کابل کواکسیال

کابل کواکسیال چیست ؟

کابل کواکسیال نوعی کابل مسی است که به طور خاص با یک محافظ فلزی و سایر اجزا برای جلوگیری از تداخل سیگنال ساخته شده است. در درجه اول توسط شرکت های تلویزیون کابلی برای اتصال امکانات آنتن ماهواره ای خود به خانه و مشاغل مشتری استفاده می شود. همچنین گاهی اوقات توسط شرکت های تلفنی برای اتصال دفاتر مرکزی به تیرهای تلفن نزدیک به مشتریان استفاده می شود. در برخی از خانه ها و دفاتر نیز از کابل کواکسیال استفاده می شود ، اما استفاده گسترده از آن به عنوان یک وسیله اتصال اترنت در شرکت ها و مراکز داده با استقرار کابل کشی های پیچ خورده جایگزین شده است.

کواکسیال یک کانال فیزیکی است که سیگنال را محاصره می کند – پس از یک لایه عایق – توسط یک کانال فیزیکی متحدالمرکز دیگر ، هر دو در یک محور اجرا می شوند. کانال خارجی به عنوان زمین عمل می کند. بسیاری از کابل شبکه یا جفت لوله های کواکسیال را می توان در یک غلاف خارجی قرار داد و با تکرار کننده ها ، می توانند اطلاعات را در مسافت زیادی حمل کنند.

کواکسیال در سال 1880 توسط مهندس و ریاضیدان انگلیسی الیور هیویسید اختراع شد که اختراع و طراحی آن را در همان سال به ثبت رساند. AT&T اولین سیستم انتقال کواکسیال بین قاره ای خود را در سال 1940 تأسیس کرد. بسته به فناوری حامل مورد استفاده و سایر عوامل ، سیم مسی جفت تابیده و فیبر نوری گزینه های کابل کواکسیال هستند.

کابل کواکسیال چگونه کار می کند؟

کابل های کواکسیال دارای لایه های متحدالمرکز هادی های الکتریکی و مواد عایق هستند. این ساخت و ساز اطمینان می دهد که سیگنال ها درون کابل محصور شده اند و از تداخل نویز الکتریکی با سیگنال جلوگیری می کند.

لایه رسانای مرکزی یک سیم رسانای نازک است ، که یا جامد یا مس بافته شده است. یک لایه دی الکتریک ، ساخته شده از یک ماده عایق با مشخصات الکتریکی کاملاً مشخص ، سیم را احاطه کرده است. سپس یک لایه محافظ لایه دی الکتریک را با فویل فلزی یا مش مسی بافته شده احاطه می کند. کل مجموعه در یک محفظه عایق پیچیده شده است. لایه محافظ فلزی کابل کواکسیال معمولاً در اتصالات دو سر آن قرار می گیرد تا سیگنالها را محافظت کند و به عنوان محلی برای پخش سیگنال های تداخل سرگردان است.

کلید طراحی کابل کواکسیال کنترل دقیق ابعاد و مواد کابل است. رو هم رفته آنها با هم تضمین می کنند که امپدانس مشخصه کابل مقدار ثابتی به خود می گیرد. سیگنال های با فرکانس بالا تا حدی در عدم تطابق امپدانس منعکس می شوند و باعث خطا می شوند.

امپدانس مشخصه به فرکانس سیگنال حساس است. اگر بالاتر از 1 گیگاهرتز  باشد، سازنده کابل باید از دی الکتریک استفاده کند که سیگنال را بیش از حد کاهش ندهد یا امپدانس مشخصه را به گونه ای تغییر دهد که بازتاب سیگنال ایجاد کند.

ویژگی های الکتریکی کواکس وابسته به کاربرد و برای عملکرد خوب بسیار مهم است. دو امپدانس مشخصه استاندارد 50 اهم است که در محیط های دارای برق متوسط ​​و 75 اهم مورد استفاده برای اتصال به آنتن ها و تاسیسات مسکونی است.

انواع کابل های کواکسیال

انواع مختلفی از کابل های کواکسیال وجود دارد ، برخی از انواع آن شامل:

کابل کواکسیال خط سخت – که متکی به لوله های گرد مس و ترکیبی از فلزات به عنوان محافظ ، مانند آلومینیوم یا مس است. این کابلها معمولاً برای اتصال فرستنده به آنتن استفاده می شوند.

کابل سه محوری – که دارای یک لایه محافظ سوم است که برای محافظت از سیگنالهای منتقل شده به پایین کابل زمین می گیرد.

کابل های کواکسیال خط سفت و محکم- که از لوله های مسی دوقلو ساخته شده و به عنوان لوله های غیرقابل انعطاف عمل می کنند. این خطوط برای استفاده در محیط داخلی بین فرستنده های فرکانس رادیویی پرقدرت(RF) طراحی شده اند.

کابل تابشی –  بسیاری از اجزای آن مانند  کابل سخت است ، اما دارای شکاف های تنظیم شده در محافظ با طول موج RF که در آن کابل کار می کند ، مطابقت دارد. این ماده معمولاً در آسانسورها ، تجهیزات نظامی و تونلهای زیرزمینی استفاده می شود.

انواع اتصالات

انواع مختلفی از اتصالات کابل کواکسیال وجود دارد که با دو سبک از هم جدا شده اند – اتصالات نر وماده. انواع اتصالات شامل:

BNC- مخفف Bayonet Neil-Concelman ، این اتصال با تلویزیون ، سیگنال ویدئو و رادیو با فرکانس 4GHz استفاده می شود

TNC- مخفف Threaded Neil-Concelman ، این اتصال نسخه رزوه ای اتصال دهنده BNC است و در تلفن های همراه استفاده می شود. اتصالات TNC تا 12 گیگاهرتز کار می کنند.

SMA- برای نسخه SubMiniature نسخه A ، این اتصال با تلفن های همراه ، سیستم های آنتن Wi-Fi ، سیستم های مایکروویو و رادیوها استفاده می شود. اتصالات SMA تا 18 گیگاهرتز کار می کنند.

SMB – مخفف Subminiature نسخه B ، این اتصال ممکن است با سخت افزار ارتباط از راه دور استفاده شود.

اتصالات QMA- QMA یک نوع قفل سریع از اتصالات SMA است که با سخت افزارهای صنعتی و ارتباطی استفاده می شود.

RCA- مخفف Radio Corporation of America ، این اتصالات از صوتی و تصویری استفاده می شوند. اینها کابل های زرد ، سفید و قرمز گروهی هستند که در تلویزیون های قدیمی استفاده می شوند. به اتصالات RCA جکهای A / V نیز گفته می شود.

اتصالات F- که نوع F نیز نامیده می شوند ، در تلویزیون های دیجیتال و کابلی استفاده می شوند. اینها معمولاً از کابلهای RG6 یا RG 59 استفاده می کنند.

موارد استفاده از کابل های کواکسیال

در خانه و دفاتر کوچک ، از کابل های کواکسیال کوتاه برای تلویزیون کابلی ، تجهیزات ویدئویی خانگی ، تجهیزات رادیویی آماتور و دستگاه های اندازه گیری استفاده می شود. از لحاظ تاریخی ، کابل های کواکسیال نیز به عنوان شکل اولیه اترنت مورد استفاده قرار می گرفتند و از سرعت تا 10 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کردند ، اما کواکس با استفاده از کابل های جفت پیچ خورده جایگزین شده است. با این حال ، آنها به طور گسترده ای برای اینترنت باند پهن کابلی استفاده می شوند. از کابل های کواکسیال در اتومبیل ها ، هواپیماها ، تجهیزات نظامی و پزشکی و همچنین برای اتصال بشقاب های ماهواره ای ، آنتن های رادیو و تلویزیون به گیرنده های مربوطه استفاده می شود.

استانداردهای کابل کواکسیال

بیشتر مشخصات کواکسیال دارای امپدانس 50 ، 52 ، 75 یا 93 اهم هستند. به دلیل استفاده گسترده در صنعت تلویزیون کابلی ، کابلهای RG-6 با سپر دو یا چهار و امپدانس 75 اهم به عنوان یک استاندارد عملی برای بسیاری از صنایع تبدیل شده اند. تقریباً 50 استاندارد مشخص برای کابل کواکسیال وجود دارد که غالباً برای موارد خاص در رادیو آماتور یا تلویزیون کابلی کم مصرف طراحی شده است. نمونه های دیگر شامل RG-59 / U مورد استفاده برای حمل سیگنال باند پهن از سیستم های مدار بسته تلویزیون یا RG-214 / U مورد استفاده برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا است.

اتصالات مخصوص کواکس از اتصالات منفرد ساده استفاده شده در سیستم های تلویزیون کابلی گرفته تا ترکیبات پیچیده چند پیوند نازک کواکس ، مخلوط با برق و سایر اتصالات سیگنال ، در بدنه های نیمه سفارشی قرار دارند. این موارد معمولاً در الکترونیک نظامی و هواپیمایی وجود دارد.

سختی مکانیکی کابل  بسته به ساختار داخلی و استفاده در نظر گرفته شده از کابل کواکسیال می تواند بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال ، کابل های با قدرت بالا اغلب با عایق ضخیم ساخته می شوند و بسیار سفت هستند.

بعضی از کابل ها عمداً با سیمهای ضخیم میانی ساخته می شوند و در نتیجه باعث  ایجاد پوست  ضخیم می شوند. این نتیجه از سیگنالهای با فرکانس بالا است که در سطح رسانا حرکت می کنند ، نه در کل. اگر هادی مرکز بزرگتر باشد ، منجر به ایجاد یک کابل سفت و سخت با افت کم در هر متر می شود.

تداخل ها در کابل کواکسیال

کابل های کواکسیال می توانند انواع مختلفی از تداخل را تجربه کنند. نشت سیگنال زمانی اتفاق می افتد که میدان الکترومغناطیسی از محافظ خارج کابل عبور کند. در موارد دیگر ، یک سیگنال خارجی می تواند از طریق عایق نشت کند. تغذیه مستقیم از برج های پخش رادیویی تجاری کمترین نشت و تداخل را دارد زیرا این کابل ها دارای سپرهای رسانای صاف و شکاف کمی در آنها هستند. تداخل در راکتورهای هسته ای ، جایی که به محافظ ویژه ای نیاز است ، بسیار مهم است. که باید طوری مهندسی شود که از تداخل این سینگنال ها جلوگیری کند.

معایب کابل کواکسیال

مهمترین معایب کواکس حجیم بودن آنهاست.

نصب آن برای مسافت های طولانی به دلیل ضخامت و سختی گران است.

برای محدود کردن تداخل باید زمینه سازی شود.

مزایای کابل کواکسیال

مجموعه های کابل کواکسیال به راحتی نصب می شوند و بسیار با دوام هستند. از آنجا که کابل کواکسیال در فاصله کم بهترین عملکرد را دارد ، برای نصب در خانه و شبکه انتقال داده با ظرفیت متوسط ​​بسیار مناسب است.

پهنای باند بیشتر – در مقایسه با جفت پیچ خورده ، کواکس پهنای باند بیشتری را در کل سیستم فراهم می کند ، و همچنین پهنای باند بیشتری را برای هر کانال ارائه می دهد. از آنجا که از پهنای باند بیشتری در هر کانال برخوردار است ، از خدمات مختلفی پشتیبانی می کند. صدا ، داده و حتی فیلم و چندرسانه ای می توانند از ظرفیت پیشرفته بهره مند شوند.