V modernej oblasti elektronickej komunikácie sú RF koaxiálne káble kľúčovými komponentmi široko používanými v scenároch, ako je bezdrôtová komunikácia, rádio a televízia a radarová navigácia. Pozostávajú z vnútorného vodiča, izolačnej vrstvy, vonkajšieho vodiča a vonkajšieho plášťa. Vnútorný vodič prenáša signály a môže to byť jeden plný drôt alebo viacvláknový krútený drôt; izolačná vrstva je vyrobená z materiálov, ako je polyetylén, aby sa zachovala elektrická izolácia a štrukturálna podpora; vonkajší vodič je vyrobený hlavne zo spleteného medeného pletiva alebo hliníkovej fólie na tienenie elektromagnetického rušenia; vonkajší plášť chráni kábel pred environmentálnou eróziou. Jeho hlavná výhoda spočíva v obmedzení elektromagnetickej energie v médiu na prenos cez koncentrickú štruktúru, čím sa dosiahne prenos signálu s nízkym útlmom, vysokým tieniacim výkonom a širokým frekvenčným pásmom, vďaka čomu je obzvlášť vhodný pre scenáre mikrovlnnej frekvencie.
I. Základné charakteristiky
(1) Charakteristická impedancia
Toto je kľúčový ukazovateľ určujúci účinnosť prenosu signálu, priamo súvisiaci s pomerom veľkosti vnútorných a vonkajších vodičov a výrazne ovplyvnený efektom pokožky. Bežná 50-ohmová impedancia dokáže vyrovnať prenos a stratu energie, prispôsobiť sa väčšine zariadení a je široko používaná v oblastiach, ako je bezdrôtová komunikácia; 75-ohm sa väčšinou používa v sieťach káblovej televízie (CATV), so šírkou prenosového pásma do 1GHz a šírka pásma bežne používaných modelov je 750MHz.
(2) VSWR a návratová strata
VSWR odráža stupeň odrazu signálu a menšia hodnota indikuje lepšiu konzistenciu kábla. VSWR typických mikrovlnných káblových zostáv je medzi 1,1-1,5, čo zodpovedá spätnej strate 26,4-14dB, a účinnosť prenosu v tomto čase dosahuje 96%-99,8%. V praktických aplikáciách môže VSWR menej ako 1,5 uspokojiť väčšinu potrieb.
(3) Výkon útlmu
Útlm (vložný úbytok) sa skladá zo strát dielektrika, vodiča a žiarenia. Čím vyššia je frekvencia a čím menšia je veľkosť vodiča, tým zreteľnejší je útlm a zvyšujúca sa teplota stratu tiež zhorší. Pri výbere je potrebné zvážiť prenosovú vzdialenosť a frekvenciu pre zabezpečenie efektívneho prenosu signálu.
(4) Kapacita napájania
Delí sa na špičkový a priemerný výkon. Prvý závisí od schopnosti napäťového odporu a druhý súvisí s kapacitou rozptylu tepla, ktorú ovplyvňujú faktory, ako je teplotný odpor média, teplota okolia a nadmorská výška. Treba to komplexne zvážiť v kombinácii so skutočným výkonom a frekvenciou.
(5) Ďalšie charakteristiky
Rýchlosť šírenia je nepriamo úmerná dielektrickej konštante média. Čím je dielektrická konštanta menšia, tým je bližšie k rýchlosti svetla, čo pomáha pri lokalizácii poruchy; pasívne intermodulačné skreslenie je spôsobené nelineárnymi faktormi a je možné ho znížiť vysokokvalitnými materiálmi; fázová stabilita počas ohýbania je rozhodujúca pre systémy, ako sú fázové polia, a káble s nízkou hustotou dielektrika fungujú lepšie.
II. Výberové kritériá
(1) Impedančné prispôsobenie
Musí byť v súlade s impedanciou systémového zariadenia. Pre väčšinu scenárov sa volí 50 ohmov a v oblasti rádia a televízie sa uprednostňuje 75 ohmov, aby sa zabránilo odrazu signálu a strate účinnosti.
(2) VSWR a návratová strata
Prednosť majú produkty s malým VSWR a veľkou stratou návratnosti. Pre scenáre s vysokou presnosťou sú potrebné vyššie štandardy a pozornosť by sa mala venovať aj stabilite výkonu celého frekvenčného pásma.
(3) Útlm a výkon
Pre testovanie na krátku vzdialenosť je možné zvoliť káble podľa tolerancie zariadenia a na dlhé vzdialenosti sú potrebné modely s nízkou stratou; pre scenáre vysokého výkonu musí byť výkonová kapacita prísne prispôsobená a hodnotená v kombinácii s faktormi, ako je frekvencia a prostredie.
(4) Tienenie a trvanlivosť
V prostrediach so silným elektromagnetickým rušením sú potrebné káble s vysokou účinnosťou tienenia. Jednovrstvové, dvojvrstvové a trojvrstvové tienenie sú vhodné pre rôzne frekvencie a scenáre; v prípade scenárov s častým ohýbaním by sa mala venovať pozornosť životnosti v ohybe a stabilite fázy a pri testovacích prostrediach by sa mala zvážiť životnosť konektorov.
III. Typické aplikácie
(1) Bezdrôtová komunikácia
Používa sa na pripojenie základňových staníc a antén, vo vnútri mobilných terminálov a bezdrôtových prístupových bodov. Vyžadujú sa káble s nízkou stratou, vysokým tienením a prispôsobením impedancie a flexibilné káble sú vhodné pre potreby miniaturizovaných zariadení.
(2) Rozhlas a televízia
75-ohmové káble sú jadrom sietí káblovej televízie a na prenos na veľké vzdialenosti je potrebné použiť zosilňovače; vysielače ich využívajú na prepojenie vysielačov a antén, aby sa zabezpečila šírka pokrytia signálom.
(3) Radar a navigácia
Radarové systémy sa pri prenose impulzných signálov spoliehajú na káble s vysokou výkonovou kapacitou, nízkou stratou a silným tienením; v navigačných zariadeniach sa vyžaduje stabilný prenos slabých satelitných signálov, aby sa zabezpečilo presné určenie polohy.
Vďaka svojej jedinečnej štruktúre a výkonu sa RF koaxiálne káble stali 'nervovými kanálmi' modernej komunikácie. Pochopenie ich charakteristík a logiky výberu môže lepšie spĺňať potreby rôznych scenárov.
