Коаксиальные кабели.

КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ И ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ РАЗЪЁМЫ ДЛЯ АППАРАТУРЫ РАДИОСВЯЗИ

Коаксиальный кабель, изобретенный в начале столетия для прокладки трансатлантической подводной телеграфной линии связи, был модифицирован в начале тридцатых годов для использования в области радио. В настоящее время ассортимент выпускаемого кабеля насчитывает сотни различных марок.

В любительской радиосвязи используется, как правило, кабель, обладающий волновым сопротивлением 50  или 75 Ом. Современный кабель средней жесткости состоит из центрального медного проводника, окруженного слоем диэлектрика, внешняя поверхность которого покрыта медной оплеткой (вторым проводником) и защитной оболочкой из пластика, защищающей кабель от воздействия окружающей среды. В большинстве типов кабеля в качестве диэлектрика используется полиэтилен, а в качестве внешней оболочки - поливинилхлорид (рис. 1).

1.jpg

Рис.1 Конструкция коаксиального кабеля

Кабель обладает обычно достаточной гибкостью, однако его перегибы под острыми углами (при радиусе кривизны изгиба менее 15-кратного радиуса кабеля) способны приводить, с течением времени, к усталостным изменениям центральной жилы, ее постепенному проникновению через слой диэлектрика и короткому замыканию с оплеткой. Не рекомендуется также свободное подвешивание больших участков кабеля, провисающего под собственным весом.

Хотя оболочка кабеля защищает его от воздействия влаги окружающей среды, на практике целостность оболочки не может быть проконтролирована с абсолютной надежностью. Мельчайшие повреждения поверхности приводят к капиллярному прониканию влаги внутрь кабеля и к потере его электрических характеристик. Поэтому радиолюбителям следует избегать прокладки кабеля как под водой, так и под землей, тогда как пребывание кабеля под дождем вполне допустимо. Наиболее слабым местом кабеля, подверженного воздействию влаги, являются его концы или точки соединения, в том числе разъемы. Капиллярное проникание влаги приводит к окислению и постепенному разрушению оплетки и центральной жилы. Для герметизации стыков кабеля используются как специальные герметики (например Coax Seal), так и обычный пластилин. Существуют также влагозащищенные (но не водостойкие) коаксиальные разъемы UG-21/U, которые могут быть использованы вместо популярных, но не защищенных от влаги разъемов PL-259 и SO-239.

Следует отметить, что паяные соединения отрезков кабеля обладают измененным волновым сопротивлением и являются источником отраженных волн. Поэтому разъемные соединения (PL-259 - PL-258 - PL-259) выглядят предпочтительнее.

Для спецификации коаксиального кабеля используется система кодов и/или обозначений стандартов оборонной промышленности. Марки кабеля, удовлетворяющие требованиям американской военной промышленности (стандарт (MIL-C-17D), маркируются аббревиатурой "RG" (означающей Radio Guide, т. е. "волновод"), за которой указывается числовой код, и далее, возможно, символ "U" ("Utility" - для прикладных задач). Перечень наиболее известных типов кабеля приведен в таблицах 1 и 2, в том числе широко распространенный RG-8/U и более современный кабель RG-213/U, разработанный в соответствии с современными требованиями стандартов NATO (волновое сопротивление 50 Ом). Несколько большими потерями характеризуется семейство кабелей RG-58/U (волновое сопротивление 50 Ом или 53, 5 Ом), выпускаемых с различными типами оплетки и наружной оболочки. Наибольшими потерями вплоть до 1 ГГц характеризуется подсемейство модели RG-8/U, обладающее волновым сопротивлением 50 Ом ("Duobond", 9913, CQ 1001, CQ 1002). Для прокладки под землей может быть рекомендована марка кабеля "Bury-8", а для подключения к вращающимся элементам антенн - сверхгибкий кабель "Flexi-4XL".

Важным компонентом кабеля является материал его оболочки. Оболочка большинства моделей кабеля изготовлена из черного поливинил-хлорида, обеспечивает срок службы кабеля 5 лет и маркируется Class I. Более дорогой материал, также относящийся к ПВХ, обеспечивает долговечность не менее 10-15 лет, защиту от ультрафиолетового излучения и маркируется Class IIA. Маркировка оболочки Class IX означает высокую устойчивость к воздействию окружающей среды, химическую инертность и термостойкость до 200 градусов (материал оболочки - разновидность тефлона). В качестве диэлектрика в различных моделях кабеля используется пенополиэтилен (Foamed РЕ) или вспененный полиэтилен (Air РЕ), обеспечивающий улучшенную влагозащищенность.

Таблица - характеристики коаксиальных кабелей:

Тип Z,Ом Коэфф укоро- чения Емкость в пФ/м Внешний диаметр в мм Материал Макс Uэфф кВ Коэф.затух. дБ/м,MHz: 27/300/900
RG-8A/U 52,0 0,66 88,5 10,3 ПЭ 5,0 0,32/ 1,6/ 3,0
RG-8/U 50,0 0,80 76,2 10,3 ППЭ 1,5 0,26/ 1,0/ 1,7
RG-11A/U 75,0 0,66 61,8 10,3 ПЭ 5,0 0,35/ 1,6/ 3,0
RG-11/U 75,0 0,80 50,7 10,3 ППЭ 1,6 0,25/ 1,0/ 1,7
RG-58A/U 53,5 0,66 85,5 5,0 ПЭ 1,9 0,65/ 3,5/ 6,0
RG-58B/U 53,5 0,66 85,5 5,0 ПЭ 1,9 0,65/ 3,5/ 7,0
RG-58C/U 50,0 0,66 92,4 5,0 ПЭ 1,9 0,65/ 3,5/ 7,0
RG-58/U 53,5 0,79 85,5 5,0 ППЭ 1,9 0,60/ 2,2/ 3,0
RG-59B/U 73,0 0,66 69,0 6,2 ПЭ 1,9 0,60/ 2,2/ 3,0
RG-59/U 75,0 0,79 50,7 6,2 ППЭ 0,8 0,50/ 1,6/ 2,8
RG-71A/U 93,0 0,66 46,0 6,2 ПЭ 1,8 0,50/ 1,6/ 2,8
RG-71B/U 93,0 0,66 46,0 6,2 ПЭ 1,8 0,50/ 1,6/ 2,8
RG-71/U 93,0 0,84 92,4 6,2 ППЭ 0,8 0,26/ 1,0/ 1,7
RG-174A/U 50,0 0,66 92,0 2,5 ПЭ 1,5 2,0/ 5,5/ >10
RG-178B/U 50,0 0,70 95,0 1,5 ПЭ 1,2 2,2/ 8,0/ >10
RG-179B/U 75,0 0,70 63,0 2,5 ПЭ 1,2 1,9/ 5,0/ 8,5
RG-213/U 50,0 0,66 92,0 10,3 ПЭ 5,0 0,32/ 1,6/ 3,0
RG-216/U 75,0 0,66 71,8 10,8 ПЭ 5,0 0,32/ 1,6/ 3,0
РК-50-2-12 50,0 0,76   3,2 МС/ПЭ/МС   2,0
РК-50-2-16 50,0 0,76   3,2 МЛ/ПЭ/МЛ   1,0
РК-50-3-13 50,0 0,76   4,4 М/ПЭ/МЛ   0,70
РК-50-4-11 50,0 0,76   9,6 М/ПЭ/М   0,50
РК-50-7-11 50,0 0,76   10,0 М/ПЭ/М   0,40
РК-50-7-12 50,0 0,76   11,2 М/ПЭ/М   0,40
РК-50-9-11 50,0 0,76   12,2 М/ПЭ/М   0,34
РК-50-1111 50,0 0,76   14,5 М/ПЭ/М   0,28

Высокочастотные разъемы предназначены для соединения и разъединения в электронных цепях передачи сигнала высокой частоты с согласованием. Обеспечивают надежное соединение. Позволяют свести до минимума потери в местах соединения. Могут иметь как обычный, так и изолированный корпус.

По способу соединения высокочастотные разъемы (ВЧ) подразделяются на разъемы:

По конструктивному исполнению высокочастотные разъемы подразделяются на:

По способу монтажа на кабель высокочастотные разъемы подразделяются на :

Таблица основных типов ВЧ разъемов и частот, на которых они применяются.
 
 Название ВЧ разъема    Диапазон рабочих частот    Диаметр кабеля, мм  
BNC 0-4ГГц 2,5-10
UHF 0-300МГц 5-18
MiniUHF 0-1ГГц 3-5
F 0-2ГГц 5-8
SMA 0-12ГГц 3-5
FME 0-2ГГц 3-5
TNC(RP-TNC) 0-11ГГц 3-10
1.6/5.6 0-1ГГц 3-6
N 0-11ГГц 6-10
SMB 0-4ГГц 2,5-3,5

BNC- применяются при монтаже систем видеонаблюдения , локально-вычислительных сетей . Также эти разъемы нашли применение и в измерительном оборудовании. Неоспоримым преимуществом этих разъемов является их невысокая стоимость и возможность быстро разъединять и соединять ответные части, используя байонетное соединение. Разъемы этого типа имеют высокую износоустойчивость и широкий диапазон рабочих температур ( от -55град.С до +85 град.С).

UHF - самая старая и широко распространенная серия ВЧ разъемов, известная также как PL-серия. Из-за простоты монтажа на кабель (накрутка) эти разъемы применяются для аппаратуры связи низкочастотных диапазонов.

Mini UHF - разъемы этой серии используются в основном в радиоэлектронном оборудовании фирмы Motorola (радиостанции).

F - самые дешевые на сегодня разъемы, использующие центральную жилу кабеля непосредственно для соединения. Широко применяются в спутниковом телевидении.

SMA - малогабаритные разъемы, использующиеся в основном в радиоаппаратуре и беспроводных системах связи. Незаменимы там, где необходимы малогабаритные разъемы высокой частоты.

TNC - разъемы применяются в аэрокосмической аппаратуре и радиолокационном оборудовании.

N - это первый разъем, который наиболее полно отвечает требованиям СВЧ диапазона. Область их применения - локальные сети, измерительное оборудование, радиовещание, спутниковое и военное оборудование связи.
 

PL 259-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213, под пайку

PL 259 -разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213,
 ( под пайку )

TNC-7406B шт.RG-59, пайка GT-201 TNC-разъём на кабель RG-58/ 8U/ 213, обжим/ под пайку 

TNC-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213,
 ( обжим\ под пайку )

  TNC-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213, обжим

TNC-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213,
 ( обжим )

  N-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213, под пайку         

N-разъём на кабель RG-58\ 8U\ 213,
( под пайку )

 

(BNC штекер - BNC гнездо)

BNC \ BNC переходник
( BNC штекер -  BNC гнездо)

(BNC штекер - TNC гнездо)

BNC\ TNC переходник
(BNC штекер - TNC гнездо)

(BNC штекер - UHF гнездо)

BNC \ SO 239 переходник
( BNC штекер - UHF гнездо )

(N штекер - UHF гнездо)

N \ SO 239
( N штекер - UHF гнездо)

(SMA штекер - UHF гнездо)

 

SMA \ SO 239 переходник
( SMA штекер - UHF гнездо)

 

(PL 259 штекер - BNC гнездо)

PL 259 \ BNC переходник
( PL 259 штекер - BNC гнездо)

(TNC штекер - UHF гнездо)

TNC \ SO 239 переходник
( TNC штекер - UHF гнездо)

  (UHF гнездо - UHF гнездо)

SO 239 \ SO 239 переходник
( UHF гнездо - UHF гнездо)

( BNC гнездо - SMA гнездо)

 

BNC \ SMA переходник
( BNC гнездо - SMA гнездо)