случаев, когда иа входе кабеля находится узел или пучность напряжения. Входное сопротивление кабеля, имеющего на входе пучность напряжения, по своему характеру чисто активно и равно волновому сопротивлению, деленному на КБВ. Если на входе кабеля находится узел напряжения, то входное сопротивление кабеля также чисто активно и равно его волновому сопротивлению, умноженному на КБВ.

При КБВ = 0 (кабель разомкнут, замкнут накоротко, нагружен на конденсатор или катушку индуктивности)

0,2 ОЛ 0.6 0,8 Ю

Рис. 12. Зависимость потерь в линии

от коэффициента бегущей волны. Я„ - мощность, отдаваемая в нагрузку; Р, - MonuiocTL, отдаваемая генератором в линию.

входное сопротивление кабеля имеет либо чисто индуктивный, либо чисто емкостный характер. В частных случаях, когда на входе имеется узел или пучность напряжения, входное сопротивление кабеля равно соответственно либо нулю, либо бесконечности.

На рис. 13 показана зависимость входного сопротивления кабеля, замкнутого на конце накоротко, а также разомкнутого, от его длины. Как видно из рисунка, входное сопротивление кабеля, замкнутого накоротко, при длине /<;Я/4 имеет индуктивный характер, а при длине / > lj\ - емкостный.

Входное сопротивление кабеля, замкнутого накоротко при длине l = Xj4, равно бесконечности, если кабель не имеет потерь, и очень велико, в случае кабеля с потеря-20

ми. Входное сопротивление разомкнутого кабеля при /•<Я/4 имеет емкостный характер, при /> Х/4-™ индуктивный, а при 1 - 1J4 равно нулю. Распределение токов и напряжений вдоль линии для каждого из разобранных случаев показано на рис. 10. Входное сопротивление кабеля длиной /=Я/2 всегда равно сопротивлению нагрузки, независимо от ее величины.

с. 13. Зависимость входного сопротивления кабеля без потерь от его длины.

- кабель на конце замкнут накоротко; б - кабель на конце разомкнут.

В случае, когда кабель длиной в четверть волны нагружен на чисто активное сопротивление, его входное сопротивление определяется выражением

R =

где - волновое сопротивление кабеля; - сопротивление нагрузки.

Глава вторая

К0НСТР5КЦИИ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ

4. ГИБКИЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ КАБЕЛИ ПРОМЫШЛЕННОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Основными элементами конструкции гибкого коаксиального кабеля являются внутренний провод, внешний провод, изоляция и защитная оболочка (рис. 14).

Внутренний провод, как уле указывалось, выполняется из Металла, имеюш,его высокую удельную про-

Рис. 14. Конструкция гибкого Рис. 15. Коаксиальный кабель с коаксиального кабеля. многожильным внутренним про-

/ - внутрнний провод; 2 - изоляция; водом.

S - внешний провод; 4- защитная оболочка.

водимость (малое сопротивление), чаще всего из электролитической меди. Внутренний провод гибкого кабеля либо выполняется сплошным (рис. 14), либо свивается из нескольких проводников (рис. 15).

Витой провод применяется в тех кабелях, которые по условиям эксплуатации должны иметь повышенную гибкость. При той ле площади поперечного сечения витой провод по сравнению со сплошным имеет большее сопротивление на единицу длины. Следовательно, при прочих равных условиях кабель с проводом, свитым из нескольких проводников, будет иметь большие потери, чем кабель со сплошным проводом, сечение которого равно суммарному сечению этих проводников. По этой причине у кабелей, которые должны иметь возможно меньшие потери, внутренний провод выполняется сплошным.

У кабеля, который долл<ен обладать повышенной прочностью на растяжение, внутренний провод выполняется из 22

стали, покрытой слоем электролитической меди. Tai\on биметаллический провод имеет для токов высокой частоты почти то же удельное сопротивление, что и сплошной медный. Это объясняется тем, что толщина хорошо проводящего медного покрытия превышает глубину проникновения тока в провод.

Очень важно, чтобы поверхность как медного, так и - биметаллического проводов была чистой и хорошо обработанной. Загрязнение поверхности провода или окалина вызывают дополнительные потери в кабеле. Кроме того, загрязнение и шероховатость поверхности внутреннего провода могут уменьшить электрическую нрочность кабеля.

Изоляция. Как элемент механической конструкции кабеля изоляция должна обеспечить совпадение осей внутреннего и внешного проводов и предохранить внутренний провод от смещения при воздействии на кабель механических усилий, например при изгибах. Смещение внутреннего провода относительно осн кабеля (эксцентриситет) вызывает изменение волнового сопротивления, в результате чего в кабеле могут появляться отраженные волны. Кроме того, эксцентриситет снижает электрическую прочность кабеля.

Диэлектрик, из которого выполняется изоляция, должен иметь возможно меньшие потери, достаточную механическую и электрическую прочность. Кроме того, он должен обладать устойчивыми механическими и электрическими характеристиками, сохраняющимися при резких изменениях температуры.

В настоящее время изоляция почти у всех типов высокочастотных гибких кабелей выполняется из полиэтилена, который в основном удовлетворяет этим требованиям. Диэлектрическая проницаемость его 8 = 2,3.

У большинства кабелей изоляция выполняется сплошной, как показано на рис. 14 и 15. Такая изоляция обладает высокой механической прочностью.

Волновое сопротивление кабеля со сплошной по.льэти-леновой изоляцией в 1,52 раза (Vе) меньше, чём волно-. вое сопротивление кабеля с воздушным диэлектриком, имеющего то ле отношение диаметров внешнего и внутреннего проводов. Потери в ка6с,/1с со сплошной полиэтиленовой изоляцией больше, чем в кабеле с воздушным диэлектриком при одинаковых наружном диаметре и волновом сопротивлении.

в качестве примеров кабелей со сплошным диэлектриком можно привести такие широко распространенные кабели, как РК-1, РК-3, РК-6.

В тех случаях, когда кабель должен иметь высокое волновое сопротивление, применяется комбинированная воздушно-пластмассовая изоляция. В этом случае в изоляционном материале имеются продольные воздушные каналы (рис. 16,д), либо внутренний нронод делается профилированным- со специальными изгибами (рис. 16,6).

Так как воздушно-пластмассовая изоляция имеет воздушные включения, то результирующая диэлектрическая

проницаемость изоляции такого кабеля меньше, чем кабеля со сплошной . изоляцией. Следовательно, кабель с воздушно-пластмассовой изоляцией при одинаковых поперечных сечениях проводов имеет меньшую погонную емкость и большее волновое сопротивление. Примером кабеля с комбинированной воздушно-пластмассовой изоляцией является кабель РК-50. Изоляция кабеля РК-50 выполнена в виде полой трубки из полиэтилена. Волновое сопротивление этого кабеля равно 150 ом.

Воздушно-пластмассовая изоляция -по сравнению со сплошной обладает меньшей механической прочностью. Кроме того, кабель с такой изоляцией сложен в изготовлении. Волновое сопротивление кабелей с изоляцией в виде полой трубки может измениться в результате вытягивания профилированного внутреннего провода. Поэтому разделку концов кабелей с профилированным проводом нужно производить очень осторожно. Концы такого кабеля при монтал<е необходимо тщательно герметизировать во избежание попадания влаги внутрь кабеля, что может вызвать окисление поверхности внутреннего провода и привести к увеличению потерь или даже разрушению провода. Нужно отметить, что потери в кабеляу с комбинированной

Рис. 16. Кабели с воздушно-пластмассовой изоляцией.

изоляцией меньше, чем в кабелях со сплошной изоляцией.

В высокочастотных кабелях иногда делают изоляцию в виде прессованных колпачков из полистирола илн высокочастотной керамики, которые нанизываются на внутренний провод-

Поверх колпачков наматывается стирофлексовая лента, по которой скользят колпачки при изгибах кабеля. Примером кабеля с колпачковой изоляцией является кабель ТЗ-75, имеющий волновое сопротивление 75 ом.

Внешний провод гибкого коаксиального кабеля чаще всего выполняется из тонких медных проволочек в виде цилиндрической оплетки (рис. 14 и 15). Оплетка эта по сравнению со оплошной медной трубкой имеет большее удельное сопротивление и хуже, экранирует кабель. Поэтому при прочих равных условиях кабель с внешним проводом в виде оплетки имеет большие потери, чем кабель, в котором внешним проводом служит сплошная трубка.

В тех случаях, когда необходимо обеспечить очень высокую степень экранировки кабеля, внешний провод гибкого коаксиального кабеля выполняется в виде двойной оплетки.

Защитная оболочка служит для защиты кабеля от атмосферных воздействий и механических повреждений. Если кабель по условиям эксплуатации не подвержен значительным механическим воздействиям, то его защитная оболочка выполняется из хлорвинилового пластиката, нанесенного поверх оплетки. Примерами кабелей с защитной оболочкой из хлорвинилового пластиката служат кабели марок РК-1, РК-3, РК-50 и др.

У некоторых типов кабелей для защиты от механических воздействий используется броня из стальных лент или проволок, накладываемых поверх кабеля. Кабели, предназначенные для прокладки в земле, как, например, кабели дальней связи, покрываются поверх брони волокнистым материалом, пропитанным специальными составами, .предохраняющими волокнистый материал от гниения.

5. ЖЕСТКИЕ КОАКСИАЛЬНЫЕ ЛИНИИ

Жесткие коаксиальные линии с воздушной изоляцией имеют значительно меньшие погсрн и большую механическую жесткость и прочность по сравнению с гибкими кабелями. Объясняется это тем, что внешний проводник жесткой линии выполняется из сплоилюи трубки, и поэто-