Android-приложение для поиска дешевых авиабилетов: play.google.com
Главная -> Радиочастотные коаксиальные кабели

0 1 2 3 [4] 5 6

му его погонное сопротивление меньше, чем у оплетки из медных проволок- Кроме того, внешний и внутренний провода жесткой линии разделены воздухом, диэлектрические потери в котором много меньше, чем даже у хороших высокочастотных диэлектриков, например полиэтилена.

Жесткие коаксиальные линии применяются главным образом в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн, на которых гибкие кабели имеют большие потери. В диапазоне метровых волн жесткие коаксиальные линии применяются реже и главным образом в случаях, когда, линия передачи имеет большую длину (порядка сотен метров), а потери должны быть минимальными. Применяются они также тогда, когда по линии надо пропустить большую мощность (десятки киловатт). Жесткий коак-


Рис. 17, Жесткая коаксиальная линия, .й - С- изоляцией в виде игайб; 6 - с изоляцией в виде стержней.

лирующих стержней (рис. 17,6). Диэлектрическая проницаемость материала, из которого выполняются шайбы, всегда больше, чем диэлектрическая проницаемость воздуха. По этой причине в местах установки шайб, если не приняты специальные меры, волновое сопротивление линии будет меньше, чем в остальной ее части. Следовательно, в линии могут иметь место скачки волнового сопротивления. Такой скачок вызывает частичные отражения электромагнитных волн, что нарушает нормальную работу линии, Это явление заметно сказывается на волнах, длина которых соизмерима с расстоянием между шайбами.

Чтобы уменьшить отражения, шайбы выполняются с- отверстиями (рис, 18,а) или же им придается специаль-

О IO



. б)

\: Рис 18. ВидЕ опорных шайб,

Рис. 19. Крепление центрального провода с ПОМОЩЬЮ врезной шайбы.

спальный кабель применяется, например, в качестве фидера, соединяющего передающую антенну телевизионного центра с передатчиком. На дециметровых, а иногда и метровых волнах, короткозамкнутые жесткие коаксиальные линии используются в качестве элементов резонансных систем (фильтры, контуры высокочастотных генераторов и т. п.).

Жесткие коаксиальные линии изготавливаются обычно из латунных труб. Внутренний проводник делают также из латунного стержня. Как правило, токонесущие поверхности жесткой коаксиальной линии - внутреннюю поверхность внешнего проводника и наружную поверхность внутреннего проводника - серебрят. Линия с серебряным покрытием имеет меньшие потери, чем линия, не покрытая серебром, так как удельное сопротивление серебра ниже удельного сопротивления латуни.

Внутренний проводник жесткой коаксиальной линии укрепляется либо при помощи шайб из высококачественного диэлектрического материала с малыми потерями (рис. 17,а), например, полистирола, либо при помощи изо-26

ная форма (рис; 18,6). В местах установки таких шайб не все поперечное сечение линии заполнено диэлектриком, и скачок волнового сопротивления будет меньше, чем при сплошной шайбе. Чаще всего для уменьшения скачка волнового сопротивления применяют так называемые «врезные шайбы» (рис. 19). В местах установки таких шайб радиус внешней поверхности внутреннего проводника и радиус внутренней поверхности внешного проводника отличны от соответствующих радиусов в остальной линии и выбираются они так, чтобы скомпенсировать влияние диэлектрика шайбы на волновое сопротивление линии.

Толщина шайбы выбирается по соображениям механической прочности обычно в пределах 3-4 мм. На дециметровых и, тем более, метровых волнах толщина такой шайбы и расстояние между шайбами намного меньше, чем длина волны, и описанные способы уменьшения отражений оказываются достаточно эффективными.

На сантиметровых волнах участок линии, занимаемый одной шайбой, соизмерим с длиной волны, и влияние шайб на волновое сопротивление, а следовательно, и на



Рис. 20. Четвертьволновый металлический изолятор, /-внутренний "провод; 2 -экран.

реЖим работы линии оказывается весьма заметным. По этой причине в линиях, предназначенных для передачи сантиметровых волн, вместо диэлектрических шайб часто применяют так называемые «металлические изоляторы». Простейший металлический изолятор, показанный на рис. 20, представляет собой короткозамкнутую жесткую коаксиальную линию, длина которой равна четверти длины рабочей волны. Центральный стержень этой ко-роткозамкнутой линии служит опорой для внутреннего проводника основной линии. Входное сопротивление ко-раткозамкнутой линии намного превышает волновое сопротивление основной линии, и пото.му короткозамк-нутая линия не шунтирует основную линию. На частотах, на которых длина металлического изолятора отличается от четверти длины волны, изолятор шунтирует линию, что приводит к появлению отраженных волн. Поэтому полоса частот, которую можно передать по линии с металлическими изоляторами, невелика.

Для расширения рабочей полосы пропускаемых по линии частот применяются более сложные конструкции металлических изоляторов, основой которых также служат четвертьволновые линии, замкнутые на конце.

Глава третья

ПРИМЕНЕНИЕ КОАКСИАЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ

Как уже указывалось, коаксиальные кабели находят широкое применение в радиотехнической аппаратуре. Во многих случаях такая аппаратура носит узко профессиональный характер; поэтому мы остановимся здесь на рассмотрении лишь тех наиболее часто встречающихся случаев, с которыми приходится сталкиваться радиолюби- телю в его практической деятельности.

В качестве фидеров приемных телевизионных антенн чаще всего применяются коаксиальные кабели типов РК-1 и РК-3 с волновым сопротивлением 75 ом. Кабель РК-3 по 28

своим электрическим параметрам лучше, чем РК-1, и применять его несколько выгоднее, тая как потери в нем меньше. Однако это различие практически начинает заметно сказываться только в том случае, если фидер имеет большую длину (100-150 ж).

При установке приемной телевизионной антенны необходимо следить за тем, чтобы кабель, используемый в качестве фидера, не терся о выступающие острые части здания, например край кровли крыши. Если кабель имеет большую длину, то его нужно закрепить в нескольких местах или же подвесить на стальном тросе; в противном случае кабель будет вытягиваться под действием собственного веса, что может привести к его порче.

Короткие отрезки коаксиальных кабелей часто применяют для согласования сопротивлений. Как уже говорилось, если к коаксиальной линии подключено активное сопротивление, не равное волновому сопротивлению кабеля, то кабель будет рассогласован с нагрузкой. Для получения в кабеле режима бегущей волны нужно между выходом этой линии и нагрузкой включить согласующий трансформатор, представляющий собой четвертьволновую линию из кабеля с другим волновым сопротивлением. Волновое сопротивление четвертьволновой трансформирующей линии подсчитывается по формуле.

где - сопротивление нагрузки;

Z - волновое сопротивление основного кабели.

Длина четвертьволнового трансформатора из кабеля вычисляется по формуле

/ =

где Яр-средняя длина волны в рабочей полосе частот.

Пример. Допустим, что в телевизионной антенне коллективного пользования в качестве снижения используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом, к которому подключены два согласованных со своими нагрузками магистральных кабеля с волновыми сопротивлениями по 75 ом (рис. 21).

В этом случае снижение антенны оказывается нагруженным на общее сопротивление, равное 75/2 = 37,5 ом, и, следовательно, кабель снижения не будет согласован с иагрузкол (рис. 21, а).



От антенны


Zg=7SOM 3 Zg-53oJSf


R=Za

Рис. 21. Способы включения четвертьволнового трансформатора в распределительную сеть коллективной антенны.

а - включение без трансфордзтора (кабель снижения рассогласован); б -включение двух, магистральных фидеров с согласующим трансформато-ом; в-включение двух магистральных фидеров с согласующим трансформатором и шлейфом, кабель снижения; г - магистральные фидеры; .S - трансформатор; 4 - шлейф.

Для получения в снижении режима бегущей волны нужно между концом снижения и точкой разветвления магистральных кабелей включить согласующий четвертьволновый трансформатор (рис. 21,6).

Волновое сопротивление трансформирующего отрезка кабеля

2.р=1/ = 137;5Т75 = 53 ож.

Такое волновое сопротивление имеет кабель типа РК-6. Длина отрезка кабеля при средней длине волны л = 4,23 л (f =

= 48,5-г- 100 УИгц) равна:

4.23 7г ~" 6.U8

= 0,7 м.

Согласующие четвертьволновые трансформаторы часто применяются в сложных многоэтажных антенна.х, а также в других случаях, когда необходимо трансформировать активное сопротивление нагрузки.

Может случиться, что среди имеющихся гибких кабелей нет кабеля с нужным волновым сопротивлением. . В этом случае требуемое волновое сопротивление иногда можно получить, включив параллельно несколько кабелей. Так, например, два параллельно включенных кабеля • РК-6 образуют линию с волновым сопротивлением 52/2 = = 26 ож.

Если, используя гибкие кабели, не удается подобрать нужное волновое сопротивление, то можно изготовить жесткий трансформирующий кабель, подобрав по требуемой величине волнового сопротивления размеры внутреннего и наружного проводов (см. рис. 5-7). При рас-;:.чете длины жесткого воздушного кабеля нужно считать Ге=1. Жесткие трансформирующие кабели применяют также в случаях, когда пересчет сопротивления нул<но произвести очень точно.

Рабочая полоса частот четвертьволнового трансформатора тем шире, чем меньше различаются сопротивления на входе и выходе трансформатора. Если, например, сопротивление нагрузки отличается от волнового сопротивления согласуемого кабеля,в 2 раза, то относительная полоса пропускания трансформатора 2А / на уровне

коэффициента бегущей волны (КБВ) в кабеле, равного 0,7, составляет 0,6.

Для расширения рабочей полосы частот трансформатора мол<но включить дополнительно отрезок кабеля длиной в четверть волны, закороченный на конце, как показано на рис. 21,0.

Если волновое сопротивление больше сопротивления нагрузки, то этот кабель (называемый обычно шлейфом) подключается параллельно нагрузке; при волновом сопротивлении, меньшем сопротивления нагрузки, шлейф "подключается параллельно основному кабелю на входе трансформатора. Относительная полоса пропускания трансформатора со шлейфом на уровне КБВ = 0,7 при различии согласуемых сопротивлений в 2 раза составляет 0,9.

- Шлейф можно изготовить из кабеля того же типа, что и трансформатор. Геометрическая длина шлейфа равна четверти длины волны в кабеле.



0 1 2 3 [4] 5 6



0.013
Яндекс.Метрика