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आरएफ प्रदर्शन: सिग्नल इंटीग्रिटी, इम्पीडेंस और आवृत्ति समर्थन

अभिधीनता, रिटर्न लॉस और वीएसडब्ल्यूआर — आरएफ कोएक्सियल केबल सिग्नल इंटीग्रिटी के लिए मुख्य मापदंड

आरएफ कोएक्सियल केबल में अच्छी सिग्नल इंटीग्रिटी बनाए रखने के मामले में, इंजीनियर वास्तव में तीन मुख्य कारकों पर विचार करते हैं: अशक्तिकरण (एटेन्यूएशन), रिटर्न लॉस और जिसे वीएसडब्ल्यूआर कहा जाता है। आइए अशक्तिकरण से शुरू करें, जो मूल रूप से हमें बताता है कि केबल के साथ-साथ यात्रा करते समय सिग्नल की शक्ति कितनी खो जाती है। लंबी दूरी की स्थापना के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि प्रति मीटर 0.5 डीबी जैसा कुछ कागज पर बुरा नहीं लग सकता, लेकिन वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में वास्तव में बड़ा अंतर ला सकता है। फिर हमारे पास डेसीबेल में मापा गया रिटर्न लॉस है। यह संख्या दर्शाती है कि सिग्नल का कितना हिस्सा वापस उछल जाता है बजाय ठीक से प्रणाली के माध्यम से जाने के। अधिकांश पेशेवर 15 डीबी से ऊपर कुछ भी काफी अच्छा मानते हैं क्योंकि इसका अर्थ है कि अधिकांश सिग्नल प्रतिबिंबित हुए बिना गुजरते हैं। वोल्टेज स्टैंडिंग वेव रेशियो (VSWR) लगभग 1.5 से 1 अनुपात के तहत रहना चाहिए ताकि नाजुक रिसीवर उपकरण को खराब करने वाले अवांछित प्रतिबिंब से बचा जा सके। कुछ उद्योग सांख्यिकी इंगित करती है कि जब प्रतिबाधा 5% से अधिक भटकने लगती है, तो हमारे शक्ति आउटपुट का लगभग 30% संभावित नुकसान होता है। ऐसी संख्या इस बात की व्याख्या करती है कि आजकल निर्माता अपने केबल डिजाइन को परिष्कृत करने में इतना समय क्यों लगाते हैं।

50-ओम और 75-ओम प्रतिबाधा: परावर्तन को कम करने के लिए सिस्टम आवश्यकताओं का मिलान करना

नष्टीय सिग्नल परावर्तन को रोकने के लिए प्रतिबाधा मिलान आवश्यक है।

• 50-ओम केबल सेलुलर नेटवर्क और रडार जैसी वायरलेस संचार प्रणालियों में मानक हैं, जहां इष्टतम शक्ति संभालन और निम्न VSWR महत्वपूर्ण हैं।
• 75-ओम केबल प्रसारण और वीडियो अनुप्रयोगों में पसंद किए जाते हैं क्योंकि उनकी कम संधारित्रता उच्च-आवृत्ति सिग्नल विश्वसनीयता का समर्थन करती है।
  एक 75-ओम केबल को 50-ओम उपकरण से जोड़ने जैसे असंगत घटकों को जोड़ने से आपतित शक्ति का लगभग 36% परावर्तित हो सकता है, जिससे सिग्नल विकृति पैदा करने वाली अप्रगामी तरंगें उत्पन्न होती हैं। इसलिए विश्वसनीय सिस्टम प्रदर्शन के लिए अंत से अंत तक प्रतिबाधा स्थिरता बनाए रखना अनिवार्य है।

आवृत्ति सीमा क्षमता और इसका असर अस्तबलता और कला स्थिरता पर

संचालन आवृत्ति सीधे केबल प्रदर्शन और चयन को प्रभावित करती है:

ईएमआई सुरक्षा: शील्डिंग वास्तुकला और प्रभावकारिता

ब्रेडेड, फॉयल और संकर शील्डिंग — कवरेज, लचीलेपन और आरएफ समाक्षीय केबल ईएमआई अस्वीकरण में व्यापार-ऑफ़

विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचाव के मामले में, हम जिस तरह से शील्डिंग की डिज़ाइन करते हैं, इसका बहुत अधिक महत्व होता है। ब्रेडेड शील्ड को बुने हुए तांबे से बनाया जाता है और इसमें 70 से 95 प्रतिशत तक कवरेज के साथ अच्छी यांत्रिक शक्ति होती है। ये अत्यधिक कंपन वाले स्थानों में अच्छी तरह काम करते हैं, लेकिन अत्यधिक उच्च आवृत्तियों पर इतने अच्छे प्रदर्शन नहीं करते। फिर फॉयल शील्डिंग होती है जो एल्युमीनियम या तांबे की पतली परतों का उपयोग करके लगभग पूरी तरह से आवरण प्रदान करती है। यह GHz रेंज के अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट है, लेकिन इन फॉयल को बार-बार मोड़ने पर आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाता है। इसीलिए कई इंजीनियर दोनों विधियों को मिलाने वाले संकर समाधानों के लिए जाते हैं। ये शोर को 90 डीबी से अधिक अस्वीकृति के साथ काफी प्रभावी ढंग से अवरुद्ध करने में सक्षम होते हैं, और फिर भी इतने लचीले रहते हैं कि टूटते नहीं। इस संतुलन के कारण, संकर शील्डिंग विशेष रूप से एयरोस्पेस उपकरणों और चिकित्सा उपकरणों जैसे संवेदनशील क्षेत्रों में जाने का विकल्प बन गई है, जहां अवांछित विद्युत शोर को दूर करना अत्यावश्यक होता है।

शील्डिंग प्रभावशीलता (SE) रेटिंग और बहु-परत डिज़ाइन कैसे शोर प्रतिरोधकता में सुधार करते हैं

डेसीबल (dB) में मापी जाने वाली केबल की शील्डिंग प्रभावशीलता (SE), मूल रूप से हमें यह बताती है कि वह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को रोकने में कितनी अच्छी है। अधिकांश सामान्य व्यावसायिक केबल्स लगभग 40 dB के स्तर पर शुरू होती हैं, लेकिन जब हम सैन्य ग्रेड की चीजों में जाते हैं, तो ये संख्याएँ 125 dB से भी अधिक तक पहुँच जाती हैं। जब निर्माता फॉयल को ब्रेडिंग के साथ जोड़ने जैसे बहु-परत डिज़ाइन के लिए जाते हैं, तो वे हस्तक्षेप के खिलाफ दो अलग-अलग प्रतिरक्षा रेखाएँ बनाते हैं। फॉयल का हिस्सा उच्च आवृत्ति के संकेतों को परावर्तित करने में बहुत अच्छा काम करता है, जबकि ब्रेडेड खंड निम्न आवृत्तियों को बेहतर ढंग से संभालता है। इन दोनों को एक साथ रखने से विद्युत चुम्बकीय रिसाव में काफी कमी आती है, जो साधारण एकल परत शील्ड की तुलना में लगभग 85% कम हो सकती है। 360 डिग्री तक सही समापन प्राप्त करना और यह सुनिश्चित करना कि ग्राउंडिंग खंडों में हो, इस प्रदर्शन में वृद्धि करने में बहुत मदद करता है। ये अभ्यास तब बिल्कुल महत्वपूर्ण हो जाते हैं जब हम विद्युत चुम्बकीय गतिविधि से भरी जगहों जैसे आधुनिक 5G सेल टावरों या विमान प्रणालियों के साथ काम कर रहे होते हैं, जहाँ संकेत स्पष्टता सफलता और विफलता के बीच का अंतर बन सकती है।

एफ समाक्षीय केबल प्रदर्शन के लिए सामग्री और निर्माण की गुणवत्ता

परावैद्युत सामग्री (फोम पीई, पीटीएफई) और केंद्र संचालक शुद्धता — प्रसार और हानि के वेग में उनकी भूमिका

केंद्रीय चालक और शील्ड के बीच जो कुछ भी होता है, वह केबल के प्रदर्शन की दृष्टि से सबसे अधिक महत्वपूर्ण होता है। फोम पॉलीएथिलीन और PTFE सामग्री सामान्य ठोस परावैद्युत की तुलना में लगभग 40 प्रतिशत तक संकेत हानि को कम कर देती हैं क्योंकि उनके पास 1.3 से 2.1 के बीच के बहुत कम परावैद्युत स्थिरांक होते हैं। परिणाम? संकेत उनके माध्यम से तेजी से यात्रा करते हैं और 6 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक की आवृत्तियों पर भी स्थिर रहते हैं। केंद्रीय चालक के लिए, ऑक्सीजन-मुक्त तांबा (OFc) इन दिनों लोकप्रिय विकल्प बन रहा है। यह IACS माप के अनुसार मानक चालकता स्तर का लगभग 100% से अधिक प्रदान करता है, जिसका अर्थ है एल्यूमीनियम चालकों की तुलना में लगभग 25% कम प्रतिरोध। इसके अतिरिक्त, चूंकि OFC में उच्च शुद्धता का स्तर होता है, इसलिए विभिन्न तापमानों पर त्वचा प्रभावों के कारण कम विकृति होती है। यह संचालन के दौरान चाहे तापमान बढ़ रहा हो या घट रहा हो, संकेत की गुणवत्ता बनाए रखने में मदद करता है, इसलिए उपकरण के सामने आने वाली किसी भी तरह की परिस्थितियों में प्रदर्शन काफी स्थिर रहता है।

पर्यावरणीय संगतता और यांत्रिक स्थायित्व के लिए जैकेट यौगिक (LSZH, TPE, फ्लोरोपॉलिमर)

केबल जैकेट पर्यावरणीय क्षति और भौतिक घिसावट से बचाव की पहली पंक्ति के रूप में कार्य करते हैं। LSZH लेबल वाली सामग्री को आग के संपर्क में आने पर हानिकारक धुएँ को सीमित करने के लिए विशेष रूप से तैयार किया गया है, और वे ऊर्ध्वाधर ट्रे स्थापना के लिए महत्वपूर्ण UL 1685 परीक्षणों में सफलता प्राप्त करते हैं। इससे वे उन क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हो जाते हैं जहाँ लोग एकत्र होते हैं या निकटता से काम करते हैं। TPE सामग्री लगभग शून्य से 55 डिग्री सेल्सियस के आसपास के अत्यधिक ठंडे तापमान पर भी उल्लेखनीय लचीलेपन के लिए खड़ी होती है। वे वास्तविक दुनिया की परिस्थितियों में केबलों के लगातार मोड़ने और रगड़ने के खिलाफ भी अच्छी तरह से टिकी रहती हैं। कठोर वातावरण के लिए, FEP जैसे फ्लोरोपॉलिमर कोटिंग सौर प्रकाश से विघटन, 150 डिग्री सेल्सियस तक की गर्मी और औद्योगिक सेटिंग्स में पाए जाने वाले क्षरणकारी पदार्थों से असाधारण सुरक्षा प्रदान करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ये आधुनिक जैकेटिंग समाधान बाहर के वातावरण में एक दशक से अधिक समय तक अपनी अखंडता बनाए रखते हैं, तापमान में परिवर्तन के बावजूद जो सामान्य विस्तार और संकुचन चक्र का कारण बनते हैं, संकेत की गुणवत्ता को स्थिर रखते हैं।

मांग वाले तैनाती के लिए यांत्रिक और पर्यावरणीय विश्वसनीयता

उच्च प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किए गए RF समाक्षीय केबल काफी कठोर परिस्थितियों का सामना कर सकते हैं। इन्हें 500 न्यूटन से अधिक के संपीड़न बल का सहन करने, लगभग 10,000 मोड़ सहने और -55 डिग्री सेल्सियस से +125 डिग्री सेल्सियस के तापमान परिवर्तन के दौरान भी विश्वसनीय रूप से काम करने के लिए बनाया गया है। बाहरी आवरण सूर्य के प्रकाश के कारण होने वाले पराबैंगनी (यूवी) क्षति के प्रति प्रतिरोधी होता है, और विशेष परतें नमी को रोकती हैं ताकि आर्द्र परिस्थितियों में भी केबल अच्छी संकेत गुणवत्ता बनाए रखे। रासायनिक रूप से अक्रिय सामग्री से निर्मित ये केबल ईंधन, विभिन्न विलायकों और नमकीन वायु के प्रति प्रतिरोधी होते हैं, जिससे ये विमानों, जहाजों और कारखानों जैसे स्थानों के लिए आदर्श बन जाते हैं। जब अत्यधिक कंपन होता है, तो डिज़ाइन आंतरिक चालकों को हिलने से रोकता है, जिससे लगातार यांत्रिक तनाव के बावजूद स्पष्ट संकेत बनाए रखने में मदद मिलती है। IP67 रेटेड कनेक्टर धूल और पानी को अंदर घुसने से रोकते हैं, जिससे ये धूल भरे रेगिस्तान या गीले ऑफशोर प्लेटफॉर्म के लिए उपयुक्त बन जाते हैं। इन केबलों को सैन्य मानक तापीय झटकों और त्वरित बुढ़ापा परीक्षण सहित कठोर परीक्षणों से गुजारा गया है। परिणामस्वरूप, ये कम PIM स्तर प्रदान करते हैं, विलंबता को स्थिर रखते हैं और संकेतों को बिना बाधा के संचारित करते हैं, जहां विफलता की कोई गुंजाइश नहीं होती, वहां भरोसेमंद प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

सामान्य प्रश्न

आरएफ कोएक्सियल केबल सिग्नल इंटीग्रिटी को प्रभावित करने वाले कौन से कारक हैं?

मुख्य कारकों में अतिशय, रिटर्न हानि और वीएसडब्ल्यूआर शामिल हैं, जो सिग्नल शक्ति को बनाए रखने, परावर्तन को कम करने और प्रभावी संचरण सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

आरएफ कोएक्सियल केबल प्रदर्शन पर प्रतिबाधा मिलान कैसे प्रभाव डालता है?

प्रतिबाधा मिलान विश्वसनीय और स्थिर प्रणाली प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए सिग्नल परावर्तन और शक्ति हानि को रोकने के लिए आवश्यक है।

आरएफ कोएक्सियल केबल जैकेट के लिए कौन सी सामग्री उपयुक्त हैं?

एलएसजेडएच, टीपीई और फ्लोरोपॉलिमर से बने जैकेट पर्यावरणीय सुरक्षा और यांत्रिक स्थायित्व प्रदान करते हैं, विभिन्न परिस्थितियों में सिग्नल गुणवत्ता बनाए रखते हैं।