کابل کواکسیال، یک کابل الکتریکی با یک هادی مسی و یک عایق محافظ در اطراف آن و یک شبکه فلزی بافته شده است که از تداخل سیگنال جلوگیری می کند. این نوع از کابل، معمولاً توسط اپراتورهای کابلی، شرکت های تلفن و ارائه دهندگان اینترنت در سراسر جهان برای انتقال داده، ویدئو و ارتباطات صوتی به مشتریان، استفاده می شود. این کابل ها، از ابتدای قرن بیستم، به عنوان یک فناوری وجود داشته اند و دارای مزایای منحصر به فرد بسیاری برای انتقال مطمئن و دقیق هستند. همچنین محدودیت هایی دارند که باعث می شود در برخی موارد با کابل فیبر نوری یا گاهی اوقات با سیگنال های بی سیم، جایگزین شوند.
کلید موفقیت کابل هاي کواکسیال، طراحی محافظ آن ها می باشد. که به هسته مسی کابل اجازه می دهد تا داده ها را به سرعت، بدون مقاومت در برابر تداخل یا آسیب عوامل محیطی منتقل کند. کابل های کواکسیال معمولاً با استفاده از کانکتورهایی که به نوع F طراحی شده اند، خاتمه می یابند.
انواع کابل کواکسیال
در میان انواع کابل های کواکسیال، می توانید موارد ذیل را بیابید:
کابل های کواکسیال هاردلاین
هادی مرکزی این کابل ها از مس و نقره ساخته شده و در مقایسه با سایر کابل های کواکسیال، قطر بیشتری دارد.
کابل انعطاف پذیر کواکسیال
این نوع از کابل کواکسیال، بسیار انعطاف پذیر بوده و هادی داخلی توسط یک پلیمر انعطاف پذیر احاطه شده است.
کابل نیمه صلب
این نوع از کابل، دارای پوشش بیرونی از مس می باشد که همراه با دی الکتریک پلی تترا فلوئورواتیلن مورد استفاده قرار می گیرد.
کابل هاي کواکسیال شکل پذیر
این کابل، جایگزینی برای کابل های نیمه سفت و سخت است. در این مدل، به جای غلاف خارجی مسی سفت و سخت از یک غلاف فلزی انعطاف پذیر استفاده می شود.
کابل دو محوره
دارای دو هادی مرکزی در هسته و یک هسته خارجی و دی الکتریک است. این نوع کابل کواکسیال، برای انتقال دیجیتال و ویدئو با فرکانس پایین بهترین گزینه است.
کابل سه محوری
به آن تریاکس نیز می گویند. اما با اضافه شدن یک نوار مسی اضافی، به عنوان یک محافظ عمل می کند و از نویز محافظت می نماید. کابل های سه محوری، پهنای باند بیشتری را ارائه می دهند.
کابل صلب
کابل های کواکسیال صلب از دو لوله مسی تشکیل شده اند که در انتهای کابل و فواصل ثابت در طول کابل با استفاده از تکیه گاه های PTFE یا عایق های دیسکی پشتیبانی می شوند. کابل هاي کواکسیال سفت و سخت را نمی توان خم کرد. آن ها عمدتاً در سیستم های پخش تلویزیونی و FM استفاده می شوند.
کاربرد کابل کواکسیال
کابل های کواکسیال در MAN و شبکه های محلی اترنت کاربرد دارند. آن ها بر اساس دسته بندی که انجام می شود، در کاربردهای مختلفی به کار گرفته می شوند.
کابل های کواکسیال RG-6/U
RG-6/U یک نوع رایج کابل های کواکسیال است. امپدانس آن 75 اهم است و دارای اندازه هسته 1.024 میلی متر می باشد. در این کابل ها، نوع دی الکتریک PF است. این نوع از کابل، در طیف گسترده ای از برنامه های مسکونی و تجاری، از جمله تلویزیون کابلی استفاده می شود.
کابل RG-8
RG-8 شبیه کابل کواکسیال RG-6 است، اما قادر به حمل سیگنال های ویدئویی خالص نیست. امپدانس آن 50 اهم است. که با اندازه هسته 1.024 میلی متر و دی الکتریک PF ارائه می شود. این کابل در اتاق های کنترل صدا، ایستگاه های رادیویی و آنتن های رادیویی خارجی استفاده می شود.
کابل RG-11
RG-11 یک کابل گیج بالاتر است که برای CATV، HDTV، آنتن های تلویزیون و توزیع ویدئو استفاده می شود. امپدانس آن 75 اهم است و تا 3 گیگاهرتز را پوشش می دهد.این کابل ها را می توان در کاربری های ذیل مورد استفاده قرار داد:
-
تلویزیون
کابل های کواکسیال مورد استفاده برای تلویزیون، 75 اهم و کابل های کواکسیال RG-6 خواهد بود.
-
اینترنت
از کابل هاي کواکسیال برای حمل سیگنال اینترنت استفاده می شود، برای این کار، کابل های RG-6 مورد استفاده قرار می گیرند.
-
دوربین مداربسته
در سیستم های دوربین مداربسته، هر دو نوع کابل کواکسیال RG-59 و RG-6 کاربرد دارند.
-
ویدئو
کابل های کواکسیال نیز در انتقال ویدئو استفاده می شوند، RG-6 برای سیگنال های دیجیتال و RG-59 برای انتقال بدون تلفات سیگنال های ویدئویی مناسب هستند.
-
HDTV
HDTV از RG-11 استفاده می کند. زیرا فضای بیشتری برای انتقال سیگنال ها فراهم می کند.
ساختار کابل کواکسیال
در ادامه برای درک بهتر، به بررسی جداگانه ساختار کابل کواکسیال پرداختیم. ساختار انواع کابل کواکسیال، به شرح ذیل است:
هادی مسی
هادی مرکزی که از مس تشکیل شده است. هادی، نقطه ای است که داده ها در آن ارسال می شوند.
عایق
عایق پلاستیکی دی الکتریک، در اطراف هادی مسی قرار دارد که برای حفظ فاصله بین هادی مرکزی و سپر استفاده می شود.
توری بافته شده
یک مش بافته شده از مس است که به محافظت در برابر تداخل الکترومغناطیسی کمک می کند، این توری، یک مانع در برابر حرکت EMI به داخل و خارج از کابل های کواکسیال ایجاد می کند.
لایه پلاستیکی محافظ
یک لایه پلیمری خارجی، که دارای پوشش پلاستیکی است. از آن برای محافظت از لایه های داخلی در برابر آسیب استفاده می شود.
مزایا کابل
کابل های کواکسیال دارای مزایای بسیاری هستند که به شرح ذیل بیان شده است:
- هزینه کابل های کواکسیال، نسبتا کمتر است.
- از انتقال سیگنال هایی با پهنای باند زیاد پشتیبانی می کند.
- در مقایسه با کابل جفت، کمتر در معرض نویز یا تداخل (EMI یا RFI) قرار دارد.
- به راحتی سیم کشی می شود و به دلیل انعطاف پذیری که دارد؛ به راحتی منبسط می گردد.
- به وسیله ی کابل های کواکسیال که مواد محافظ بهتری دارند، نرخ انتقال بالا را امکان پذیر می کنند.
- رسانای خارجی در کابل کواکسیال برای بهبود میرایی و اثربخشی محافظ استفاده می شود. این را می توان با استفاده از فویل یا نوار دوم افزایش داد. این به عنوان پوشش محافظ در برابر محیط استفاده می شود و کابل های کواکسیال را به بازدارنده شعله تبدیل می کند.
معایب کابل
معایب کابل کواکسیال به شرح زیر است:
- به دلیل ضخامت و سفتی نصب در فواصل طولانی، گران است.
- از آن جایی که از یک کابل برای انتقال سیگنال در کل شبکه استفاده می شود، در صورت خرابی در یک کابل، کل شبکه قطع می شود.
- امنیت یک نگرانی بزرگ است، زیرا به راحتی می توان به کابل های کواکسیال با شکستن آن ضربه زد و اتصال T (از نوع BNC) را در بین آن قرار داد.
علایم اختصاری در کابل کواکسیال
“RG ” به معنای “راهنمای رادیویی” است و مشخصات نظامی اولیه برای کابل های کواکسیال در دهه 30 بوده است. RG-1 بسیار نامحبوب بود، در حالی که RG-6 موفق شد. اعداد RG کابل کواکسیال معمولاً فقط نشانگر اندازه هستند.
بیشتر اعداد RG کابل هایی اند که با قطرهای خاص ساخته شدهاند. از آن جایی که قطرهای ضخیم تر معمولاً در طول های طولانی، میرایی کمتری دارند، اما به کابل های محافظ، نوع پوشش و نوع دی الکتریک که خاصیت امپدانس آن را میدهد، اشاره دارد. نکته مهمی که باید بدانید این است که چه سیگنال های فرکانسی را می خواهید با یک کابل ارسال کنید و سپس مشخصات کابل را با جزئیات بیشتری بررسی کنید. امروزه، بسیاری از استانداردها در کابل کواکسیال مبهم شده اند، به این معنی که برای مثال RG58B/U ممکن است ویژگی های بسیار متفاوتی از هر سازنده ای داشته باشد.
افت کابل کواکسیال
به کاهش قدرت سیگنال در حین عبور از کابل، افت کابل کواکسیال می گویند. بدیهی است که هرچه کابل طولانی تر باشد، افت بیشتر است، اما مشخص شده است که تلفات وابسته به فرکانس است و با فرکانس افزایش می یابد. اگرچه سطح واقعی افت به طور خطی به فرکانس وابسته نیست. به طور کلی، سه عامل اصلی برای افت کابل کواکسیال وجود دارد.
تلفات مقاومتی
تلفات مقاومتی در کابل کواکسیال، از مقاومت هادی ها ناشی می شود و سیگنالی که در هادی ها جریان می یابد، منجر به اتلاف گرما می شود. ناحیه واقعی که جریان از طریق آن در هادی انتقال می یابد، توسط اثر پوستی محدود می شود که با افزایش فرکانس، به تدریج آشکارتر می گردد.
افت دی الکتریک
تلفات دی الکتریک، یکی دیگر از تلفات عمده ای است که در اکثر کابل های کواکسیال ایجاد می شود. مشخص شده است که تلفات دی الکتریک، مستقل از اندازه کابل RF هستند و به صورت خطی با فرکانس افزایش می یابند.
تلفات تشعشعی
تلفات تابشی کابل کواکسیال، معمولاً بسیار کمتر از تلفات مقاومتی و دی الکتریک هستند. با این حال، برخی از کابل های کواکسیال ارزان قیمت، ممکن است بافت بیرونی بسیار ضعیفی داشته باشند و در این موارد ممکن است یک عنصر قابل توجه از اتلاف را نشان دهند.
امپدانس کابل کواکسیال چیست
همه کابل ها، دارای یک امپدانس مشخص هستند. برای کابل های کواکسیال دو استاندارد اصلی وجود دارد که در طول سال ها اتخاذ شده است و شامل 75 اهم و 50 اهم می باشند. کابل هم محور 50 Ω ، برای کاربردهای حرفه ای و تجاری استفاده می شود.در حالی که کابل کواکسیال 75 Ω، تقریباً به طور انحصاری برای تلویزیون های خانگی و برنامه های کاربردی VHF FM مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل انتخاب این دو استاندارد امپدانس تا حد زیادی تاریخی است، اما از ویژگی های ارائه شده توسط دو سطح امپدانس نیز ناشی می شود:
- کابل کواکسی 50 اهم کمترین افت را برای وزن معین، می دهد.
- کابل کواکس 75 اهم حداقل وزن را برای یک افت مشخص ارائه می دهد.
اگرچه این دو استاندارد برای اکثریت قریب به اتفاق کابل های کواکسیال که تولید می شوند، مورد استفاده قرار می گیرند، اما هنوز امکان دستیابی به امپدانس های دیگر برای کاربردهای تخصصی در کابل کواکسیال وجود دارد. مقادیر بالاتر اغلب برای نصب کامپیوتر استفاده می شوند، اما مقادیر دیگری از جمله 25، 95 و 125 اهم موجود هستند. ضمن آن که باید اشاره کنیم که کابل RF مینیاتوری 25 اهم به طور گسترده در ترانسفورماتورهای پهن باند هسته مغناطیسی استفاده می شوند. این مقادیر و موارد دیگر از طریق تامین کنندگان تخصصی کابل های کواکسیال در دسترس هستند.
سخن آخر
در این مقاله از خراسان الکتریک به بررسی کابل کواکسیال و انواع مختلف آن پرداختیم. همچنین کاربرد و ساختار آن ها را شرح دادیم. اگر علاقمند به کسب اطلاعات بیشتر پیرامون سیم و کابل هستید یا به دنبال خرید سیم و کابل خراسان الکتریک هستید می توانید از طریق همین سایت اقدام کنید.
منابع: geeksforgeeks , uk.rs-online
خراسان الکتریک
سوالات متداول
- کابل کواکسیال چیست؟
کابل کواکسیال، یک کابل الکتریکی با یک هادی مسی و یک عایق محافظ در اطراف آن و یک شبکه فلزی بافته شده است که از تداخل سیگنال جلوگیری می کند.
- ساختار کابل های کواکسیال از چه بخش هایی تشکیل می شود؟
هادی مس، عایق، توری بافته شده، لایه پلاستیکی محافظ