Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Радиочастотные линии

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Схема замещения оапрошвления оплетки «а высоких и сверхвысоких частотах (.рис. 3.25) включает ,в себя контактные сопротивления R, а также дополнительно емкостную (.или и.ндукт.ив-


4ZD-0

Рис. 3.25. Схема замещения сопротивления оплетки на длине элемен-та,р.ной ячейки «а сверхвькоких частотах л.

ЮГГц


Рис 3.24. Путь прохождения тока во внешнем проводнике коаксиального каСеля на сверхвысоких частотах

Рис. 3.26. Зависимость коэффициента оплетки Кг от угла оплетки ф" из посеребениых проволок Для 75-омного кабеля диаметром изоляции 4,6 мм

лую) составляющую комплексного сопротивления. При этом сопротивление оплетки на длине элементарной ячейки .может быть представлено как параллельное соединение (проволок и (контактов

npi/?nP2 +-.-~:-\

ОПЛ---S-L (3 J щ

Rapi + Rnpi +

или в общем 1В(иде

Ron = E{R, /?„, а, П, D, dl, т, п). (3.177)

Для количественной оценки степени (влия.ния контактов на сопротивление оплетки (было проведено сравнение сопротивлений оплеток, (Имеющих одинаковую (конструкцию (И размеры, но различный матер;иал покрытия - медное, посеребренное и эмалевое. На частотах ниже 0,2 ГГц в 1вел(ич,ИНах сопротивлений не было обнаружено замепной разницы. Начиная с частоты 3 ГГц и выше, наблюдалось очень резкое увеличение .оопротивления ошибки с эмалевым покрытием, значительное- с медным и незначительное- с серебряным.

Эмалевое по;крытИ€ существенно увеличивает сопротивление KO.HTактов и (соответственно общее шпротивление оплетки. Окис-ные .пленки, образующиеся на меди, могут достигать значительной толщины, соизмеримой с глубиной .проник1НовеНИя тока на СВЧ. Это также (Приводит к росту сопротивления оплетки и потерь IB кабеле. На серебре при .нормальной температуре образуется очень тонкий (толщ.иной в молекулы) окисный слой, который со временем изменяется незнач(Ительно. Это практически .не приводит к заметному увеличению сопротивления.

Контактные сопротивления между проволокам.и оплетки зависят не только от материала, состояния поверхности проводников, кон1СТ1рукции оплетки, но и от степени изгиба образца .кабеля, так как переходное сопротивление контакта за,в(исит и от усиления прижатия контактирующих поверхностей, которое при экоплуата-ции кабеля может изменяться. Поэтому (при расчетах целесооб-раз1Но использовать экспериментальные зав.исимости коэффициента оплетки /Сг- Такие зависимости для (наиболее важных практических .случаев даны на рис. 3.26-3.28. Из анализа рисунков

ЮГГЦ



Рис. 3.27. Зависимость коэффициента оплетки Кг от угла оплетки Ф° из медных Проволок для 75-омного кабеля с диаметром по изоляции 4,6 мм

Рис. 3.28. За.висимость коэффициента оплетки Кг от плотности П для оплеток из посеребренных. (f) и медных (II) проволок для 7)5-.ам.ного кабеля с диам!етром по изоляции 4,6 мм

видно, что коэффициент оплетки может принимать больш.ие значения, особенно на частотах выше 3 ГГц для неплотных оплеток из медных проволок. Это приводит (К резкому ухудшению экранирующих свойств оплетки .и значительному увел(ичению коэффициента затухания. Экспериментальные исследования (показали, что .оптимальной является конструкция оплетки, у которой угол ф равен 50-60°, плотность - 88-927о-



Таким образом, расчетная формула сопротивления коаксиального кабеля R, Ом/м, с многопроволочньвм медным внутренним .проводником 1и внешним в виде оплетки из медных прОВОлок будет иметь вид

/? = 8,37-10" (- + -

or •>

Значения сплошного внутреннего проводника равно d, а в •случае многопроволочного витого проводника правильной скрутки, применяемой в коаксиальных кабелях, принимается равным d„= (2nn~l)di, где i-диаметр одной проволоки; «„ - число .повивов, образующих внутренний проводник. Для -оемипроволоч-*ного проводника d„ = 3di.

3.11. РАСЧЕТ ИНДУКТИВНОСТИ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ

При сплошных внутреннем и внешнем проводниках индуктивность Коаксиального кабеля рассчитывается по ф-лам (3.39) - (3.41). В случае многопроволочного внутреннего проводника общая индуктивность коаксиального кабеля будет определяться по формуле

L = Lia + Ltb + La, + Lbz + 4. (3.179)

где Lia и Lib - индуктивности внутреннего и внешнего проводников за счет поперечного поля; Laz и Lbz - Дополнительные индуктивности (Внутреннего и внешнего проводников за счет продольного поля; Z-e -межпроводниковая индуктивность.

Значения i.,a. Lib, Laz и Lbz определяются соответственно по ф-лам (3.138), (3.34), (3.151) и (3.164). Межпроводниковая ин-дукиззность может быть найдена по формуле

(3.180)

тде d, = 4-(1 +v)-Vv

4 = 4,6-10-lgD/d3, nidi

Для расчета внутренней индуктивности внешнего проводника в ьиде оплетйи теоретически обоснованных формул пока нет. Приближенно для этого случая можно использовать ф-лу (3.34).

Следует отметить, что анутренняя индуктивность проводников очень мала по сравнению с внешней индуктивностью, и практически расчет индуктивности коаксиальных кабелей можно производить по ф-лам (3.41) и (3.180).

3.12, РАСЧЕТ ЕМКОСТИ И ПРОВОДИМОСТИ ИЗОЛЯЦИИ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ

Емкость коаксиального кабеля со сплошными внутренним и внешним проводниками и оплошным заполнением диэлектриком может быть рассчитана по ф-ле (3.46). Если внутренний правод-пип миогопроволочный, то диаметр внутреннего проводника сле-

дует принимать равным 4- Если внешний проводник выполнен из-оплетки, емкость кабеля получается несколько меньше. Это можно учесть введением поправочного коэффициента Kz- В данном случае емкость кабеля С, Ф/м, определяется по формуле

24,М0-2еКз

IgD/d

(3.181>

где Кз - коэффициент, учитывающий форму внешнего проводника и представляющий собой отношение емкости кабеля при внешнем проводнике из оплетки к емкости кабеля при сплошном внешнем (проводнике. Опыт показывает, что значение этого коэффициента следует принимать равным 0,98-0,99.

Необходимо отметить, что значение коэффициента Кз поддается теоретическому расчету и зависит от диаметра проволок оплетки, ее плотности и диаметра кабеля (по изоляции. Однако эти зависимости незначительны и при инженерных расчетах их можно не учитывать.

Поправочный коэффициент Кз при расчете емкости кабеля с оплеткой может быть введен и в подлогарифмическое выражение ф-лы 1(3.179). В данном .случае его з(начение колеблется в пределах 1,03-1,09. Причем чем (больше диа1метр кабеля по изоляции, тем меньше значение этого коэффициента.

В тех .случаях, когда изоляционный слой в кабеле (не является сплошным, в ф-лы (3.46) м (3.181) вместо е .следует подставлять значение эквивалентной диэ.теклричеокой (проницаемости еэ- Проводи-мость изоляции такого коаксиального кабеля может быть-определена (ПО ф-ле (3.45); при этом подставляется значение tgfi .изоляционного материала. Во всех других случаях необходимо подставлять эквивалентное .значение та.нгенса угла диэлектрических потерь -tg бэ.

В связи с большим разнообразием форм диэлектрика в коаксиальном кабеле (колпачки, шайбы, .опирали, ленты и т. д.) здесь не .представляется возможным привести конкретные формулы определения Еэ и tgSa для всех частных случаев. Поэтому приведем лишь основные соотношения, которые позволят реш.ить любую практическую задачу.

Исходя из теории цилиндрического конденсатора с двухслойной изоляцией, можно получить следующие выражения для эквивалентных диэлектрической проницаемости и тангенса зтла ди-электричеоких потерь:

xg« eiVitgdi+eVtgd (3.183)

4Vi+e,V,

где значения с индексо1М «Ь относятся к первому диэле)ктрику, а значения с индексом ,«2» -ко второму диэлектрику; Vi и 12- объемы диэлектриков.



при определении эквивалентных значений еэ и tgSa комбинированной сплошной изоляции необходимо учитывать не только форму, iHo и взаимное раоположение диэлектриков. В этом случае

Рис. 3.29. К расчету эквивалентного значения вэ н tg бэ: а) распределение слоев в ра-дналшом .направлении; б) распределение слоев в тангенциальном направлении



оказались наиболее целесообразными условная замена действительной изоля1ЦИ,й эквивалентной и приведение ее к одному из видов двухслойной изоляции. Такая замена показана на рис. 3.29а комбинацией слоев в радиальном направлении (по г) и на рис. 3.296 -комбинацией слоев в тангенциальном направлении (по ф).

Для изоляции, комбинированной в радиальном направлении, эквивалентные значения еэ и tg бэ будут равны:

"--ig*/ (ЗЛ84)

(3.185)

Eg tg 6i Ig r/a -t- ei tg бд Ig b/r Ej Igr/a-fei Igft/r

где r - радиус окружности разграничения двух диэлектриков.

Для изоляции, комбинированной в тангенциальном направлении, эквивалентные значения еэ « tg бэ при tg 6i=0 и ei = l (для воздуха) будут равны:

вэф = 1 + (б;

2я + (е2-1)(р

(3.186)

(3.187)

3.13. РАСЧЕТ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

И КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ КОАКСИАЛЬНЫХ

КАБЕЛЕЙ

Волновое сопротивление коаксиального кабеля со сплошными внутренним й внешним проводниками и сплошным заполнением диэлектриком определяется по ф-ле (3.52). Для кабелей с комбинированной изоляцией Б эту формулу подставляется эквивалентное значение диэлектрической проницаемости еэ. В случае многопроволочного внутреннего проводника и внешнего проводника из оплетки ф-ла (3.52) будет следующей:

[(3.188>

25 22,5

20 17,5

15 12,5

5,0 3,76

%П0-

-120%

\110-

-110 1

100 \ 3 90-

-loot

-90 1

-80-

:э 70- 60

-70 г

% 50-

-50 Щ.

-itO %

§ Z0-

-30 а

-20 %

1 10-

-10 I

0,75 \

Для более быстрого определения волнового сопротивления коаксиального кабеля можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. 3.30. Эта номограмма построена для кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией. При пользовании номограммой следует приложить линейку так, чтобы она проходила через центральную шкалу в точке желаемого волнового сопротивления. Тогда а на двух других шкалах будут -указываться соответствующие § диаметр внутреннего провод- 3 ника d и диаметр по изоля- ции D.

Коэффициент затухания коаксиального кабеля со сплошными внутренним и внешним проводниками и сплошным заполнением диэлектриком может быть рассчитан по ф-лам (3.55) - Рнс. 3.30. Номограмма для определеиия (3.57) При выполнении внут- волнового сопротивления коаксиального реннего проводника кабеля из HfjJl" полиэтиленовой

стренги, а внешнего проводника из оплетки в формулу расчета коэффициента затухания кабеля вводятся соответствующие дополнительные коэффициенты. Для кабеля, имеющего многопроволочный внутренний проводник и оплетку из медной проволоки, формула для расчета коэффициента затухания а, дБ/м, будет следующей:

2.б.10-« К. VflJ<L + J) + 9.08.10-« / Vie 6.

\ Ям

1,0-

1,75-2,2S:

3,75-5,0-

Ig D/4

(3.189)

При выражении коэффициента затухания в неперах необходимо иметь в виду, что 1 Нп = 8,65 дБ, а 1 дБ-0,115 Нп.

В (Случае наличия металлических (Покрытий медных проводников кабеля в расчетную формулу вводятся соответствующие коэффициенты /Сра для внут1реН(него проводника и /Срь для юнешне-го проводника, т. е.

2.6-10-«/е/ / Kv Kvb\ 908 -10-/ Vtg 6. IgD/rf \ d D I

(3.190) 155



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [25] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68



0.0328
Яндекс.Метрика