Koaxiales Kabel, oder schmeicheln, ließ einen inneren Leiter durch eine flexible, röhrenförmige Isolieren-Schicht umgeben, die durch ein röhrenförmiges Leiten-Schild umgeben ist. Der koaxiale Begriff kommt aus dem inneren Leiter und dem Außenschild, das dieselbe geometrische Achse teilt. Koaxiales Kabel wurde vom englischen Ingenieur und Mathematiker Oliver Heaviside erfunden, der das Design 1880 patentiert hat.

Koaxiales Kabel unterscheidet sich von anderem beschirmtem Kabel, das verwendet ist, um Signale der niedrigeren Frequenz, wie Audiosignale, darin zu tragen, die Dimensionen des Kabels werden kontrolliert, um einen genauen, unveränderlichen Leiter-Abstand zu geben, der dafür erforderlich ist, um effizient als eine Radiofrequenzübertragungslinie zu fungieren.

Anwendungen

Koaxiales Kabel wird als eine Übertragungslinie für Radiofrequenzsignale verwendet. Seine Anwendungen schließen feedlines das Anschließen von Radiosendern und Empfängern mit ihren Antennen, Computernetz (Internet) Verbindungen und das Verteilen von Kabelfernsehsignalen ein. Ein Vorteil dessen schmeichelt über andere Typen der Radioübertragungslinie ist, dass in einem idealen koaxialen Kabel das elektromagnetische Feld, das das Signal trägt, nur im Raum zwischen den inneren und Außenleitern besteht. Das erlaubt koaxialen Kabelläufen, folgend zu Metallgegenständen wie Dachrinnen ohne die Macht-Verluste installiert zu werden, die in anderen Typen von Übertragungslinien vorkommen. Koaxiales Kabel stellt auch Schutz des Signals von der elektromagnetischen Außeneinmischung zur Verfügung.

Beschreibung

Koaxiales Kabel führt elektrisches Signal mit einem inneren Leiter (gewöhnlich ein flexibler Festkörper, oder hat Kupferleitung stranden lassen) umgeben durch eine Isolieren-Schicht und alle, die durch eine Schild-Schicht, normalerweise eine gewebte metallische Flechte eingeschlossen sind; das Kabel wird häufig durch eine Außenisolieren-Jacke geschützt. Normalerweise wird das Schild am Boden-Potenzial behalten, und eine Stromspannung wird auf den Zentrum-Leiter angewandt, um elektrische Signale zu tragen. Der Vorteil des koaxialen Designs besteht darin, dass die elektrischen und magnetischen Felder auf das Dielektrikum mit wenig Leckage außerhalb des Schildes beschränkt werden. Auf den gegenteiligen, elektrischen und magnetischen Feldern außerhalb des Kabels werden davon größtenteils abgehalten, Einmischung zu Signalen innerhalb des Kabels zu verursachen. Dieses Eigentum macht koaxiales Kabel eine gute Wahl, um schwache Signale zu tragen, die Einmischung von der Umgebung oder für höhere elektrische Signale nicht dulden können, denen nicht erlaubt werden muss, auszustrahlen oder sich in angrenzende Strukturen oder Stromkreise zu paaren.

Allgemeine Anwendungen des koaxialen Kabels schließen Video und CATV Vertrieb, RF und Mikrowellenübertragung und Computer- und Instrumentierungsdatenverbindungen ein.

Der charakteristische Scheinwiderstand des Kabels wird durch die dielektrische Konstante des inneren Isolators und die Radien der inneren und Außenleiter bestimmt. Ein kontrollierter charakteristischer Kabelscheinwiderstand ist wichtig, weil die Quelle und der Lastscheinwiderstand verglichen werden sollten, um maximale Macht-Übertragung und minimales Verhältnis der Stehenden Welle zu sichern. Andere wichtige Eigenschaften des koaxialen Kabels schließen Verdünnung als eine Funktion der Frequenz, Stromspannungsberühren-Fähigkeit ein, und beschirmen Qualität.

Aufbau

Koaxiale Kabeldesignwahlen betreffen physische Größe, Frequenzleistung, Verdünnung, Macht-Berühren-Fähigkeiten, Flexibilität, Kraft und kosten. Der innere Leiter könnte fest oder gestrandet sein; gestrandet ist flexibler. Um Hochfrequenzleistung besser zu werden, kann der innere Leiter versilbert werden. Manchmal werden kupfergepanzertes Eisen oder Stahlleitung als ein innerer Leiter verwendet.

Der Isolator, der den inneren Leiter umgibt, kann fester Plastik, ein Schaum-Plastik oder Luft mit Distanzscheiben sein, die die innere Leitung unterstützen. Die Eigenschaften der dielektrischen Kontrolle einige elektrische Eigenschaften des Kabels. Eine allgemeine Wahl ist ein festes Polyäthylen (PE) Isolator, der in Kabeln des niedrigeren Verlustes verwendet ist. Festes Teflon (PTFE) wird auch als ein Isolator verwendet. Einige koaxiale Linien verwenden Luft (oder ein anderes Benzin) und haben Distanzscheiben, um den inneren Leiter davon abzuhalten, das Schild zu berühren.

Vieler herkömmlicher koaxialer Kabelgebrauch hat Kupferleitung geflochten, die das Schild bildet. Das erlaubt dem Kabel, flexibel zu sein, aber es bedeutet auch, dass es Lücken in der Schild-Schicht gibt, und sich die innere Dimension des Schildes ein bisschen ändert, weil die Flechte nicht flach sein kann. Manchmal wird die Flechte versilbert. Für die bessere Schild-Leistung haben einige Kabel ein Schild der doppelten Schicht. Das Schild könnte gerade zwei Flechten sein, aber es ist jetzt üblicher, ein dünnes durch eine Leitungsflechte bedecktes Folie-Schild zu haben. Einige Kabel können in mehr als zwei Schild-Schichten wie "Viererkabelschild" investieren, das vier Wechselschichten von Folie und Flechte verwendet. Andere Schild-Designs opfern Flexibilität für die bessere Leistung; einige Schilder sind eine feste Metalltube. Jene Kabel können Knicke nicht nehmen, weil das Schild Knick wird, Verluste im Kabel verursachend.

Für die Hochleistungsradiofrequenz-Übertragung bis zu ungefähr 1 GHz ist das koaxiale Kabel mit einem festen Kupferaußenleiter in Größen von 0.25 Zoll aufwärts verfügbar. Der Außenleiter wird wie ein Gebläse gekräuselt, um Flexibilität zu erlauben, und, wie man hält, kommt der innere Leiter in der Position durch eine Plastikspirale einem Luftdielektrikum näher.

Koaxiale Kabel verlangen, dass eine innere Struktur eines Isolierens (dielektrisches) Material den Abstand zwischen dem Zentrum-Leiter und Schild aufrechterhält. Die dielektrischen Verluste nehmen in dieser Ordnung zu: Ideales Dielektrikum (kein Verlust), Vakuum, Luft, Polytetrafluoroethylene (PTFE), Polyäthylen-Schaum und festes Polyäthylen. Ein niedriger relativer permittivity berücksichtigt Gebrauch der höheren Frequenz. Ein inhomogeneous Dielektrikum muss durch einen nichtkreisförmigen Leiter ersetzt werden, um aktuelle Krisenherde zu vermeiden.

Die meisten Kabel haben ein festes Dielektrikum; andere haben ein Schaum-Dielektrikum, das so viel Luft wie möglich enthält, um die Verluste zu reduzieren. Schaum schmeichelt wird um ungefähr 15 % weniger Verdünnung haben, aber kann Feuchtigkeit besonders an seinen vielen Oberflächen — in feuchten Umgebungen absorbieren, den Verlust vergrößernd. Unterstützungen, die wie Sterne oder spokes gestaltet sind, sind noch besser, aber teurer. Noch teurer waren der coaxials unter Drogeneinfluss, der für einige Intercitykommunikationen Mitte des 20. Jahrhunderts verwendet ist. Der Zentrum-Leiter wurde durch Polyäthylen-Scheiben alle wenigen Zentimeter aufgehoben. In einem niedrigen Verlust koaxiale Kabel wie ein Typ RG-62 wird der innere Leiter durch ein spiralförmiges Ufer von Polyäthylen unterstützt, so dass ein Luftraum zwischen dem grössten Teil des Leiters und dem Inneren der Jacke besteht. Die niedrigere dielektrische Konstante von Luft berücksichtigt ein größeres inneres Diameter an demselben Scheinwiderstand und ein größeres Außendiameter an derselben Abkürzungsfrequenz, ohmic Verluste senkend. Innere Leiter werden manchmal versilbert, um die Oberfläche zu glätten und Verluste wegen der Hautwirkung zu reduzieren. Eine raue Oberfläche verlängert den Pfad für den Strom und konzentriert den Strom an Spitzen und vergrößert so ohmic Verluste.

Die Isolieren-Jacke kann von vielen Materialien gemacht werden. Eine allgemeine Wahl ist PVC, aber einige Anwendungen können feuerwiderstandsfähige Materialien verlangen. Außenanwendungen können verlangen, dass die Jacke ultraviolettem Licht und Oxydation widersteht. Für innere Fahrgestell-Verbindungen kann die Isolieren-Jacke weggelassen werden.

Signalfortpflanzung

Offen-Leitungsübertragungslinien haben das Eigentum, das die elektromagnetische Welle, die unten die Linie fortpflanzt, in den Raum erweitert, der die parallelen Leitungen umgibt. Diese Linien haben niedrigen Verlust, sondern auch haben unerwünschte Eigenschaften. Sie können nicht gebogen, gedreht, oder sonst gestaltet werden, ohne ihren charakteristischen Scheinwiderstand zu ändern, Nachdenken des Signals zurück zur Quelle verursachend. Sie können auch vorwärts nicht geführt oder irgendetwas Leitendem beigefügt werden, weil die verlängerten Felder Induktionsstrom in den nahe gelegenen Leitern werden, die unerwünschte Radiation und detuning der Linie verursachen. Koaxiale Linien beheben dieses Problem durch das Begrenzen eigentlich von der ganzen elektromagnetischen Welle zum Gebiet innerhalb des Kabels. Koaxiale Linien können deshalb gebogen und gemäßigt ohne negative Effekten gedreht werden, und sie können zu leitenden Unterstützungen festgeschnallt werden, ohne unerwünschte Ströme in ihnen zu veranlassen.

In Radiofrequenz-Anwendungen bis zu einige Gigahertz pflanzt sich die Welle in erster Linie in der Weise der querlaufend elektrisch magnetisch (TEM) fort, was bedeutet, dass die elektrischen und magnetischen Felder beide auf der Richtung der Fortpflanzung rechtwinklig sind. Jedoch, über einer bestimmten Abkürzungsfrequenz, können sich querlaufend elektrisch (TE) oder Weisen der querlaufend magnetisch (TM) auch fortpflanzen, wie sie in einem Wellenleiter tun. Es ist gewöhnlich unerwünscht, um Signale über der Abkürzungsfrequenz zu übersenden, da es vielfache Weisen mit verschiedenen Phase-Geschwindigkeiten veranlassen kann, sich fortzupflanzen, einander störend. Das Außendiameter ist zur Abkürzungsfrequenz grob umgekehrt proportional. Eine sich fortpflanzende Oberflächenwelle-Weise, die nicht einschließt oder das Außenschild, aber nur einen einzelnen Hauptleiter auch verlangt, besteht darin schmeicheln, aber diese Weise wird darin effektiv unterdrückt schmeicheln der herkömmlichen Geometrie und des allgemeinen Scheinwiderstands. Elektrische Feldlinien für diese [TM] Weise haben einen Längsbestandteil und verlangen Linienlängen einer Halbwellenlänge oder länger.

Koaxiales Kabel kann als ein Typ des Wellenleiters angesehen werden. Macht wird durch das radiale elektrische Feld und das circumferential magnetische Feld in der TEM00 Querweise übersandt. Das ist die dominierende Weise von der Nullfrequenz (Gleichstrom) zu einer oberen durch die elektrischen Dimensionen des Kabels bestimmten Grenze.

Stecker

Die Enden von koaxialen Kabeln enden gewöhnlich mit Steckern. Koaxiale Stecker werden entworfen, um eine koaxiale Form über die Verbindung aufrechtzuerhalten und denselben bestimmten Scheinwiderstand wie das beigefügte Kabel zu haben. Stecker werden häufig mit Metallen des hohen Leitvermögens wie silbernes oder weniger leitendes, aber gegen die Trübung widerstandsfähiges Gold gepanzert. Wegen der Hautwirkung wird das RF-Signal nur durch den Überzug getragen und dringt zum Stecker-Körper nicht ein. Silber wird jedoch schnell und das Silbersulfid trübe, das erzeugt wird, ist schlecht leitende, erniedrigende Stecker-Leistung, Silber eine schlechte Wahl für diese Anwendung machend.

Wichtige Rahmen

Koaxiales Kabel ist eine besondere Art der Übertragungslinie, so sind die für allgemeine Übertragungslinien entwickelten Stromkreis-Modelle passend. Sieh die Gleichung des Telegrafenbeamten.

Physische Rahmen

In der folgenden Abteilung werden diese Symbole verwendet:

• Länge des Kabels.
• Außerhalb des Diameters des inneren Leiters.
• Innerhalb des Diameters des Schildes.
• Dielektrische Konstante des Isolators. Die dielektrische Konstante wird häufig als die dielektrische auf die dielektrische Konstante des freien Raums verwiesene Verhältniskonstante angesetzt:. Wenn der Isolator eine Mischung von verschiedenen dielektrischen Materialien ist (z.B, ist Polyäthylen-Schaum eine Mischung von Polyäthylen und Luft), dann der Begriff wirksame dielektrische Konstante wird häufig verwendet.
• Magnetische Durchdringbarkeit des Isolators. Durchdringbarkeit wird häufig als die auf die Durchdringbarkeit des freien Raums verwiesene Verhältnisdurchdringbarkeit angesetzt:. Die Verhältnisdurchdringbarkeit wird fast immer 1 sein.

Grundsätzliche elektrische Rahmen

• Rangieren-Kapazität pro Einheitslänge, in Farad pro Meter.

::

• Reihe-Induktanz pro Einheitslänge, in henrys pro Meter.

• Reihe-Widerstand pro Einheitslänge, in Ohm pro Meter. Der Widerstand pro Einheitslänge ist gerade der Widerstand des inneren Leiters und des Schildes an niedrigen Frequenzen. An höheren Frequenzen vergrößert Hautwirkung den wirksamen Widerstand durch das Begrenzen der Leitung auf eine dünne Schicht jedes Leiters.
• Rangieren-Leitfähigkeit pro Einheitslänge, in siemens pro Meter. Die Rangieren-Leitfähigkeit ist gewöhnlich sehr klein, weil Isolatoren mit guten dielektrischen Eigenschaften (eine sehr niedrige Verlust-Tangente) verwendet werden. An hohen Frequenzen kann ein Dielektrikum einen bedeutenden widerspenstigen Verlust haben.

Abgeleitete elektrische Rahmen

• Charakteristischer Scheinwiderstand in Ohm (Ω). Widerstand pro Einheitslänge für die meisten koaxialen Kabel vernachlässigend, wird der charakteristische Scheinwiderstand von der Kapazität pro Einheitslänge und die Induktanz pro Einheitslänge bestimmt. Der vereinfachte Ausdruck ist . Jene Rahmen werden vom Verhältnis des inneren (d) und (D) Außendiameter und die dielektrische Konstante bestimmt. Der charakteristische Scheinwiderstand wird durch gegeben

:Assuming, den die dielektrischen Eigenschaften des Materials innerhalb des Kabels merkbar über die Betriebsreihe des Kabels, dieser Scheinwiderstand nicht ändern, ist Frequenz, die über ungefähr fünfmal der Schild-Abkürzungsfrequenz unabhängig ist. Für typische koaxiale Kabel ist die Schild-Abkürzungsfrequenz 600 (RG-6A) zu 2,000 Hz (RG-58C).

• Verdünnung (Verlust) pro Einheitslänge, in Dezibel pro Meter. Das ist vom Verlust im dielektrischen Material abhängig, das das Kabel und die widerspenstigen Verluste im Zentrum-Leiter und Außenschild füllt. Diese Verluste sind Frequenzabhängiger, die Verluste, die höher werden, als die Frequenz zunimmt. Hautwirkungsverluste in den Leitern können durch die Erhöhung des Diameters des Kabels reduziert werden. Ein Kabel mit zweimal dem Diameter wird Hälfte des Hautwirkungswiderstands haben. Dielektrikum und andere Verluste ignorierend, würde das größere Kabel den Verlust des DB/Meter halbieren. Im Entwerfen eines Systems denken Ingenieure nicht nur den Verlust im Kabel sondern auch den Verlust in den Steckern.
• Geschwindigkeit der Fortpflanzung, in Metern pro Sekunde. Die Geschwindigkeit der Fortpflanzung hängt von der dielektrischen Konstante und Durchdringbarkeit ab (der gewöhnlich 1 ist).

• Band der einzelnen Weise. Im koaxialen Kabel ist die dominierende Weise (die Weise mit der niedrigsten Abkürzungsfrequenz) die TEM Weise, die eine Abkürzungsfrequenz der Null hat; es pflanzt sich den ganzen Weg unten zu d.c fort. Die Weise mit der folgenden niedrigsten Abkürzung ist die TE Weise. Diese Weise hat eine 'Welle' (zwei Umkehrungen der Widersprüchlichkeit) im Gehen um den Kreisumfang des Kabels. Zu einer guten Annäherung besteht die Bedingung für die TE Weise, um sich fortzupflanzen, darin, dass die Wellenlänge im Dielektrikum nicht mehr ist als der durchschnittliche Kreisumfang des Isolators; das ist das die Frequenz ist mindestens

::.

:Hence, das Kabel ist einzelne Weise von zu d.c. bis zu dieser Frequenz, und könnte in der Praxis bis zu 90 % dieser Frequenz verwendet werden.

• Maximalstromspannung. Die Maximalstromspannung wird durch die Durchbruchsstromspannung des Isolators gesetzt. Eine Website gibt:

::: wo

::: S ist die Durchbruchsstromspannung des Isolators in Volt pro mil

::: d ist das innere Diameter in Zoll

::: Der 1150-Faktor wandelt Zoll (Diameter) zu mils (Radius) und Klotz zu ln um.

: Der obengenannte Ausdruck kann als umgeschrieben werden

::: S ist die Durchbruchsstromspannung des Isolators in Volt pro Meter

::: d ist das innere Diameter in Metern

:The hat gerechnet Maximalstromspannung wird häufig durch einen Sicherheitsfaktor reduziert.

Wahl des Scheinwiderstands

Die besten koaxialen Kabelscheinwiderstände in der Hochleistungs-, Hochspannung und Anwendungen der niedrigen Verdünnung wurden an Glockenlaboratorien 1929 experimentell beschlossen, 30, 60, und 77 Ω beziehungsweise zu sein. Für ein koaxiales Kabel mit dem Luftdielektrikum und einem Schild eines gegebenen inneren Diameters wird die Verdünnung durch die Auswahl des Diameters des inneren Leiters minimiert, um einen charakteristischen Scheinwiderstand von 76.7 Ω zu geben. Wenn allgemeinere Dielektriken, die Scheinwiderstand-Fälle des besten Verlustes unten zu einem Wert zwischen 52-64 Ω betrachtet werden. Das maximale Macht-Berühren wird an 30 Ω erreicht.

Der ungefähre Scheinwiderstand, der erforderlich ist, eine Zentrum-gefütterte Dipolantenne im freien Raum (d. h., ein Dipol ohne Boden-Nachdenken) zu vergleichen, ist 73 Ω, so schmeicheln 75 Ω, wurde allgemein verwendet, um Kurzwellenantennen mit Empfängern zu verbinden. Diese schließen normalerweise solche niedrigen Stufen der RF Macht ein, dass Macht behandelnde und Hochspannungsdurchbruchseigenschaften wenn im Vergleich zur Verdünnung unwichtig sind. Ebenfalls mit CATV, obwohl viele Sendungsfernsehinstallationen und CATV headends 300 Ω verwenden, hat Dipolantennen gefaltet, um Signale von der Luft zu erhalten, 75 Ω schmeicheln macht einen günstigen 4:1 balun Transformator für diese sowie das Besitzen niedriger Verdünnung.

Die Arithmetik, die zwischen 30 Ω und 77 Ω bösartig ist, ist 53.5 Ω; das geometrische Mittel ist 48 Ω. Die Auswahl an 50 Ω als ein Kompromiss zwischen Macht behandelnder Fähigkeit und Verdünnung wird im Allgemeinen als der Grund für die Zahl zitiert. 50 Ω laufen auch gut gut, weil es sehr nah zum Laufwerk-Scheinwiderstand eines Halbwelle-Dipols in echten Umgebungen entspricht, und ein annehmbares Match dem Laufwerk-Scheinwiderstand eines Monopols der Viertel-Welle ebenso zur Verfügung stellt.

RG-62 ist ein 93 Ω koaxiales Kabel, das ursprünglich in Großrechner-Computernetzen in den 1970er Jahren und Anfang der 1980er Jahre verwendet ist (es war das Kabel, das verwendet ist, um Terminals von IBM 3270 mit Endtraube-Kontrolleuren von IBM 3274/3174 zu verbinden). Später, einige Hersteller der LAN Ausrüstung, wie Datapoint für ARCNET, angenommener RG-62 als ihr koaxialer Kabelstandard. Das Kabel hat die niedrigste Kapazität pro Einheitslänge wenn im Vergleich zu anderen koaxialen Kabeln der ähnlichen Größe. Kapazität ist der Feind der Rechteckwelle-Datenübertragung (insbesondere es verlangsamt Rand-Übergänge), und das ist ein viel wichtigerer Faktor für das Basisband Digitaldatenübertragung als das Macht-Berühren oder die Verdünnung.

Alle Bestandteile eines koaxialen Systems sollten denselben Scheinwiderstand haben, um inneres Nachdenken bei Verbindungen zwischen Bestandteilen zu vermeiden. Solches Nachdenken kann Signalverdünnung und Bildeinbrennen-Fernsehbilderanzeige verursachen; vielfaches Nachdenken kann das ursprüngliche Signal veranlassen, von mehr als einem Echo gefolgt zu werden. In analogen Video- oder Fernsehsystemen verursacht das Bildeinbrennen im Image. Nachdenken führt auch stehende Wellen ein, die vergrößerte Verluste verursachen und sogar auf dielektrische Kabeldepression mit der Hochleistungsübertragung hinauslaufen können (sieh Scheinwiderstand zusammenpassen). Kurz, wenn ein koaxiales Kabel offen ist, hat die Beendigung unendlichen Widerstand, das verursacht Nachdenken; wenn das koaxiale Kabel gekurzschlossen wird, ist der Beendigungswiderstand Null, es wird Nachdenken mit der entgegengesetzten Widersprüchlichkeit geben. Jetzt zwischen dieser unendlichen und Nullwiderstand-Beendigung kann man einen Beendigungswiderstand finden, der kein Nachdenken verursacht.

Probleme

Signalleckage

Signalleckage ist der Durchgang von elektromagnetischen Feldern durch das Schild eines Kabels und kommt in beiden Richtungen vor. Eingang ist der Durchgang eines Außensignals ins Kabel und kann auf Geräusch und Störung des gewünschten Signals hinauslaufen. Ausgang ist der Durchgang des Signals hat vorgehabt, innerhalb des Kabels in die Außenwelt zu bleiben, und kann auf ein schwächeres Signal am Ende der Kabel- und Radiofrequenzeinmischung zu nahe gelegenen Geräten hinauslaufen.

Zum Beispiel, in den Vereinigten Staaten, wird die Signalleckage von Kabelfernsehsystemen durch den FCC geregelt, da Kabelsignale dieselben Frequenzen wie aeronautische und radionavigation Bänder verwenden. CATV Maschinenbediener können auch beschließen, ihre Netze für die Leckage zu kontrollieren, um Eingang zu verhindern. Außerhalb Signale, die ins Kabel eingehen, kann unerwünschtes Geräusch und Bilderbildeinbrennen verursachen. Übermäßiges Geräusch kann das Signal überwältigen, es nutzlos machend.

Ein ideales Schild würde ein vollkommener Leiter ohne Löcher, Lücken oder mit einem vollkommenen Boden verbundene Beulen sein. Jedoch würde ein glattes festes Kupferschild schwer, unbiegsam, und teuer sein. Praktische Kabel müssen Kompromisse zwischen der Schild-Wirkung, Flexibilität schließen, und wie die gewellte Oberfläche der kompromisslosen, flexiblen Flechte kosten, oder Schilder vereiteln. Da die Schilder nicht vollkommene Leiter sind, können elektrische Felder innerhalb des Schildes bestehen, so dem Ausstrahlen elektromagnetischer Felder erlaubend, das Schild durchzugehen.

Denken Sie die Hautwirkung. Der Umfang eines Wechselstroms in einem Leiter verfällt exponential mit der Entfernung unter der Oberfläche mit der Tiefe des Durchdringens, das zur Quadratwurzel des spezifischen Widerstands proportional ist. Das bedeutet, dass, in einem Schild der begrenzten Dicke, ein kleiner Betrag des Stroms noch auf der entgegengesetzten Oberfläche des Leiters fließen wird. Mit einem vollkommenen Leiter (d. h., spezifischer Nullwiderstand), würde der ganze Strom an der Oberfläche, ohne Durchdringen in und durch den Leiter fließen. Echte Kabel ließen ein Schild eines Imperfekts, obwohl gewöhnlich sehr gut, Leiter machen, also wird es immer etwas Leckage geben.

Die Lücken oder Löcher, erlauben Sie etwas vom elektromagnetischen Feld, auf die andere Seite einzudringen. Zum Beispiel haben geflochtene Schilder viele kleine Lücken. Die Lücken sind kleiner, wenn sie eine Folie (festes Metall) Schild verwenden, aber es gibt noch eine Naht, die die Länge des Kabels führt. Folie wird immer starrer mit der zunehmenden Dicke, so wird eine dünne Folie-Schicht häufig durch eine Schicht von geflochtenem Metall umgeben, das größere Flexibilität für einen gegebenen Querschnitt anbietet.

Dieser Typ der Leckage kann auch an Positionen des schlechten Kontakts zwischen Steckern an jedem Ende des Kabels vorkommen.

Boden-Schleifen

Ein dauernder Strom, selbst wenn klein, entlang dem unvollständigen Schild eines koaxialen Kabels sichtbare oder hörbare Einmischung verursachen kann. In CATV Systemen, die Analogsignale verteilen, kann der potenzielle Unterschied unter das koaxiale Netz und das elektrische sich gründende System eines Hauses eine sichtbare "Summen-Bar" im Bild verursachen. Das erscheint als eine breite horizontale Verzerrungsbar im Bild, das langsam aufwärts scrollt. Solche Unterschiede im Potenzial können durch das richtige Abbinden zu einem Übereinstimmungsbereich im Haus reduziert werden. Sieh Boden-Schleife.

Induktion

Aktuelle Außenquellen wie Macht-Bedarf der geschalteten Weise schaffen eine Stromspannung über die Induktanz des Außenleiters zwischen Absender und Empfänger. Die Wirkung besteht weniger darin, wenn es mehrere parallele Kabel gibt, weil das die Induktanz und, deshalb, die Stromspannung reduziert. Weil der Außenleiter das Bezugspotenzial für das Signal auf dem inneren Leiter trägt, misst der Empfang-Stromkreis die falsche Stromspannung.

Transformator-Wirkung

Die Transformator-Wirkung wird manchmal verwendet, um die Wirkung von im Schild veranlassten Strömen zu lindern. Die inneren und Außenleiter bilden das primäre und sekundäre Winden des Transformators, und die Wirkung wird in einigen Qualitätskabeln erhöht, die eine Außenschicht von Mu-Metall haben. Wegen dessen 1:1 Transformator wird die oben erwähnte Stromspannung über den Außenleiter auf den inneren Leiter umgestaltet, so dass die zwei Stromspannungen durch den Empfänger annulliert werden können. Viele Absender und Empfänger haben Mittel, die Leckage noch weiter zu reduzieren. Sie vergrößern die Transformator-Wirkung, indem sie das ganze Kabel durch einen ferrite Kern manchmal mehrere Male passieren.

Allgemeiner Weise-Strom und Radiation

Allgemeiner Weise-Strom kommt vor, wenn Streuströme im Schild in derselben Richtung wie der Strom im Zentrum-Leiter fließen, das Schmeicheln veranlassend, auszustrahlen.

Der grösste Teil der Schild-Wirkung darin schmeichelt Ergebnisse von gegenüberliegenden Strömen im Zentrum-Leiter und Schild-Schaffen entgegengesetzte magnetische Felder, die annullieren, und so nicht ausstrahlen. Dieselbe Wirkung hilft Leiter-Linie. Jedoch ist Leiter-Linie zu Umgebungsmetallgegenständen äußerst empfindlich, die in die Felder eingehen können, bevor sie völlig annullieren. Schmeicheln Sie hat dieses Problem nicht, da das Feld im Schild eingeschlossen wird. Jedoch ist es noch für ein Feld möglich, sich zwischen dem Schild und den anderen verbundenen Gegenständen, wie die Antenne das schmeicheln Futter zu formen. Der Strom, der durch das Feld zwischen der Antenne und dem schmeicheln Schild gebildet ist, würde in derselben Richtung wie der Strom im Zentrum-Leiter fließen, und so nicht annulliert werden. Energie würde vom Schmeicheln von sich ausstrahlen, das Strahlenmuster der Antenne betreffend. Mit der genügend Macht konnte das eine Gefahr für Leute in der Nähe vom Kabel sein. Ein richtig gelegter und - hat balun nach Größen geordnet kann allgemeine Weise-Radiation darin verhindern schmeicheln. Ein isolierender Transformator oder blockierender Kondensator können verwendet werden, um ein koaxiales Kabel zur Ausrüstung zu verbinden, wo es wünschenswert ist, Radiofrequenz-Signale zu passieren, aber direkte aktuelle oder niederfrequente Macht zu blockieren.

Standards

Die meisten koaxialen Kabel haben einen charakteristischen Scheinwiderstand entweder 50, 52, 75, oder 93 Ω. Die RF Industrie verwendet normale Typ-Namen für koaxiale Kabel. Dank des Fernsehens ist RG-6 das meistens verwendete koaxiale Kabel für den Hausgebrauch, und die Mehrheit von Verbindungen außerhalb Europas ist durch F Stecker.

Eine Reihe von Standardtypen des koaxialen Kabels wurde für den militärischen Gebrauch, in der Form "RG-#" oder "RG-#/U" angegeben. Sie datieren vom Zweiten Weltkrieg und wurden in 1962 veröffentlichtem MIL-HDBK-216 verzeichnet. Diese Benennungen sind jetzt veraltet. Die RG Benennung tritt für Radioführer ein; die U Benennung tritt Universal ein. Der aktuelle militärische Standard ist MIL-SPEKULATION MIL-C-17. MIL-C-17-Zahlen, solcher als "M17/75-RG214", werden für militärische Kabel und die Katalogzahlen des Herstellers für Zivilanwendungen gegeben. Jedoch waren die RG-Reihe-Benennungen für Generationen so üblich, dass sie noch verwendet werden, obwohl kritische Benutzer bewusst sein sollten, dass da das Handbuch zurückgezogen wird, gibt es keinen Standard, um die elektrischen und physischen Eigenschaften eines als "Typ RG-# beschriebenen Kabels" zu versichern. Die RG designators werden größtenteils verwendet, um vereinbare Stecker zu identifizieren, die den inneren Leiter, das Dielektrikum und die Jacke-Dimensionen der alten RG-Reihe-Kabel anpassen.

Dielektrisches Material codiert

• FPE ist geschäumtes Polyäthylen
• PE ist festes Polyäthylen
• PF ist Polyäthylen-Schaum
• PTFE ist polytetrafluoroethylene;
• NATTER ist Luftraum-Polyäthylen

VF ist der Geschwindigkeitsfaktor; es wird durch das wirksame und den bestimmt

• VF für festen PE ist ungefähr 0.66
• VF für Schaum PE ist ungefähr 0.79 zu 0.88
• VF für Luft ist ungefähr 1.00
• VF für festen PTFE ist ungefähr 0.70
• VF für Schaum PTFE ist ungefähr 0.84

Es gibt auch andere Benennungsschemas für koaxiale Kabel wie der URM, CT, BT, RA, PSF und die WF Reihe.

Gebrauch

Kurze koaxiale Kabel werden allgemein verwendet, um Hausvideoausrüstung, in Amateurfunk-Einstellungen, und in der Maß-Elektronik zu verbinden. Sie haben gepflegt, üblich zu sein, um Computernetze in besonderem Ethernet durchzuführen, aber gedrehte Paar-Kabel haben sie in den meisten Anwendungen außer auf dem wachsenden Verbraucherkabelmodemmarkt für den Breitbandinternetzugang ersetzt.

Koaxiales Kabel der langen Entfernung wurde im 20. Jahrhundert verwendet, um Rundfunknetze, Fernsehnetze und Lange Entfernungstelefonnetze zu verbinden, obwohl das durch spätere Methoden (Faser-Optik, T1/E1, Satellit) größtenteils ersetzt worden ist. Kürzer tragen coaxials noch Kabelfernsehsignale zur Mehrheit von Fernsehempfängern, und dieser Zweck verbraucht die Mehrheit der koaxialen Kabelproduktion.

Koaxiale Mikrokabel werden in einer Reihe von Verbrauchergeräten, militärischer Ausrüstung, und auch in der Ultraschall-Abtastungsausrüstung verwendet.

Die allgemeinsten Scheinwiderstände, die weit verwendet werden, sind 50 oder 52 Ohm, und 75 Ohm, obwohl andere Scheinwiderstände für spezifische Anwendungen verfügbar sind. Die 50 / 52-Ohm-Kabel werden für industrielle und kommerzielle Zweiwegeradiofrequenzanwendungen weit verwendet (einschließlich des Radios und Fernmeldewesens), obwohl 75 Ohm für das Sendungsfernsehen und Radio allgemein verwendet werden.

Typen

Harter Kurs

Harter Kurs wird in der Rundfunkübertragung sowie vielen anderen Formen der Radiokommunikation verwendet. Es ist ein koaxiales gebautes Kabel mit rundem Kupfer, Silber- oder Goldröhren oder einer Kombination solcher Metalle wie ein Schild. Ein harter Kurs der niedrigeren Qualität kann Aluminiumabschirmung verwenden, Aluminium wird jedoch leicht oxidiert und verschieden von Silber- oder Goldoxyd, Aluminiumoxyd verliert drastisch wirksames Leitvermögen. Deshalb müssen alle Verbindungen Luft und wasserdicht sein. Der Zentrum-Leiter kann aus festem Kupfer oder kupfergepanzertem Aluminium bestehen. Da Hautwirkung ein Problem mit RF ist, stellt Kupferüberzug genügend Oberfläche für einen wirksamen Leiter zur Verfügung. Die meisten Varianten von kompromisslosen, die für das Außenfahrgestell oder wenn ausgestellt, zu den Elementen verwendet sind, haben eine PVC-Jacke; jedoch können einige innere Anwendungen die Isolierungsjacke weglassen. Harter Kurs, kann normalerweise mindestens ein halbe Zoll oder 13 Mm und bis zu mehrere Male sehr dick sein, dass, und niedrigen Verlust sogar an der hohen Macht hat. Diese groß angelegten harten Kurse werden fast immer in der Verbindung zwischen einem Sender auf dem Boden und der Antenne oder Antenne auf einem Turm verwendet. Harter Kurs kann auch durch Markennamen wie Heliax (Andrew) oder Cablewave (RFS/Cablewave) bekannt sein. Größere Varianten von kompromisslosen können einen Zentrum-Leiter haben, der entweder von starrem gebaut wird oder Kupferröhren gewellt hat. Das Dielektrikum im harten Kurs kann aus Polyäthylen-Schaum, Luft oder einem unter Druck gesetzten Benzin wie Stickstoff oder ausgetrocknete Luft (ausgetrocknete Luft) bestehen. In gasbeladenen Linien wird harter Plastik wie Nylonstrümpfe als Distanzscheiben verwendet, um die inneren und Außenleiter zu trennen. Die Hinzufügung dieses Benzins in den dielektrischen Raum reduziert Feuchtigkeitsverunreinigung, stellt eine stabile dielektrische Konstante zur Verfügung, und stellt eine reduzierte Gefahr des inneren Funkens zur Verfügung. Gasgefüllte hardlines werden gewöhnlich auf RF Hochleistungssendern wie Fernsehen oder Radiorundfunkübertragung, militärische Sender und Hochleistungsamateurradioanwendungen verwendet, aber können auch auf einigen kritischen Anwendungen der niedrigeren Macht wie diejenigen in den Mikrowellenbändern verwendet werden. Jedoch, im Mikrowellengebiet, wird Wellenleiter öfter verwendet als harter Kurs für den Sender zur Antenne oder Anwendungen der Antenne zum Empfänger. Die verschiedenen Schilder, die im kompromisslosen auch verwendet sind, unterscheiden sich; einige Formen verwenden starre Röhren oder Pfeife, andere können gewellte Röhren verwenden, die das Verbiegen leichter machen, sowie kinking reduzieren, wenn das Kabel gebogen wird, um sich anzupassen. Kleinere Varianten des harten Kurses können innerlich in einigen Hochfrequenzanwendungen insbesondere in der Ausrüstung innerhalb der Mikrowellenreihe verwendet werden, um Einmischung zwischen Stufen des Geräts zu reduzieren.

Das Ausstrahlen

Das Ausstrahlen oder undichtes Kabel ist eine andere Form des koaxialen Kabels, das auf eine ähnliche Mode zum harten Kurs gebaut wird, jedoch wird es mit der abgestimmten Ablagefach-Kürzung ins Schild gebaut. Diese Ablagefächer werden auf die spezifische RF Wellenlänge der Operation abgestimmt oder auf ein spezifisches Radiofrequenzband abgestimmt. Dieser Typ des Kabels soll eine abgestimmte bidirektionale "gewünschte" Leckage-Wirkung zwischen Sender und Empfänger zur Verfügung stellen. Es wird häufig in Aufzug-Wellen, Schiffen von US-Marine, unterirdischen Transport-Tunnels und in anderen Gebieten verwendet, wo eine Antenne nicht ausführbar ist. Ein Beispiel dieses Typs des Kabels ist Radiax (Andrew).

RG-6

RG-6 ist in vier verschiedenen für verschiedene Anwendungen entworfenen Typen verfügbar. "Ebene" oder "Haus" RG-6 werden für die Innen- oder Außenhausverdrahtung entworfen. "Überschwemmtes" Kabel wird mit schwerem waterproofing für den Gebrauch in der unterirdischen Röhre (ideal) oder dem direkten Begräbnis aufgegossen. "Bote" kann einen waterproofing enthalten, aber ist durch die Hinzufügung einer Stahlbote-Leitung entlang seiner Länge bemerkenswert, um die Spannung zu tragen, die an einem Luftfall von einem Dienstprogramm-Pol beteiligt ist. Das "Plenum"-Kabeln ist teuer und kommt mit einer speziellen Teflon-basierten Außenjacke, die für den Gebrauch in Lüftungskanälen entworfen ist, um Feuercodes zu entsprechen. Es wurde entwickelt, seitdem der Plastik als die Außenjacke und innere Isolierung in vielen verwendet hat, gibt "das Ebene-" oder "Haus"-Kabeln Giftgas, wenn verbrannt, ab.

Kabel von Triaxial

Kabel von Triaxial oder triax sind koaxiales Kabel mit einer dritten Schicht der Abschirmung, Isolierung und Verschalung. Das Außenschild, das (niedergelegter) earthed ist, schützt das innere Schild vor der elektromagnetischen Einmischung von der Außenseite Quellen.

Zwillingsaxiales Kabel

Zwillingsaxiales Kabel oder twinax sind ein erwogenes, gedrehtes Paar innerhalb eines zylindrischen Schildes. Es erlaubt ein fast vollkommenes Differenzialsignal, das sowohl beschirmt und erwogen wird, um durchzugehen. Mehrleiter koaxiales Kabel wird auch manchmal verwendet.

Zweiachsiges Kabel

Zweiachsiges Kabel, biax oder Zwillingsleitung sind eine Konfiguration der Abbildung 8 zwei 50 Ω koaxiale Kabel, äußerlich dieser der Lampe-Schnur oder Sprecher-Leitung ähnelnd. Biax wird in einigen Eigentumscomputernetzen verwendet. Andere können mit 75Ω biax vertraut sein, der auf einmal auf vielen Kabelfernsehen-Dienstleistungen populär war.

Halbstarr

Halbstarres Kabel ist eine koaxiale Form mit einer festen Kupferaußenscheide. Dieser Typ dessen schmeichelt Angebote höhere Abschirmung im Vergleich zu Kabeln mit einem geflochtenen Außenleiter besonders an höheren Frequenzen. Der Hauptnachteil ist, dass das Kabel, weil sein Name einbezieht, nicht sehr flexibel ist, und nicht beabsichtigt ist, um nach dem anfänglichen Formen gebeugt zu werden. (Sieh "harten Kurs")

Entsprechendes Kabel ist eine flexible reformierbare Alternative zum halbstarren koaxialen verwendeten Kabel, wo Flexibilität erforderlich ist. Entsprechendes Kabel kann abgezogen und mit der Hand withouth das Bedürfnis nach Fachmann-Werkzeugen gebildet werden, die dem koaxialen Standardkabel ähnlich sind.

Starre Linie

Starre Linie ist eine koaxiale Linie, die durch zwei Kupfertuben maintianed gebildet ist, konzentrisch jeder andere Meter mit PTFE-Unterstützungen. Starre Linien können nicht gebogen werden, so brauchen sie häufig Ellbogen. Die Verbindung mit der starren Linie wird mit einer inneren Kugel / innerer Unterstützung und einem Flansch oder Verbindungsbastelsatz getan. Normalerweise starre Linien werden damit verbunden hat EIA RF Stecker standardisiert, deren Kugel und Flansch-Größen die Standardliniendiameter, für jedes Außendiameter jeder vergleichen, können 75oder50-Ohm-Schläuche erhalten werden.

Starre Linie wird zuhause für die Verbindung zwischen hohen Macht-Sendern und anderen RF-Bestandteilen allgemein verwendet, aber die rauere starre Linie mit wetterfesten Flanschen wird draußen auf Antenne-Masten usw. verwendet. Im intersts des sparenden Gewichts und der Kosten auf Masten und ähnlichen Strukturen ist die Außenlinie häufig Aluminium, und spezielle Sorge muss genommen werden, um Korrosion zu verhindern.

Mit einem Flansch-Stecker ist es auch möglich, von der starren Linie bis harten Kurs zu gehen. Viele Sendeantennen und Antenne splitters verwenden die flanged starre Linienschnittstelle selbst wenn, zu flexiblen koaxialen Kabeln und hartem Kurs in Verbindung stehend.

Starre Linie wird in mehreren verschiedenen Größen erzeugt:

Einmischung und Fehlerbeseitigung

Koaxiale Kabelisolierung kann sich abbauen, Ersatz des Kabels besonders verlangend, wenn es zu den Elementen auf einer dauernden Basis ausgestellt worden ist. Das Schild wird normalerweise niedergelegt, und wenn sogar ein einzelner Faden der Flechte oder Glühfaden von Folie den Zentrum-Leiter berühren, wird das Signal shorted das Verursachen bedeutenden oder ganzen Signalverlustes sein. Das kommt meistenteils an unpassend installierten Endsteckern und Verbindungen vor. Außerdem müssen der Stecker oder die Verbindung dem Schild richtig beigefügt werden, weil das den Pfad zur Verfügung stellt, um sich für das Störsignal zu gründen.

Trotz, beschirmt zu werden, kann Einmischung auf koaxialen Kabellinien vorkommen. Die Empfänglichkeit für die Einmischung hat wenig Beziehung zu breiten Kabeltyp-Benennungen (z.B. RG-59, RG-6), aber ist stark mit der Zusammensetzung und Konfiguration der Abschirmung des Kabels verbunden. Für das Kabelfernsehen, mit Frequenzen, die sich gut in die UHF-Reihe ausstrecken, wird ein Folie-Schild normalerweise zur Verfügung gestellt, und wird Gesamteinschluss sowie hohe Wirksamkeit gegen die Hochfrequenzeinmischung zur Verfügung stellen. Folie-Abschirmung wird normalerweise durch ein verzinntes Kupfer- oder Aluminiumflechte-Schild, mit überall von Einschluss von 60 bis 95 % begleitet. Die Flechte ist wichtig, um Wirksamkeit zu beschirmen, weil (1) es wirksamer ist als Folie beim Aufsaugen niederfrequenter Einmischung, (2) stellt es höheres Leitvermögen zur Verfügung, um sich zu gründen, als Folie, und (3) macht es Befestigung eines Steckers leichter und zuverlässiger." Viererkabelschild" Kabel, mit zwei Aluminiumflechte-Schildern des niedrigen Einschlusses und zwei Schichten von Folie, wird häufig in Situationen verwendet, die lästige Einmischung einschließen, aber ist weniger wirksam als eine einzelne Schicht von Folie und einzelnes Kupferflechte-Schild des hohen Einschlusses, das auf dem Sendungsqualitätspräzisionsvideokabel gefunden wird.

In den Vereinigten Staaten und einigen anderen Ländern verwenden Kabelfernsehverteilersysteme umfassende Netze des koaxialen Außenkabels häufig mit Reihenvertriebsverstärkern. Die Leckage von Signalen in und aus Kabelfernsehen-Systemen kann Einmischung veranlassen, Unterzeichnete zu kabeln und Radiodienstleistungen mit denselben Frequenzen wie diejenigen des Kabelsystems überzulüften.

Geschichte

• 1880 - Koaxiales Kabel, das in England durch Oliver Heaviside patentiert ist, patentieren Sie Nr. 1,407.
• 1884 - Patent von Siemens & Halske koaxiales Kabel in Deutschland (Offener Nr. 28,978, am 27. März 1884).
• 1894 - Oliver Lodge demonstriert Wellenleiter-Übertragung an der Königlichen Einrichtung.
• 1929 - Zuerst modernes koaxiales Kabel, das von Lloyd Espenschied und Herman Affel AT&T Glockentelefonlaboratorien patentiert ist.
• 1936 - Zuerst geschlossene Stromkreis-Übertragung von Fernsehbildern auf dem koaxialen Kabel, von den Olympischen 1936-Sommerspielen in Berlin nach Leipzig.
• 1936 — das erste koaxiale Unterwasserkabel In der Welt, das zwischen Bucht von Apollo, in der Nähe von Melbourne, Australien und Stanley, Tasmanien installiert ist. Die 300 km Kabel können einen 8.5-Kilohertz-Sendungskanal und sieben Telefoniekanäle tragen.
• 1936 - AT&T installiert experimentelles koaxiales Telefon- und Fernsehkabel zwischen New York, und Philadelphia, mit der automatischen Boosterrakete stellt alle zehn Meilen auf. Vollendet im Dezember kann es 240 Anrufe gleichzeitig übersenden.
• 1936 - Koaxiales Kabel, das vom Hauptpostamt (jetzt BT) zwischen London und Birmingham gelegt ist, 40 Telefoniekanäle zur Verfügung stellend.
• 1941 - Zuerst kommerzieller Gebrauch in den USA durch AT&T, zwischen Minneapolis, Minnesota und Punkt von Stevens, Wisconsin. L1 System mit der Kapazität eines Fernsehkanals oder 480 Telefonstromkreise.
• 1956 - Zuerst hat transatlantisches koaxiales Kabel gelegen, MACHEN SIE 1 OKKISPITZE.

Siehe auch

• Übertragungslinie
• Radiofrequenzenergieübertragung
• L-Transportunternehmen
• Erwogenes Paar
• Beschirmtes Kabel

Links

• RF Übertragungslinien und Ausstattungen. Militärisches Standardisierungshandbuch MIL-HDBK-216, amerikanisches Verteidigungsministerium, am 4. Januar 1962.

• Abzug-Benachrichtigung für MIL-HDBK-216 2001
• Kabel, Radiofrequenz, flexibel und starr. Detail-Spezifizierung MIL-DTL-17H, am 19. August 2005 (MIL-C-17G, am 9. März 1990 ersetzend).

• Radiofrequenz-Kabel, Internationaler Normaler IEC 60096.
• Koaxiale Nachrichtenkabel, Internationaler Normaler IEC 61196.
• Koaxiale Kabel, der britische Normale BAKKALAUREUS DER NATURWISSENSCHAFTEN EN 50117
• H. P. Westman u. a. (Hrsg.), Bezugsdaten für Radioingenieure, die Fünfte Ausgabe, 1968, Howard W. Sams and Co., keine internationale Standardbuchnummer, Bibliothek der Kongress-Karte Nr. 43-14665