore. Questo processo è anche chiamato metodo di schiumatura fisica. In contrasto con questo metodo di schiumatura chimica, il grado di schiumatura può raggiungere solo il 50% circa e la perdita dielettrica è relativamente grande. La struttura schiumata ottenuta con il metodo di iniezione del gas è coerente, il che significa che la sua impedenza è uniforme e la perdita di ritorno è grande.
Il nostro cavo RF ha prestazioni elettriche molto buone grazie al piccolo angolo di perdita dielettrica del materiale isolante e all'elevato grado di schiuma. Le caratteristiche del mezzo schiumogeno sono più importanti alle alte frequenze. È questa speciale struttura in schiuma che determina le bassissime prestazioni di attenuazione del cavo alle alte frequenze.
L'esclusivo processo di coestrusione dell'isolamento multistrato (strato sottile interno-strato di schiuma-strato sottile esterno) può ottenere una struttura di schiuma uniforme e chiusa, che ha le caratteristiche di proprietà meccaniche stabili, elevata resistenza e buona resistenza all'umidità. Per fare in modo che il cavo mantenga buone prestazioni elettriche in un ambiente umido, abbiamo appositamente progettato un cavo: un sottile nucleo di PE solido viene aggiunto alla superficie esterna dello strato isolante espanso. Questo sottile strato esterno può prevenire efficacemente l'intrusione di umidità e proteggere le prestazioni elettriche del cavo dall'inizio della produzione. Questo design è particolarmente importante per cavi che perdono con fori nel conduttore esterno. Inoltre, lo strato isolante è strettamente avvolto sul conduttore interno dallo strato sottile interno, che migliora ulteriormente la stabilità meccanica del cavo. Inoltre, lo strato sottile contiene stabilizzatori speciali, che possono garantire la compatibilità con il rame e la durata a lungo termine dei nostri cavi. La scelta di un materiale a strato sottile interno adatto può ottenere prestazioni completamente soddisfacenti, come resistenza all'umidità, adesione e stabilità.
Questo design di isolamento multistrato (strato sottile interno-strato di schiuma-strato sottile esterno) può ottenere simultaneamente eccellenti prestazioni elettriche e proprietà meccaniche stabili, migliorando così la durata e l'affidabilità a lungo termine dei nostri cavi RF.
4. Guaina
Il materiale di guaina più comunemente utilizzato per i cavi esterni è il polietilene lineare nero a bassa densità. La sua densità è simile all'LDPE, ma la sua forza è equivalente all'HDPE. Al contrario, in alcuni casi, si tende a utilizzare l'HDPE, che può fornire migliori proprietà meccaniche e resistenza all'attrito, agli agenti chimici, all'umidità e alle diverse condizioni ambientali per la guaina.
L'HDPE nero resistente ai raggi UV è in grado di resistere agli stress climatici causati da temperature estremamente elevate e forti raggi ultravioletti. Quando viene enfatizzata la sicurezza antincendio dei cavi, è necessario utilizzare materiali a bassa emissione di fumi, privi di alogeni e ritardanti di fiamma. In un cavo che perde, al fine di ridurre la propagazione del fuoco, è possibile utilizzare un nastro resistente al fuoco e ritardante di fiamma tra il conduttore esterno e la guaina per mantenere lo strato isolante facilmente fuso nel cavo.
