Mitä etuja ilmadielektrinen koaksiaalikaapeli tuo RF-järjestelmiin?

Miten ilmadielektrisen koaksiaalikaapelin rakenne parantaa RF-signaalin eheyttä

Ilmadielektriset koaksiaalikaapelit saavuttavat erinomaisen radiofrekvenssin (RF) suorituskyvyn erityisellä suunnittelulla. Nämä kaapelit poikkeavat perinteisistä kiinteädielektrisistä ratkaisuista siten, että ne korvaavat jatkuvan eristeen tarkasti sijoitetuilla välikkeillä, jotka pitävät johtimien välissä ilmalla täytetyn eristeaineen – alhaisimman häviöisen dielektrisen väliaineen saatavilla.

Holkki-ilma-dielektrinen rakenne ja sen rooli signaalihäviön minimoimisessa

Hollow-ilmadikelektriset rakenteet vähentävät elektronien törmäyksiä, kun signaalit kulkevat niiden läpi, mikä tarkoittaa, että vähemmän energiaa absorboituu matkan varrella. Ilmalla on dielektrinen vakio noin 1,0, kun taas polyeteenilla se on noin 2,3 tai korkeampi. Tämän erotuksen vuoksi ilma aiheuttaa huomattavasti vähemmän vaihevääristymää ja kertyy vähemmän kapasitanssia järjestelmään. Teollisuuden testit osoittavat, että näillä ilmatäytteisillä ratkaisuilla on noin 40 % vähemmän signaalihäviötä 6 GHz:n taajuuksilla verrattuna perinteisiin vaahtomuovi-PE-vaihtoehtoihin viime vuoden RF-materiaalitutkimusten mukaan. Insinööreille, jotka työskentelevät korkeataajuusjärjestelmien parissa, tämä on erittäin tärkeää, koska pienet häviöt voivat ajan myötä heikentää huomattavasti kokonaiskäyttäytymistä.

Vertailu kiinteiden PE-dielektristen kaapeliteknisten kanssa: Rakenteelliset ja sähköiset erot

Ilma- ja kiinteät polyeteeni (PE) -dielektriset kaapelit osoittavat perustavanlaatuisia eroja, jotka vaikuttavat RF-suorituskykyyn:

Ilmarakenteisten rakenteiden mekaaninen jäykkyys estää dielektrisen muodonmuutoksen taivutuksen aikana, mikä säilyttää jännitteenvaihtosuhteen (VSWR) vakiona. PE-kaapelit taas ovat alttiimpia puristuksesta aiheutuville kapasitanssin muutoksille, jotka kasvattavat jännitteenvaihtosuhdetta (VSWR).

Alhainen vaimennus ja suuri tehonsiirtokyky korkeataajuisissa RF-sovelluksissa

Vähentynyt signaalinvaimennus 1–6 GHz: Suorituskykytiedot ja RF-tehokkuuden parannukset

Ilmalla eristetty koaksiaalikaapeli erottuu selvästi korkeilla taajuuksilla signaalin laadun säilyttämisessä ilmaytimen rakenteen ansiosta, joka vähentää signaalihäviötä. Standardin IEC 61196 mukaan testattuna näiden kaapelien vaimennusarvot ovat noin 0,15 dB/metri taajuudella 6 GHz, mikä on lähes puolet verrattuna perinteisiin kiinteällä polyeteenieristeellä varustettuihin kaapeleihin. Mikä tekee niistä niin tehokkaita? Periaatteessa ne menettävät vähemmän energiaa eristysmateriaalin kautta, jolloin signaalit voivat kulkea huomattavasti pidemmät matkat ennen kuin niiden vahvistaminen tai lisävahvistus on tarpeen. RF-insinööreille tämä tarkoittaa vähemmän ongelmia signaalin heikkenemisen kanssa etäisyyden myötä sekä mahdollisia säästöjä lisälaitteiden hankintakustannuksissa.

Tämän teknologian käyttävät järjestelmät saavuttavat 96 %:n tehonsiirtotehokkuuden 5G-taaksepäin yhteyksissä (IEEE 2023), mikä vähentää energiakustannuksia 740 000 dollaria vuodessa jokaista 1 000 solmun asennusta kohden.

Ilmaeristeisen koaksiaalikaapelin superiorinen lämpötilavakaus ja tehotila

Tyhjäkoteloinnin ansiosta saavutetaan vertaansa vailla oleva lämpösuorituskyky. Ilmaeristeiset kaapelit kestävät jatkuvaa 5 kW:n tehoa 40 °C:n ympäristölämpötilassa — kaksinkertainen kapasiteetti vaahtoeristeisiin vaihtoehtoihin verrattuna. Avainedut sisältävät:

• Dielektrinen iättyminen nolla lämpötiloissa ≥ 200 °C
• Lämmön laajenemiskerroin alle 5 ppm/°C
• Vaihevakauden poikkeama < 0,02° 85 °C:n lämpötilavälillä

Tämä lämpöresilienssi estää impedanssin muutokset suuritehoisen siirron aikana, mikä alentaa VSWR-arvon 1,05:1 6 GHz:n tutkajärjestelmissä. Kenttätestit osoittavat 99,8 %:n käytettävyyden lähetinlaitteissa 15 000 käyttötunnin jälkeen.

Ilmaeristeinen ja vaahtoeristeinen koaksiaalikaapeli: RF-insinöörin vertailu

Lisäyshäviö, VSWR ja kokonaisjärjestelmän suorituskyky eri RF-infrastruktuurityypeissä

Ilmaeristeisten koaksiaalikaaplien vertaaminen vaahtoeristeisiin vastineisiinsa, kuten LMR®- tai LDF/AL4-tyyppeihin, paljastaa kolme keskeistä tekijää, jotka ovat erityisen tärkeitä RF-järjestelmissä: kuinka paljon signaalia menetetään linjan aikana (sisäänpäästöhäviö), jännitteen seisovan aallon suhde (VSWR) ja kestävyys ympäristöhaasteita vastaan. Ilmaeristeiset kaapelit menettävät noin 20–30 prosenttia vähemmän signaalitehoa yli 2 GHz:n taajuuksilla, koska ne absorboivat vähemmän dielektristä materiaalia, mikä tekee niistä erinomaisia pitkien matkojen solukkonavigointiyhteyksiin ja hajautettuihin antennijärjestelmiin. Mutta siinä on kuitenkin yksi mutka. Vaahtoeristeiset kaapelit toimivat paremmin vaiheominaisuuksien vakaudessa ja kosteuden kertymisen estämisessä – asia, joka on erittäin tärkeää ulkokäytössä kosteissa olosuhteissa, joissa ilmaeristeisiin kaapeleihin voi muodostua sisäistä kondensoitumista. VSWR-luvut kertovat toisen tarinan. Suorat ilmaeristeisten kaapelien asennuspolut säilyttävät melko hyvän suhteen noin 1,15:1, mutta liian tiukka taivutus saa impedanssin muuttumaan yli 1,25:1. Vaahtokaapelit pysyvät alle 1,2:1 jopa monimutkaisten asennusreittien aikana. Kun arvioidaan kokonaisjärjestelmän luotettavuutta, vaahtoratkaisut tarjoavat paremman tasapainon hieman korkeammasta signaalihäviöstä huolimatta. Ne tarjoavat johdonmukaisempaa suojauksen tehokkuutta ja kestävät puristusvoimia paljon paremmin kuin ilmaeristeet, jotka ovat tunnetusti jäykkiä ja voivat aiheuttaa asennusvaikeuksia tietyissä tilanteissa.

UKK

Mikä on ilmadielektrisen koaksiaalikaapelin pääasiallinen etu kiinteisiin PE-kaapeihin verrattuna?

Ilmadielektriset kaapelit tarjoavat paremman RF-signaalin eheyden alhaisemman signaalihäviön ja korkeamman vaihevakavuuden ansiosta, johtuen niiden ilmatäytteisestä rakenteesta.

Miksi ilmadielektriset kaapelit kestävät korkeampia taajuuksia paremmin?

Ilmadielektrisillä kaapeleilla on alhaisempi dielektrinen vakio ja kapasitanssi, mikä vähentää vaihevääristymää ja vaimennusta korkeataajuussovelluksissa.

Miten ilmadielektriset kaapelit suhtautuvat vaahtodielektrisiin kaapeleihin?

Ilmadielektriset kaapelit tarjoavat alhaisemman signaalihäviön, mutta ne ovat vähemmän kosteudenkestäviä ja voivat aiheuttaa asennushaasteita jäykkyytensä vuoksi.