Коаксиальный кабель представляет собой электрический провод с центральной жилой и экраном, расположенных соосно и разделенных изоляцией или воздушным промежутком. Такую конструкцию проводника изобрел в конце XIX века английский физик О. Хевисайд. В отличие от экранированного провода, она применяется для передачи электрических сигналов в радиочастотном диапазоне. Используется кабель в телевизионных антеннах, компьютерных сетях и т. д.
Устройство и принцип действия
Коаксиальный кабель должен обеспечивать качественную передачу сигнала с минимальными помехами. В зоне с сильными помехами применяется провод, который обладает 4 защитными экранами. В устройство кабеля входят:
Внутренний проводник — одиночная прямолинейная или витая жила. Иногда выполнена из медной трубки или многожильного провода. Кроме меди, материалом может быть медный сплав, омедненный алюминий, посеребренная медь и др.- Изоляция — сплошной материал представляет собой полиэтилен, фторопласт или изготовленную из него ленту. Иногда заполняется другими веществами, которые не проводят ток и обеспечивают соосность внутреннего и внешнего проводников.
- Внешний проводник — оплетка из тонкой медной проволоки, фольги или пленка, покрытая слоем алюминия. Расположен он между внешним покрытием и внутренней изоляцией.
- Оболочка — последний слой кабеля, который служит для изоляции и защиты проводника от воздействий солнечных лучей. Выполнена она из материалов, обладающих устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.
Разновидности кабеля могут отличаться наличием дополнительной защиты от воздействия внешних помех. Кроме того, некоторые коаксиальные провода снаружи имеют металлическую сетку, которая поглощает внешние электромагнитные сигналы.
Это позволяет проводить передачу данных без искажений. Основные сигналы передаются по центральной жиле, а металлическая оплетка выполняет функцию заземления, защищая передачу от электрических и перекрестных помех.
Помехи появляются от воздействия на кабель рядом находящихся проводов. Большое значение имеет изоляция между жилой и оплеткой, которая защищает провод от короткого замыкания. Наружная оплетка может быть резиновой, пластиковой или тефлоновой.
Области применения
Коаксиальный кабель совсем недавно использовался в различных областях, обеспечивая высокую скорость передачи данных при надежной защите от помех. По некоторым качествам он значительно опережает витую пару.
Но витая пара постепенно вытесняет коаксиальный провод, так как ее монтаж гораздо проще и быстрее. Коаксиальный кабель используется в локальных компьютерных сетях, особенно где применяется конфигурация в виде шины. На каждый конец линии устанавливаются поглотители энергии, которые специалисты по компьютерам называют терминаторами.
Эти элементы предохраняют кабель от внутренних отражений сигналов и обеспечивают необходимую скорость передачи данных. Кроме шин, коаксиальный провод используется в конфигурациях сетей «звезда» и «пассивная звезда» для передачи сигналов в различных электронных и электротехнических системах.
Виды кабелей
Все кабели классифицируются по шкале RG (Radio Guide). В зависимости от конструктивных особенностей и функциональных назначений, каждый элемент имеет свою маркировку. Существует два основных вида:
Тонкий коаксиальный кабель — диаметр провода не превышает 6 мм, поэтому он отличается повышенной гибкостью. Используется на небольшие расстояния, так как в нем быстрее затухает сигнал. Считается наиболее приемлемым видом для монтажа локальных сетей и подключения к каждому компьютеру. Для облегчения установки и подсоединения используются специальные разъемы.- Толстый провод — классический элемент, обладающий диаметром около 10 мм. Отличается более мощной и жесткой конструкцией, которая для установки и наладки требует наличия специальных приспособлений. Считается более дорогостоящей продукцией, поэтому применяется только в необходимых случаях. Некоторые виды толстых кабелей выпускаются с двумя экранами и дополнительной изоляцией между ними. Это обеспечивает более высокое предохранение от внешних воздействий и возможности прослушивания.
Существует еще одна разновидность кабеля, который применяется в электрических сетях. Конструкция его ничем не отличается от других видов коаксиальной продукции. Состоит она из внутреннего одножильного провода и многожильной оплетки, между которыми находится слой изоляции.
Снаружи его защищает диэлектрическая оболочка, выполненная из пластмассы и дополненная бронирующей арматурой. Недостатком такой конструкции считается довольно большой вес, который не позволяет использовать его в воздушных линиях.
Характеристика проводов
Все виды коаксиальных проводов характеризуются общими показателями. Наиболее важным параметром считается сопротивление среды распространению волн, которое определяет качество сигнала. На этот показатель влияет материал центральной жилы и ее свойства:
- диэлектрическая проницаемость;
- емкость;
- индуктивность;
- удельное сопротивление.
Кроме того, материал внутренней жилы влияет на ослабление передачи сигнала, который зависит от расстояния линии. Коаксиальный кабель характеризуется еще такими факторами, как погонная емкость и индуктивность.
Емкость описывает способность провода к накоплению заряда, а индуктивность — к созданию магнитного поля. Геометрические размеры важных элементов провода учитываются при определении способов его установки, чтобы обеспечить дальнейшую эффективную работу всей линии.
