Коаксиални кабели, кабели с оптични влакна и
Изтегляне 1.11 Mb.
|
Свързани:
sistemi-za-videonablyudenie
|
3.КОАКСИАЛНИ КАБЕЛИ, КАБЕЛИ С ОПТИЧНИ ВЛАКНА И ВЪЛНОВОДИ 3.1. ОБЩИ СВЕДЕНИЯ ЗА ПРЕНОСНИТЕ СИСТЕМИ Един от основните елементи на кабелните разпределителни мрежи е преносната среда. Широколентовите преносни системи се изпълняват с коаксиални кабели, с оптични кабели и в някои специални случаи - с вълноводи. В тази глава се разглеждат основните физически процеси при пренасяне на сигнали в преносната среда . Това е необходимо, за да могат проектантите и специалистите да оптимизират методите и средствата за проектиране, монтиране и експлоатация на преносните системи. Често пъти в практиката се казва: "Коаксиалните кабели се използват в системите за кабелна телевизия, защото те имат по-малко затихване от симетричните кабели". Такова категорично определение в общ теоретичен, а и в практичен план не е коректно. Ако коаксиалният кабел и симетничният кабел са монтирани във въздушна среда (т.е. около кабелите да няма разположени метални и други предмети), то симетричният кабел ще има по-малко затихване в сравнение с коаксиалния кабел. Ще дадем конкретен пример.Коаксиалният кабел РК-75-5-131 (РК-1), произвеждан в нашата страна, има затихване 18 dВ/100m при честота 200 МНz (честотата на носещия сигнал за изображението на IX телевизионен канал е fни = 198,25MHz. При същата честота симетричният кабел РД-240 има затихване 8,5 dВ/100m. Разликата в затихванията между двата кабела е очевидна. Тогава: Защо коаксиалните кабели се считат за "по-добри" от симетричните кабели?. Отговорът е във физическите особености на разпространение на електромагнитната енергия в двата вида кабели. Разпространението на електромагнитната енергия в коаксиалния кабел е вътре в кабела, а разпространението на електромагнитната енергия в симетричния кабел е "вътре" и "около" проводниците на кабела. Следователно, при монтиране на симетричния кабел в бетон, в метални тръби, под земята или в други среди затихването на кабела се увеличава. Това увеличение на затихването може да бъде значително голямо и да превиши затихването на коаксиалния кабел при аналогични условия на експлоатация. Допълнителното "внесено" затихване от "околната среда" е изключително голямо при високи честоти. Всичко това прави симетричните кабели непригодни за пренасяне на сигналите в честотните обхвани, които се използват в системите за кабелна телевизия. При коаксиалния кабел, благодарение на екраниращото действие на външния концентрично разположен проводник, затихването при определена честота е постоянно и не зависи от околната среда, т.е, не зависи от начина на монтирането на коаксиалния кабел. 3.2. КОАКСИАЛНИ КАБЕЛИ Общи изисквания и особености на коаксиалните кабели. Коаксиалните кабели се използват за пренасяне на сигнали в честотните обхвати от 30 MHz до 3 GHz. Основното предимство на коаксиалните кабели, както вече се каза, е че параметрите на кабела не се влияят от околната материална среда. Това се обяснява с особеностите при предаването на електромагнитната енергия по коаксиалните кабели. Разположение на електромагнитната енергия в кабелите. Коаксиалният кабел има конструкция, показана на фиг.3.1 фиг.3.1. Разпределение на електромагнитната енергия в коаксиален кабел Той се състои от два проводника: а и б. Проводникът а е с диаметър d. Проводникът б има формата на тръба с вътрешен диаметър D. Вътрешният проводник а на кабела е разположен точно по оста на външния проводник б. Затова и кабелът се нарича коаксиален. За да се удържи вътрешният проводник по оста на външния, върху него през известно разстояние се поставят изолационни шайби, или разстоянието между двата прводника се запълва с изолацианен материал. Ако коаксиалният кабел трябва да е гъвкав, външният проводник се изпълнява като метална оплетка. При такова концентрично разположение на двата прводника цялата електромагнитна енергия е съсредоточена вътре в кабела и това е основното предимство на коаксиалните кабели. Напрегнатостите на магнитните полета на проводниците а и б се означават като Haφ и Hбφ. Във вътрешния проводник а напрегнатостта Haφ нараства, като достига максимална стойност на повърхността на проводника, след това намалява в зависимост от отдалечаването от центъра му. Намаляването на напрегнатостта на полето извън проводника а става по закона: където: I е сумарният ток в проводника: r - разстоянието от центъра на проводника до произволна точка в пространството. Минималната стойност на разстоянието r е d/2, при което напрегнатостта на полето е максимална. Напрегнатостта на магнитното поле на концентричния проводник б също е изобразена на фигурата, Напрегнатостта е нулева във вътрешното пространство на проводник b и нараства в проводника, след което намалява извън него. Напрегнатостта на магнитното поле извън проводника b се дава с формулата: Тук разстоянието r може да приема само стойности по-големи от D/2. Знакът "минус" във формулата се определя от обратната посока на тока в проводника б, спрямо тока в проводника а. Отчитайки, че двата тока са равни по стойност и противоположни по посока, то и напрегнатостите им в произволна точка в пространството извън кабела (т.е. извън проводника b) ще бъдат равни по стойност и с обратен знак. Следователно, резултантното магнитното поле извън кабела ще е равно на нула: Оттук следва, че силовите линии на магнитното поле Н ще бъдат разположени само вътре в кабела като концентрични окръжности, показани на фигурата. Силовите линии на електрическото поле Е ще бъдат разположени също вътре между проводниците, но в радиално направление (вж. фиг. 3.1). Така, че общата напрегнатост на електромагнитното поле вън от коаксиалния кабел е равна на нула. Този факт позволява коаксиалните кабели да се монтират в бетонни стени, в метални тръби, да се привързват до метални предмети и пр., без околната среда да внася загуби при предаване на електромагнитната енергия. Това е изключително важно при системите за кабелна телевизия, където поради високите честотите на пренасяните сигнали, загубите в кабела са сравнително големи. За разлика от коаксиалните кабели, електромагнитното поле в симетричните кабели е разположено на сравнително голямо разстояние извън кабела. Този факт е причина за получаването на допълнителните загуби от вихрови токове, предизвикани от околни предмети. Грубо казано, приложената енергия "загрява" металните предмети и материалната среда в близост до симетричния кабел. Тази; както и някои други особености на симетричните кабели, възпрепятстват използването им като преносна среда при високи честоти. Изтегляне 1.11 Mb. Сподели с приятели:
|