تُحقق الكابلات النحاسية ذات العازل الهوائي أداءً متفوقًا في مجال الترددات الراديوية (RF) من خلال هندسة متخصصة. وعلى عكس التصاميم التقليدية ذات العازل الصلب، فإن هذه الكابلات تستبدل العزل المستمر بفواصل دقيقة تحافظ على المسافة بين الموصلات باستخدام الهواء — وهو وسيط عازل يوفر أقل نسبة فقد متاحة.
تقلل هياكل العازل الهوائي المجوف من التصادمات الإلكترونية عندما تنتقل الإشارات من خلالها، مما يعني امتصاص طاقة أقل أثناء السير. يبلغ ثابت العزل للهواء حوالي 1.0، في حين تبلغ المواد مثل البولي إيثيلين حوالي 2.3 أو أكثر. بسبب هذا الفرق، يسبب الهواء تشويشًا طوريًا أقل بكثير ويؤدي إلى تراكم سعة كهربائية أقل في النظام. تُظهر الاختبارات الصناعية أن هذه التصاميم المملوءة بالهواء تتمتع بفقدان إشارة أقل بنسبة 40٪ تقريبًا عند ترددات 6 جيجاهرتز مقارنةً بالبدائل التقليدية من رغوة البولي إيثيلين وفقًا لدراسات المواد الراديوية (RF) الحديثة من العام الماضي. بالنسبة للمهندسين العاملين مع الأنظمة عالية التردد، فإن هذا يُعد أمرًا مهمًا جدًا لأن الفقدان الصغير يمكن أن يؤثر بشكل كبير على الأداء الكلي مع مرور الوقت.
تُظهر كابلات العازل الهوائي وكابلات البولي إيثيلين (PE) الصلبة فروقات جوهرية تؤثر على الأداء الراديوي (RF):
| الخصائص | العازل الهوائي | العازل الصلب من البولي إيثيلين |
|---|---|---|
| المادة العازلة | فجوات هوائية مع دعامات بلاستيكية | رغوة بولي إيثيلين مستمرة |
| التحطيم (6 جيجاهرتز) | ~0.15 ديسيبل/م | ~0.25 ديسيبل/م |
| استقرار الطور | أعلى (ثابت عازل أقل) | تباين معتدل |
تمنع الصلابة الميكانيكية للتصاميم ذات الفراغات الهوائية تشوه العازل عند الانحناء، مما يحافظ على مقاومة ثابتة. في المقابل، تكون كابلات البولي إيثيلين أكثر عرضة لتغيرات السعة الناتجة عن الضغط، مما يزيد من نسبة الموجة الموقوفة للجهد (VSWR).
يتميز كابل المحورية ذو عازل الهواء حقًا بالحفاظ على جودة الإشارة في نطاقات التردد العالي بفضل تصميمه النواة المليئة بالهواء الذي يقلل من فقدان الإشارة. وفقًا لاختبارات المعيار الدولي IEC 61196، تُظهر هذه الكابلات معدلات توهين تبلغ حوالي 0.15 ديسيبل لكل متر عند ترددات 6 غيغاهرتز، وهي تقريبًا نصف القيمة التي نراها في الكابلات التقليدية ذات العازل البولي إيثيلين الصلب. ما الذي يجعلها بهذه الكفاءة؟ في الأساس، إنها تخسر طاقة أقل عبر مادة العزل، ما يعني أن الإشارات يمكنها السفر مسافات أطول بكثير قبل الحاجة إلى أي نوع من التعزيز أو التضخيم. ولأولئك العاملين في هندسة الترددات الراديوية (RF)، فهذا يعني تقليل المتاعب الناتجة عن تدهور الإشارة مع المسافة، بالإضافة إلى احتمال توفير المال في تكاليف المعدات الإضافية.
| نطاق التردد | توهين عازل الهواء (ديسيبل/م) | توهين البولي إيثيلين الصلب (ديسيبل/م) |
|---|---|---|
| 1 غيغاهرتز | 0.03 | 0.07 |
| 3 غيغاهرتز | 0.08 | 0.18 |
| 6 جيجاهرتز | 0.15 | 0.29 |
تُحقق الأنظمة التي تستخدم هذه التكنولوجيا كفاءة نقل طاقة تصل إلى 96٪ في روابط النقل العودي لشبكة 5G (IEEE 2023)، مما يقلل من تكاليف الطاقة بمقدار 740 ألف دولار سنويًا لكل نشر يضم 1000 عقدة.
يتيح التصميم المجوف أداءً حراريًا لا مثيل له. تتعامل كابلات العازل الهوائي مع طاقة مستمرة تبلغ 5 كيلوواط عند درجة حرارة محيطة تبلغ 40°م، أي ضعف سعة البدائل القائمة على الرغوة. وتشمل المزايا الرئيسية ما يلي:
يمنع هذا المرونة الحرارية حدوث تغيرات في المعاوقة أثناء نقل الطاقة العالية، مما يقلل نسبة الموجة الثابتة للجهد (VSWR) إلى 1.05:1 في أنظمة الرادار التي تعمل بتردد 6 غيغاهرتز. وتُظهر الاختبارات الميدانية معدل توفر بنسبة 99.8٪ في أجهزة الإرسال الإذاعية بعد 15000 ساعة تشغيل.
إن مقارنة خيارات الكابلات النحاسية ذات العازل الهوائي مع نظيراتها ذات العازل الرغوي مثل أنواع LMR® أو LDF/AL4 تُظهر ثلاثة عوامل رئيسية مهمة حقًا في أنظمة الموجات الراديوية (RF): كمية الإشارة المفقودة على طول الخط (فقد الإدخال)، ونسبة الموجة الثابتة للجهد (VSWR)، ومدى مقاومتها للتحديات البيئية. فكابلات العازل الهوائي عادةً ما تخسر إشارة أقل بنسبة 20 إلى 30 بالمئة عند الترددات فوق 2 جيجاهرتز بسبب امتصاصها الأقل لمادة العازل، مما يجعلها مناسبة جدًا لاتصالات أبراج الهاتف طويلة المدى وأنظمة الهوائي الموزعة. ولكن هناك نقطة مهمة: فالكابلات ذات العازل الرغوي تتفوق فعليًا في الحفاظ على خصائص الطور المستقرة والمقاومة لتراكم الرطوبة، وهي أمور تصبح بالغة الأهمية في الظروف الخارجية الرطبة، حيث يمكن أن تواجه الكابلات المملوءة بالهواء مشكلة التكثيف الداخلي. أما من حيث قيم VSWR، فهناك قصة مختلفة: فالكابلات الهوائية المستقيمة تحافظ على نسب جيدة تبلغ حوالي 1.15:1، ولكن عند ثنيها بشكل شديد، تبدأ مقاومتها في التغير لتتجاوز 1.25:1. بينما تبقى الكابلات الرغوية تحت 1.2:1 حتى في المسارات المعقدة أثناء التركيب. ومن منظور الموثوقية الشاملة للنظام، فإن الخيارات الرغوية توفر توازنًا أفضل رغم فقدانها للإشارة بشكل طفيف أعلى. فهي تقدم حماية درعية أكثر اتساقًا وتتحمل قوى الضغط بشكل أفضل بكثير من الكابلات ذات العازل الهوائي، التي تشتهر بصلابتها الزائدة مما يجعل تركيبها أمرًا صعبًا في بعض الحالات.
توفر كابلات العازل الهوائي سلامة أفضل لإشارة الترددات الراديوية بسبب فقدان إشارة أقل واستقرار طوري أعلى، بفضل تصميمها ذو القلب الهوائي.
تمتلك كابلات العازل الهوائي ثابت عازل وسعة كهربائية أقل، مما يقلل من التشوه الطوري والتحطيم في التطبيقات ذات التردد العالي.
توفر كابلات العازل الهوائي فقدان إشارة أقل ولكنها أقل مقاومة للرطوبة وقد تواجه صعوبات في التركيب بسبب صلابتها.
أخبار ساخنة2024-10-17
2024-10-17
2024-10-17
حقوق النشر © 2024 بواسطة شركة زينجيانغ جيووئي للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة - سياسة الخصوصية
EN
