Was ist ein Koaxialkabel?
Koaxialkabel wird manchmal als HF-Kabel bezeichnet. Koaxial HF-Kabel ist die am häufigsten verwendete Struktur. Da sich die Innen- und Außenleiter in einer konzentrischen Position befinden, ist die elektromagnetische Energie darauf beschränkt, sich im Medium zwischen innen- und außenleitern auszubreiten, so dass sie erhebliche Vorteile wie geringe Dämpfung, hohe Abschirmleistung, Bandbreite und stabile Leistung hat. In der Regel verwendet, um Hochfrequenzenergie von 500 kHz bis 18 GHz zu übertragen. Ein Koaxialkabel hat zwei konzentrische Leiter, und der Leiter und die Schildschicht teilen sich die gleiche Achse des Kabels. Das gängigste Koaxialkabel besteht aus einem Kupferleiter, der durch ein Isoliermaterial isoliert wird. Außerhalb des inneren Isoliermaterials befindet sich eine weitere Schicht aus Ringleiter und dessen Isolator, und dann wird das gesamte Kabel mit einem Polyvinylchlorid- oder Teflon-Materialmantel abgedeckt. Koaxialkabel können in 50-Zoll-Basisbandkabel und 75-Zoll-Breitbandkabel-Hochfrequenz-Koaxialkabel unterteilt werden. Basisbandkabel sind in dünne Koaxialkabel und dicke Koaxialkabel unterteilt. Das Basisbandkabel wird nur für die digitale Übertragung verwendet, und die Datenrate kann 10 Mbit/s erreichen. Das charakteristische Impedanz-50-Hochfrequenz-Koaxialkabel wird hauptsächlich für die Basisband-Signalübertragung verwendet, die Übertragungsbandbreite beträgt 1-20MHz, und das charakteristische Impedanz-75-Hochfrequenz-Koaxialkabel wird häufig im CATV-Netzwerk verwendet, so dass es CATV-Kabel genannt wird und die Übertragungsbandbreite 1 GHz erreichen kann. Die Übertragungsbandbreite beträgt 750MHz.
Koaxialkabelstruktur und -materialien
Die wichtigsten elektrischen Eigenschaften eines Kabels sind geringe Dämpfung, gleichmäßige Impedanz und hoher Rücklaufverlust. Bei undichte kabellosem Kabeln ist der beste Kupplungsverlust das Wichtigste. Die Hauptfunktion des Kabels besteht darin, Signale zu übertragen. Daher ist es sehr wichtig, sicherzustellen, dass die Kabelstruktur und das Material während der gesamten Lebensdauer des Kabels gute Übertragungseigenschaften aufweisen.
1. Innenleiter
Kupfer ist das Hauptmaterial des Innenleiters und kann in folgenden Formen sein: geglühter Kupferdraht, geglühter Kupferrohr und kupferbeschichteter Aluminiumdraht. Normalerweise ist der Innenleiter des kleinen Kabels Kupferdraht oder kupferbeschichteter Aluminiumdraht, während das Kupferrohr für das große Kabel verwendet wird, um das Gewicht und die Kosten des Kabels zu reduzieren. Der Außenleiter des großen Kabels ist so geprägt, dass eine ausreichende Biegeleistung erreicht werden kann.
Der Innenleiter hat einen großen Einfluss auf die Signalübertragung, da die Dämpfung hauptsächlich durch den Widerstandsverlust des Innenleiters verursacht wird. Die elektrische Leitfähigkeit, insbesondere die Oberflächenleitfähigkeit, sollte so hoch wie möglich sein. Die allgemeine Anforderung beträgt 58MS/m (+20°C), da bei hohen Frequenzen der Strom nur in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche des Leiters übertragen wird. Dieses Phänomen wird Hauteffekt genannt, die effektive Dicke der aktuellen Schicht wird Hauttiefe genannt. Tabelle 1 zeigt die Hauttiefenwerte von Kupferrohren und kupferbeschichteten Aluminiumdrähten bei bestimmten Frequenzen, wenn sie als Innenleiter verwendet werden.
Die Qualitätsanforderungen des für den Innenleiter verwendeten Kupfermaterials sind sehr hoch, und das Kupfermaterial sollte frei von Verunreinigungen sein und eine saubere, flache und glatte Oberfläche aufweisen. Der Durchmesser des Innenleiters sollte stabil sein und enge Toleranzen aufweisen. Jede Änderung des Durchmessers reduziert die Gleichnisgleichmäßigkeit und den Rücklaufverlust, so dass der Herstellungsprozess genau gesteuert werden sollte.
2. Außenleiter
Der Außenleiter hat zwei Grundfunktionen: die erste ist der Rückleiter, und die zweite ist der Schild. Der Außenleiter eines undichten Kabels bestimmt auch seine Leckleistung. Die Außenleiter von Koaxial-Zufläderkabeln und superflexiblen Kabeln werden durch Wellrohre geschweißt. Die Außenleiter dieser Kabel sind vollständig umschlossen und es ist keine Strahlung von den Kabeln erlaubt.
Der Außenleiter ist in der Regel längs mit Kupferband bedeckt. Auf der äußeren Leiterschicht befinden sich Längs- oder Querschlitze oder kleine Löcher.
Das Schlitzen des Außenleiters ist häufiger in Wellblechkabeln vor. Er wird durch äquidistantes Schneiden und Einstechen des Wellwellenkamms in axialer Richtung gebildet. Der Anteil des Abgeschnittenen ist klein, und der Schlitzabstand ist viel kleiner als die übertragene elektromagnetische Wellenlänge.
Offensichtlich kann ein undichtes Kabel durch Verarbeitung eines nicht-leaky Kabel nach der folgenden Methode gemacht werden: schneiden Sie den äußeren Leiter Wellenkamm des gemeinsamen faltigen Kabels in einem Winkel von 120 Grad, um eine Reihe von geeigneten Schlitzstrukturen zu erhalten. Form, Breite und Schlitzstruktur des undichten Kabels bestimmen seine Leistungsindikatoren.
Das für den Außenleiter verwendete Kupfer sollte auch von guter Qualität, hoher Leitfähigkeit und frei von Verunreinigungen sein. Die Größe des Außenleiters sollte innerhalb des Toleranzbereichs streng kontrolliert werden, um eine gleichmäßige charakteristische Impedanz und einen hohen Rücklaufverlust zu gewährleisten.
3. Isoliermedium
Das hochfrequente Koaxialkabelmedium ist weit mehr als nur Isolierung. Die endgültige Übertragungsleistung wird hauptsächlich nach Isolierung bestimmt. Daher ist die Wahl des dielektrischen Materials und seine Struktur sehr wichtig. Alle wichtigen Eigenschaften, wie Dämpfung, Impedanz und Rücklaufverlust, haben viel mit Isolierung zu tun. Die wichtigsten Anforderungen an die Isolierung sind:
Die relative Dielektrizitätskonstante ist niedrig, und der dielektrische Verlustwinkelfaktor ist klein, um eine geringe Dämpfung zu gewährleisten;
Konsistente Struktur, um eine gleichmäßige Impedanz und einen hohen Rücklaufverlust zu gewährleisten;
Stabile mechanische Eigenschaften, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten;
Wasserdicht und feuchtigkeitsbeständig.
Physikalische Hochschaumisolierung kann alle oben genannten Anforderungen erfüllen. Mit fortschrittlicher Extrusions- und Gaseinspritztechnologie und speziellen Materialien kann der Schaumgrad mehr als 80 % erreichen, und die elektrische Leistung dieser Art liegt relativ nahe an der von luftisolierten Kabeln. Bei der Gasinjektionwird wird Stickstoff direkt in das Medienmaterial im Extruder injiziert. Dieser Prozess wird auch als physikalische Schäummethode bezeichnet. Im Gegensatz zu dieser chemischen Schäummethode kann der Schaumgrad nur etwa 50% erreichen, und der Dielektrizitätsverlust ist relativ groß. Die durch das Gasinjektionsverfahren erhaltene geschäumte Struktur ist konsistent, was bedeutet, dass ihre Impedanz gleichmäßig ist und der Rücklaufverlust groß ist.
Unser HF-Kabel hat aufgrund des geringen dielektrischen Verlustwinkels des Isoliermaterials und des großen Schaumgrades eine sehr gute elektrische Leistung. Die Eigenschaften des Schäummediums sind bei hohen Frequenzen wichtiger. Es ist diese spezielle Schaumstruktur, die die sehr geringe Dämpfungsleistung des Kabels bei hohen Frequenzen bestimmt.
Die einzigartige Mehrschichtisolierung (innere dünne Schicht-Schaum-Schicht-Außen-Dünne Schicht) Co-Extrusionsverfahren kann eine gleichmäßige und geschlossene Schaumstruktur erhalten, die die Eigenschaften von stabilen mechanischen Eigenschaften, hohe Festigkeit und gute Feuchtigkeitsbeständigkeit hat. Um das Kabel in feuchter Umgebung für eine gute elektrische Leistung zu sorgen, haben wir ein Kabel speziell entwickelt: Ein dünner Feststoff-PE wird der Außenfläche der geschäumten Isolationsschicht zugesetzt. Diese äußere dünne Schicht kann das Eindringen von Feuchtigkeit effektiv verhindern und die elektrische Leistung des Kabels von Beginn der Produktion an schützen. Diese Konstruktion ist besonders wichtig für undichte Kabel mit Löchern im Außenleiter. Darüber hinaus wird die Isolierschicht durch die innere dünne Schicht fest auf den Innenleiter gewickelt, was die mechanische Stabilität des Kabels weiter verbessert. Darüber hinaus enthält die dünne Schicht spezielle Stabilisatoren, die die Kompatibilität mit Kupfer und die langfristige Lebensdauer unserer Kabel gewährleisten können. Die Wahl eines geeigneten inneren dünnschichtigen Materials kann eine zufriedenstellende Leistung wie Feuchtigkeitsbeständigkeit, Verklebung und Stabilität erzielen.
Diese mehrschichtige Isolierung (innere dünne Schicht-Schaum-Schicht-Außenschicht) kann gleichzeitig eine hervorragende elektrische Leistung und stabile mechanische Eigenschaften erhalten und so die lebensdauer und Zuverlässigkeit unserer HF-Kabel verbessern.
4. Mantel
Das am häufigsten verwendete Mantelmaterial für Außenkabel ist schwarzes lineares Polyethylen niedriger Dichte. Seine Dichte ist ähnlich wie LDPE, aber seine Stärke entspricht HDPE. Im Gegenteil, in einigen Fällen neigen wir dazu, HDPE zu verwenden, die bessere mechanische Eigenschaften und Beständigkeit gegen Reibung, Chemikalien, Feuchtigkeit und verschiedene Umgebungsbedingungen für den Mantel bieten kann.
UV-beständiges schwarzes HDPE hält klimatischen Belastungen stand, die durch extrem hohe Temperaturen und starke UV-Strahlen verursacht werden. Wenn der Brandschutz von Kabeln betont wird, sollten raucharme, halogenfreie und flammhemmende Materialien verwendet werden. In einem undichten Kabel kann ein feuerfestes und flammhemmendes Klebeband zwischen dem Außenleiter und dem Mantel verwendet werden, um die leicht geschmolzene Isolierschicht im Kabel zu halten.
