Hogyan működik a koax: szerkezet, jel és gyártás

Hogyan működik a koax: a rövid válasz

A koaxiális kábel két koncentrikus vezetővel továbbítja az elektromos jeleket – egy tömör belső vezetővel, amelyet egy csőszerű külső vezető (árnyékolás) vesz körül –, amelyeket dielektromos szigetelő választ el egymástól, és külső védőburkolatba van csomagolva. A geometria a jelet a kábelen belül tartja, drasztikusan csökkentve az elektromágneses interferenciát (EMI) és a jelveszteséget a szabványos csavart érpárú vagy párhuzamos vezetékekhez képest. Ez az oka annak, hogy a koax továbbra is az RF átvitel, a szélessávú internet, a kábeltelevízió és a precíziós műszerezés legjobb választása, még akkor is, ha az üvegszálas és vezeték nélküli alternatívák bővülnek.

A koaxiális kábel minden rétegének meghatározott fizikai és elektromos célja van. A vezető áramot vezet; a dielektrikum szabályozza az impedanciát és a terjedési sebességet; a pajzs blokkolja a zajt; a kabát véd a mechanikai és környezeti sérülésektől. Távolítson el egy réteget, és a kábel nem fog megfelelően működni. Az egyes rétegek – és azok interakcióinak – megértése megmagyarázza, hogy a koaxiális tervezés miért igényesebb, mint amilyennek látszik.

A koaxiális kábel fizikai felépítése, rétegenként

Belső vezető

A középső vezeték jellemzően tömör vagy sodrott réz, bár rézzel bevont acélt (CCS) és ezüstözött rezet használnak nagyfrekvenciás vagy nagy szilárdságú alkalmazásokban. Az átmérő a miniatűr RF-kábelek 0,5 mm alattitól a nagy CATV trönkkábelek 10 mm-nél nagyobbig terjed. Magas frekvenciákon az áram a vezető felülete közelében halad – ezt a jelenséget bőreffektusnak nevezik –, így a vezető felületi minősége és vezetőképessége közvetlenül befolyásolja a veszteségadatokat. Az ezüstözés növeli a felületi vezetőképességet, ezért a mikrohullámú minőségű kábelek gyakran használják.

Dielektromos szigetelő

A belső és a külső vezető között elhelyezkedő dielektrikum két kritikus paramétert szabályoz: az impedanciát és a terjedési sebességet (VoP). A gyakori dielektromos anyagok közé tartozik a szilárd polietilén (PE), a habpolietilén, a politetrafluor-etilén (PTFE) és a légteres kialakítás. A hab PE csökkenti a dielektromos állandót nagyjából 2,25-ről (szilárd PE) körülbelül 1,4-1,6-ra , amely a fénysebesség körülbelül 66%-áról 78–85%-ra emeli a VoP-t, és egyben csökkenti a dielektromos veszteséget – mindkettő kívánatos szélessávú vagy hosszú távú alkalmazásokhoz. A PTFE-t akkor választják, ha a hőmérsékleti stabilitás számít; elektromos tulajdonságait –65 °C és 200 °C között tartja.

A dielektromos réteg vastagsága és egyenletessége közvetlenül meghatározza a kábel karakterisztikus impedanciáját. Még az enyhe excentricitás is – a belső vezető középpontjától eltérő elhelyezkedése – eltolja az impedanciát és visszaverődéseket hoz létre. Ez az oka annak, hogy a huzal- és kábelextruder pontossága annyira számít a gyártásban: a keresztfejű szerszámnak a mikrométerben mért tűréshatáron belül kell központosítania a vezetőt.

Külső vezető (pajzs)

Az árnyékolás egyidejűleg két funkciót lát el: a jel visszatérő áramútja, és az elektromágneses gát, amely megakadályozza, hogy külső zaj a kábelbe csatlakozzon. A gyakori pajzsszerkezetek a következők:

• Tömör alumínium vagy rézcső — keményvonalas KTV-kábelekben használják; közel 100%-os lefedettség, nagyon alacsony veszteség, merev
• Fonott pajzs – jellemzően 85–98%-os optikai lefedettség; rugalmas, tartós, használt RG-58, RG-6, RG-11
• Fóliafonat kombináció — a fólia 100%-os fedést biztosít; a fonat növeli a mechanikai szilárdságot és az egyenáramú folytonosságot; gyakori a műholdas és szélessávú kábelekben
• Tri-shield és quad-shield — több fólia- és fonatréteg nagy interferencia-környezetekhez; az árnyékolás hatékonysága meghaladhatja a 90 dB-t

Külső kabát

A köpeny a legkülső védőréteg, amely általában PVC-ből, polietilénből, LSZH-ból (low füst, nulla halogén) vagy fluorpolimerekből készül. A kabát anyagválasztását a beépítési környezet határozza meg: a PVC gazdaságos és égésgátló beltéri használatra; A PE és az LLDPE UV- és nedvességállóságot biztosít kültéri temetéshez; Az LSZH kötelező a közterületeken és a közlekedési infrastruktúrában, a tüzek mérgezőgáz-kibocsátásának csökkenése miatt. A köpenyt egy huzal- és kábelextruder segítségével külön extrudáló menetben helyezik fel, miután az árnyékolás elkészült.

Jellegzetes impedancia: Miért dominál az 50 Ω és a 75 Ω?

A karakterisztikus impedancia nem egyenáramú ellenállás – ez egy frekvenciafüggetlen tulajdonság, amelyet teljes mértékben a kábel geometriája és a szigetelő dielektromos állandója határoz meg. A képlet a következő:

Z₀ = (138 / √εr) × log₁₀(D/d)

Ahol εr a dielektrikum relatív permittivitása, D a külső vezető belső átmérője, d pedig a belső vezető külső átmérője. Két impedanciaérték uralja a koaxiális világot jól bevált műszaki okok miatt:

A polietilén dielektrikummal ellátott koax elméleti minimális veszteségi impedanciája körülbelül 77 Ω – ezért a 75 Ω lett a műsorszórási szabvány. Az 50 Ω érték kompromisszum a maximális teljesítménykezelés (~30 Ω optimum) és a minimális veszteség között, így jobban megfelel a kétirányú RF kapcsolatoknak. A forrás, a kábel és a terhelés közötti nem illő impedancia jelvisszaverődést, állóhullámokat és teljesítményveszteséget okoz – a problémákat a feszültség állóhullámarány (VSWR) számszerűsíti.

Jelátviteli mechanika a kábelen belül

A koaxiális kábel nem úgy továbbítja a jeleket, ahogy a legtöbb ember intuitíve elképzeli. Az energia nem úgy áramlik át a vezetőn, ahogy a víz egy csövön keresztül. Ehelyett elektromágneses hullámként terjed a belső és a külső vezető közötti térben - a dielektromos tartományban. A vezetők határfeltételekként működnek, amelyek irányítják és korlátozzák a hullámot. Ezt a terjedési módot TEM (transzverzális elektromágneses) módnak nevezik, amelyben mind az elektromos, mind a mágneses mező összetevői teljesen keresztirányban vannak a haladási irányra.

Az elektromos tér sugárirányban sugárzik a belső vezető ( ) és a külső vezető (–) között, míg a mágneses tér koncentrikus köröket alkot a belső vezető körül. Mivel a mező teljesen be van zárva az árnyékolásba, a kábel szinte semmilyen energiát nem sugároz kifelé, és szinte immunis a külső mezőkkel szemben – mindaddig, amíg az árnyékolás sértetlen marad. Az árnyékolás szakadása, rossz csatlakozó vagy megtört kábel megzavarja a terepi geometriát, és zajt és veszteséget okoz.

A terjedési sebesség és az elektromos hossz

A jelek olyan sebességgel haladnak át a koaxon, amely a vákuumban lévő fénysebesség töredéke, amelyet a dielektrikum határoz meg. A szilárd PE körülbelül 66%-os VoP-t ad; a PE hab 78-85%-ra emeli; A PTFE légterű kialakítások elérhetik a 93-98%-ot. Egy 10 méteres, tömör PE-vel ellátott kábel esetén az egyirányú jel késleltetése nagyjából 50 nanoszekundum. Ez számít a precíziós időzítésben, a radarrendszerekben és a fázissoros antennákban, ahol a kábelhosszakat meghatározott elektromos hosszúságokra – a jel hullámhosszának töredékére vagy többszörösére – vágják a szabályozott fázisviszonyok elérése érdekében.

Csillapítási mechanizmusok

A koaxiális jelvesztés három fő forrásból származik:

• Vezető elvesztése - rezisztív fűtés a belső vezetőben és az árnyékolásban, domináns az alacsonyabb frekvenciákon és arányos a √f-vel a skin hatás miatt
• Dielektromos veszteség — a szigetelő által elnyelt energia, amikor a váltakozó tér megterheli a molekulaszerkezetét; lineárisan növekszik a frekvenciával, ezért alacsony veszteségű dielektrikumokat, például PTFE-t és hab PE-t használnak mikrohullámú frekvenciákon
• Sugárzás veszteség — szivárgás a pajzs tökéletlenségein keresztül; általában elhanyagolható a jól felépített kábeleknél, de jelentős, ha az árnyékolás megsérül, vagy ha magasabb rendű terjedési módokat gerjesztenek a kábel vágási frekvenciája felett

A csillapítás dB-ben van megadva hosszegységenként meghatározott frekvenciákon. Egy szabványos RG-6 négyárnyékolású kábel nagyjából 2,0 dB/100 láb 100 MHz-en és 6,5 dB/100 láb 900 MHz-en , amely bemutatja, hogy a veszteség hogyan növekszik jelentősen a gyakorisággal. A csúcskategóriás, alacsony veszteségű kábelek, mint például az LMR-400, a 900 MHz-es csillapítást körülbelül 2,7 dB/100 lábra csökkentik a nagyobb vezetékeken és a hab dielektrikumon keresztül.

A koaxiális kábel gyártása: a szerepe a Huzal- és kábelextruder

A koaxiális kábel gyártása többlépcsős folyamat, ahol a méretpontosság minden szakaszban meghatározza a kábel elektromos teljesítményét. A huzal- és kábelextruder központi szerepet játszik a két legkritikusabb lépésben: a dielektromos szigetelésben és a külső köpenyben.

Belső vezető Drawing and Stranding

A folyamat úgy kezdődik, hogy rézrudat húznak át egy sor szerszámon, hogy elérjék a célvezető átmérőt. A tűrések szűkek: egy 0,9 mm-es vezetővel rendelkező 50 Ω-os kábelnél már ±0,01 mm-es eltérés is észrevehetően eltolja az impedanciát. A sodrott vezetők az extrudáló sor előtt egy kötegelő vagy sodródó gépen mennek keresztül.

Dielektromos extrudálás

A huzal- és kábelextruder itt látja el a legkritikusabb funkcióját. A vezetőt egy keresztfejű szerszámon keresztül vezetik be, és olvasztott PE-t, hab PE-t vagy PTFE-vegyületet alkalmaznak körülötte szabályozott nyomáson és hőmérsékleten. A dielektrikum koncentrikusságát – azt, hogy a vezető milyen pontosan van központosítva a szigetelésen belül – a dielektrikum falvastagságának ±1–2%-án belül kell tartani, hogy az impedancia a specifikáción belül maradjon.

Hab PE kábeleknél gázt (általában nitrogént) fecskendeznek be az olvadt polimeráramba, hogy szabályozott sejtszerkezetet hozzanak létre. A hab sűrűsége közvetlenül beállítja a dielektromos állandót , ezért a gáznyomást, az olvadékhőmérsékletet és a vezeték sebességét szorosan össze kell hangolni. A modern kábelextrudersorok valós idejű kapacitásmérést alkalmaznak a szerszám után – az egységnyi hosszonkénti kapacitás mérése azonnal jelzi a szigetelés átmérőjét és a dielektromos állandót, lehetővé téve az automatikus visszacsatolást az extruder vezérlőrendszeréhez.

Az extrudálás után a szigetelt vezető egy vízhűtő vályún halad át, hogy megszilárduljon a dielektrikum, mielőtt elérné a hernyó-lehúzó egységet. A kis átmérőjű koaxiális dielektromos extrudálás vonalsebessége jellemzően 100 és több mint 500 méter/perc között van, a vezető méretétől és a dielektromos vastagságtól függően.

Árnyékolás

A dielektrikum lehűlése és felcsévélése után a kábel egy árnyékoló vezetékhez kerül. A fóliapajzsok felhordása alumínium-poliészter laminált szalaggal hosszirányban vagy spirálisan a dielektrikum fölé tekerhető. A fonott pajzsokat olyan fonógépen alkalmazzák, amelyben több tucat-száz orsó finom réz- vagy ónozott rézhuzalt hordoz. A fólia plusz fonott konstrukciót igénylő kábeleknél mindkét művelet kombinálható egyetlen gépi menetben.

Kabát extrudálás

Az utolsó extrudálási lépésben a külső burkolatot egy másik huzal- és kábelextruderrel alkalmazzák – jellemzően egycsavaros vagy ikercsavaros gép, a vegyülettől függően. A PVC burkolatsorok általában 50–150 m/perc sebességgel működnek; A PE és LSZH vegyületek gondos hőmérséklet-profilozást igényelnek az extruder hengere mentén, hogy megakadályozzák a degradációt. A köpeny falvastagságának egyenletességét szikravizsgálattal (nagyfeszültségű folytonossági vizsgálat 2–6 kV-on) és beépített lézerátmérővel ellenőrizzük. A kész kábelekre nyomtatott típusjelzés, impedancia, névleges feszültség és gyártási dátum a helyszíni azonosításhoz.

Általános koaxiális kábeltípusok és specifikációik

Az "RG" megjelölés (Radio Guide) eredetileg az Egyesült Államok katonai specifikációs rendszere volt. Míg a modern kábeleknél sok RG megjelölést felváltottak a gyártó által meghatározott cikkszámok, az örökölt jelöléseket továbbra is széles körben ismerik az iparágban. A különbségek megértése segít az adott alkalmazáshoz megfelelő kábel kiválasztásában.

Csatlakozók és lezárás: ahol a legtöbb probléma kezdődik

Maga a kábel csak egy koaxiális kapcsolat része. A csatlakozó áthelyezi a jelet a kábelről a berendezésre, és ha rosszul készült vagy van beszerelve, a jelvesztés, a visszaverődés és a meghibásodás domináns forrásává válik. A csatlakozónak ugyanazt a karakterisztikus impedanciát kell megőriznie, mint a kábelnek a belső geometriáján keresztül – minden folytonossági hiány visszaverődést okoz.

Gyakori koaxiális csatlakozótípusok

• BNC (Bayonet Neill – Concelman) — 50 Ω, ~4 GHz-re névleges, negyedfordulatú bajonettzár; szabvány a tesztberendezésekben, a videóban és a műszerekben
• SMA (SubMiniature A verzió) — 50 Ω, 18 GHz-re névleges, menetes; széles körben használják RF modulokban, antennákban és mikrohullámú készülékekben
• N-típusú — 50 Ω vagy 75 Ω, 11–18 GHz-re méretezett, időjárásálló; kültéri antennákban és bázisállomási berendezésekben használják
• F-típusú — 75 Ω, ~3 GHz-ig; mindenütt megtalálható a lakossági CATV és műholdas berendezésekben; maga a kábel középső vezetéke szolgál csatlakozó tűként
• PL-259 (UHF) – névlegesen 50 Ω, de nem igazán állandó impedancia; a gyakorlatban ~300 MHz-re mérve; gyakori az amatőr rádiózásban

A megfelelő lezárás megköveteli a kábel pontos méretre történő csupaszítását, a fonat összetörésének elkerülését, a dielektrikum koncentrikusságának megőrzését a csatlakozó interfészén, és a megfelelő nyomaték alkalmazását az illesztéskor. Egyetlen, nem megfelelően telepített F-csatlakozó egy kábeltelevíziós elosztórendszerben jelbelépést (külső jelek beszivárgását) és jelkimenetet (kábeljelek kiszivárgását) okozhat, ami rontja a teljes csomópont teljesítményét.

Koax vs. egyéb átviteli adathordozók: mikor válasszuk?

A koaxiális kábel nem a megfelelő választás minden alkalmazáshoz, de bizonyos esetekben megőrzi egyértelmű előnyeit. Ha összehasonlítja a szokásos alternatívákkal, kiderül, hol illik a legjobban.

Koax vs. csavart érpár (Cat5e/Cat6/Cat8)

A csavart érpár a differenciális jelzésekre és a szűk csavarási sebességre támaszkodik az EMI megszüntetéséhez – ez alapvetően különbözik a koax árnyékolt TEM-módjától. A sodrott érpár uralja a strukturált Ethernet-kábelezést, mivel olcsóbb, könnyebb és könnyebben lezárható. Néhány száz MHz feletti RF-frekvencián vagy nagy interferencia-környezetben azonban nem tud megfelelni a koaxnak. A Cat8 40 Gbps-t támogat, de csak 30 méter feletti futást 2 GHz-en ; a megfelelően telepített RG-6 koax a 3 GHz-es szélessávú jeleket sokkal nagyobb távolságokon kezeli, sokkal egyszerűbb erősítéssel.

Koax vs. Fiber Optic

Az optikai szál lényegében nulla elektromágneses interferencia-érzékenységet, sokkal kisebb csillapítást biztosít nagy távolságokon (~0,2 dB/km az egymódusú, míg a 40–100 dB/km koaxiális mikrohullámú frekvenciákon), és a sávszélesség-kapacitást, amely eltörpül a réz mellett. A kompromisszum az adó-vevő elektronikájának költsége, a törékenység és a jel melletti egyenáram átvitelének képtelensége. A koaxot továbbra is előnyben részesítik a rövid rádiófrekvenciás kapcsolatok, az antenna betápláló vezetékek és az olyan alkalmazások esetében, amelyek tápjelet igényelnek egyetlen kábelen (például fantomtáplált mikrofonok, koaxon keresztül táplált aktív műholdas LNB-k).

Coax vs. Waveguide

Körülbelül 18 GHz feletti frekvenciákon a koaxiális veszteségek túl magasak, és a hullámvezető – egy üreges fémcső, amely EM hullámokat hordoz – sokkal kisebb csillapítást biztosít. A Hullámvezetőnek nincs belső vezetője, ezért nincs vezetőveszteség a központban; merev felépítése és frekvenciaszelektív jellege (a hullámvezető csak a határfrekvenciája feletti jeleket engedi át) alkalmatlanná teszi szélessávú vagy rugalmas telepítésre. A koax dominál 18 GHz alatt mindenhol, ahol rugalmasságra és csatlakoztathatóságra van szükség.

Minőségellenőrzés a koaxiális kábelgyártásban

A koaxiális kábelgyártás precíziós követelményei a minőség-ellenőrzést folyamatos, soron belüli folyamattá teszik, nem pedig egy sorozatos ellenőrzést a végén. A koaxiális gyártáshoz használt huzal- és kábelextrudersor általában több mérőrendszert integrál egyidejűleg:

• Lézeres átmérőmérők — a dielektromos OD érintésmentes mérése, jellemzően ±0,001 mm pontossággal; közvetlenül a hűtővályú után helyezzük el
• Kapacitás monitorok — mérje meg az egységnyi hosszra eső kapacitást, ami korrelál a dielektromos falvastagsággal és a dielektromos állandóval; az eltérések automatikus vonalsebesség vagy extruder fordulatszám-korrekciót váltanak ki
• Excentricitás szkennerek — A röntgen- vagy ultrahangos szkennerek valós időben ellenőrzik a belső vezető koncentrikusságát a dielektrikumon belül
• Szikratesztelők - alkalmazzon 2–10 kV DC vagy AC feszültséget a dielektrikumon keresztül, hogy észleljen minden olyan tűlyukat vagy vékony foltot, amely a szigetelés meghibásodását okozhatja üzem közben
• A kábel TDR tesztelése befejeződött - az időtartomány reflektometria azonosítja az impedancia folytonossági zavarait a kész kábel mentén úgy, hogy impulzust küld a vonalon és elemzi a visszaverődéseket

A műsorszórási minőségű CATV-kábel impedancia-egyenletességi specifikációi általában ±2 Ω a teljes kábelhosszon , 23–30 dB strukturális visszatérítési veszteséggel (SRL) az 5–1000 MHz sávban. Ezeknek a számoknak a 200 m/perc feletti gyártási sebességnél történő következetes elérése rendkívül precíz szerszámtervezést, anyagkonzisztenciát és zárt hurkú folyamatvezérlést igényel – mindez a huzal- és kábelextruder és a hozzá tartozó mérőrendszerek teljesítményén összpontosul.

Valós alkalmazások, amelyek megmutatják, hogyan működik a koax a gyakorlatban

Kábeltelevíziós (CATV) elosztás

A kábeltelevíziós fejállomás fogadja a jeleket, és hibrid szálas koaxiális (HFC) hálózaton osztja el azokat. Az üvegszál továbbítja a jelet a fejvégtől a szomszédos csomópontok felé; Az RG-11 vagy a keményvonalas koax a csomóponttól a csaphoz viszi (általában 500 méteren belül); Az RG-6 cseppek a csapból csatlakoznak az egyes otthonokhoz. Mindegyik szegmens erősítőket használ a kábel csillapításának leküzdésére, a kábel vesztesége alapján elosztva a legmagasabb vivőfrekvencián – jellemzően 1 GHz vagy magasabb a DOCSIS 3.1 rendszerekben.

Mobil bázisállomások

A BTS rádióegység és a torony tetején lévő antenna közötti betápláló kábel szinte mindig koaxiális – vagy rugalmas hullámos koaxiális, vagy merev, kemény vonalú. A 900 MHz-en futó 30 méteres LMR-400 nagyjából 0,8 dB-t veszít; 2,1 GHz-en (3G UMTS) ugyanez a futás körülbelül 1,3 dB-t veszít. Minden dB feeder veszteség közvetlenül csökkenti az effektív sugárzott teljesítményt, ezért váltak uralkodóvá a rádióegységet a torony tetejére felszerelõ távoli rádiófej (RRH) telepítések – amelyek szálon keresztül csatlakoznak az alapsávi egységhez: teljes mértékben kiküszöbölik a feeder veszteséget.

Orvosi és ipari műszerek

Az ultrahang-átalakítók, az MRI-jelláncok és az ipari radarszintmérők ugyanazon okból támaszkodnak koaxiális kapcsolatokra, mint a műsorszóró rendszerek: az árnyékolás integritását és a szabályozott impedanciát. Az ultrahangban a koax MHz-es tartományú impulzusokat továbbít a piezoelektromos jelátalakítókhoz és onnan vissza, minimális torzítással. A dielektrikumnak és a vezetőanyagnak bizonyos esetekben biológiailag kompatibilisnek kell lennie, és a kábelnek túl kell vészelnie a sterilizálási ciklusokat – olyan követelmények, amelyek a terveket a speciális huzal- és kábelextruder-vonalakon gyártott speciális fluorpolimer dielektrikumok felé tolják.

GPS és műholdvevők

A GPS 1575,42 MHz-en (L1) és 1227,60 MHz-en (L2) működik. Az aktív GPS-antenna és a vevő közötti koaxiális táv ugyanazon a kábelen keresztül táplálja az RF jelet és az antenna beépített LNA-jának egyenáramát is. A kábelvesztés közvetlenül rontja a jel-zaj arányt. Egy 10 méteres RG-6 1,5 GHz-en fut, nagyjából 1,0 dB veszteséget okoz — kezelhető; egy 50 méteres futás közel 5 dB-t fogyasztana, ami jellemzően meghaladja a szabványos aktív antennák LNA-erősítését, és tápfeszültségű jelerősítőt igényel.

Gyakran Ismételt Kérdések a Coax működésével kapcsolatban

Miért van a koaxiális kábelnek ilyen jó EMI-elutasítása?

Mivel a jelet hordozó elektromágneses tér teljesen be van zárva a belső és a külső vezető közé. A külső mezők nem tudnak áthatolni a folyamatos árnyékoláson – áramot indukálnak az árnyékolás külső felületén, de ezek az áramok nem befolyásolják a belső mezőt. Ennek a fordítottja is igaz: a kábel belső jelmezeje nem sugárzik kifelé, megakadályozva a más rendszerekkel való interferenciát. Ez a "koaxiális szimmetria" az alapvető ok, amiért a koaxiális teljesítmény felülmúlja a nyílt vezetéket vagy a csavart érpárt RF környezetben.

Mi történik, ha rossz impedanciakábelt használ?

75 Ω-os kábel használata 50 Ω-os rendszerben impedancia eltérést okoz. A jelteljesítmény egy része minden átmenetnél visszaverődik a forrás felé – a bemeneten és a kimeneten. A visszavert és beeső hullámok együttesen állóhullámokat hoznak létre a kábelen, ami azt jelenti, hogy a jel amplitúdója a kábel hossza mentén változik, nem pedig állandó. Az 1,5:1-es VSWR (szerény eltérés egy 50/75 Ω-os csatlakozástól) körülbelül 4%-os visszavert teljesítményt jelent. A nagy teljesítményű rádiófrekvenciás adókban a túlzott visszavert teljesítmény károsíthatja az utolsó fokozatú erősítőt. A precíziós mérés során hibákat vezet be a mért jelben.

Tud egyszerre áramot és jelet vezetni koaxon keresztül?

Igen. Ezt Power over Coax (PoC) vagy műhold összefüggésben LNB tápellátásnak nevezik. Egyenáramú feszültség (jellemzően 13 V vagy 18 V a műholdvevő LNB-knél; CCTV esetén változó) a belső vezetőre van ráhelyezve az RF jel mellett. Egy előfeszítő póló – egy egyszerű induktor-kondenzátor hálózat – választja el a DC és RF útvonalakat mindkét végén, lehetővé téve a berendezés számára, hogy az RF jel befolyásolása nélkül húzza ki vagy injektálja a DC-t. Az áramerősségeket a vezeték mérete és a csatlakozóérintkezők névleges értéke korlátozza, általában néhány száz milliamper a szabványos koax esetében.

Mi korlátozza a koaxiális kábel által kezelhető maximális frekvenciát?

Két tényező határozza meg a frekvencia felső határát. Először is, a csillapítás a frekvenciával növekszik, ami végül a kábelt célszerűtlenné teszi. Másodszor – és még alapvetőbb – amikor a jel hullámhossza összehasonlíthatóvá válik a kábel keresztirányú méreteivel, a TEM mód mellett magasabb rendű terjedési módok (TE és TM módok) is gerjeszthetők. Ezek az üzemmódok különböző sebességgel haladnak, jeltorzulást és sugárzott szivárgást okozva. Az első magasabb rendű mód vágási frekvenciája kb f_c = 7,52 / (D d) GHz (méretekkel cm-ben). A szabványos RG-58 körülbelül 11 GHz-et vág le; a kisebb átmérőjű kábelek, mint az UT-047, képesek túllépni a 65 GHz-et.

Hogyan befolyásolja a hajlítás a koaxiális kábel teljesítményét?

Ha egy koaxiális kábelt a minimális hajlítási sugara alá hajlítanak, akkor a dielektrikum torzul, a belső vezető eltolódik a középponttól, és tartósan deformálhatja a külső vezetőt – mindez megváltoztatja a helyi impedanciát és növeli a jelvisszaverődést. A gyártók egy minimális hajlítási sugarat határoznak meg, amely általában a kábel külső átmérőjének 10-20-szorosa fix telepítés esetén, és 6-10-szerese ismétlődő rugalmas alkalmazások esetén. Az éles törések tartósan károsak. A 10 GHz feletti nagyfrekvenciás alkalmazásoknál a félmerev kábel enyhe hajlításait is figyelembe kell venni a szerelvény elektromos teljesítményében.