Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабель RF жүйелеріне қандай артықшылықтар әкеледі?

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдің құрылымының RF сигнал бүтіндігін қалай жақсартатыны

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдер арнайы инженерлік шешімдер арқылы жоғары деңгейдегі радиожиілікті (RF) өнімділікке қол жеткізеді. Дәстүрлі қатты диэлектрикті конструкциялардан өзгеше, бұл кабельдер өткізгіштердің арасын ауамен — барлық бар диэлектрик орталар ішіндегі ең төмен жоғалту көрсеткіші бар ортамен — дәл орындарға орнатылған сақиналар арқылы ұстап тұрады.

Сигнал жоғалтуын азайтудағы қуыс ауа диэлектригінің конструкциясы мен рөлі

Сигналдар олар арқылы өткенде электрондық соқтығысуларды азайту үшін қуыс ауа диэлектригі құрылымдары пайдаланылады, бұл жол бойынша сіңірілетін энергияның азаюын білдіреді. Ауаның диэлектрик тұрақтысы шамамен 1,0-ге жақын болса, полиэтилен сияқты материалдарда ол 2,3 немесе одан жоғары болады. Осы айырмашылықтың арқасында ауа жүйеде фазалық искажениеге және сыйымдылықтың жиналуына әлдеқайда азырақ әсер етеді. Өткен жылғы соңғы радиожиілікті материалдар бойынша зерттеулер көрсеткендей, өнеркәсіп бойынша жүргізілген сынақтар ауа-тасымалдағыш конструкциялардың дәстүрлі көбік полиэтилен (PE) нұсқаларымен салыстырғанда 6 ГГц жиіліктерінде шамамен 40% аз сигнал жоғалтуы бар екенін көрсетті. Жоғары жиілікті жүйелермен жұмыс істейтін инженерлер үшін бұл маңызды, себебі уақыт өте келе шағын жоғалтулар жалпы өнімділіктің төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Қатты полиэтилен диэлектригі бар кабельдермен салыстыру: құрылымдық және электрлік айырмашылықтар

Ауа диэлектригі мен қатты полиэтилен (PE) кабельдері РЧ өнімділігіне әсер ететін негізгі айырмашылықтарды көрсетеді:

Ауамен толтырылған конструкциялардың механикалық қаттылығы иілу кезінде диэлектриктің деформациясын болдырмауға мүмкіндік береді және импедансты тұрақты ұстайды. Осыған қарама-қарсы, PE кабельдері қысу нәтижесінде пайда болатын сыйымдылық өзгерістеріне әлдеқайда сезімтал — бұл кернеу тұрғын толқын қатынасын (VSWR) арттырады.

Жоғары жиілікті RF қолдануларда төменгі слабау және жоғары қуаттылық

1—6 ГГц аралығындағы сигналдың слабауының азаюы: Өнімділік деректері мен RF сапасының артуы

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабель жоғары жиілікті диапазондарда сигнал сапасын сақтау тұрғысынан ерекше көзге түседі, өйткені оның ауа толтырылған өзегі сигналдың жоғалуын азайтады. IEC 61196 стандартына сәйкес сынақтар нәтижесінде бұл кабельдердің 6 ГГц жиілікте шамамен метріне 0,15 дБ деңгейінде бағытталған өшу көрсеткіші бар екендігі анықталды, бұл көрсеткіш дәстүрлі полиэтилен диэлектригі бар кабельдердің көрсеткішінен фактылы түрде жарты есе төмен. Олардың тиімділігі неде? Негізінен, олар изоляциялық материал арқылы энергияны аз жоғалтады, яғни сигналдар күшейту немесе тарату қажет болмас бұрын көптеген қашықтықтарға дейін жетеді. Ал радиожиілікті инженерлер үшін бұл - қашықтық бойынша сигналдың нашарлауымен бас ағартудың азаюын, сонымен қоса қосымша жабдық шығындарын үнемдеуді білдіреді.

Бұл технологияны қолданатын жүйелер 5G артқы байланыс желілерінде 96% қуат беру тиімділігіне жетеді (IEEE 2023), әрбір 1000 түйінді орнатуда жыл сайын энергия шығындарын 740 мың долларға дейін қысқартады.

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдің жоғары жылулық тұрақтылығы мен қуат сыйымдылығы

Қуыс конструкция жылулық жұмыс істеу сапасында ұялатпайтын нәтиже көрсетеді. Ауа диэлектригі бар кабельдер үздіксіз 5 кВт қуатты 40°C айналадағы температурада – көбірек пайдаланылатын көбік материалдар негізіндегі аналогтардың мүмкіндігінен екі есе жоғары. Негізгі артықшылықтары:

• Диэлектриктің қартаюы болмайды 200°C және одан жоғары температураларда
• Жылулық ұлғаю коэффициенті 5 ppm/°C-тан төмен
• 85°C ауқымында фазалық тұрақтылық ауытқуы < 0,02°

Бұл жылулық төзімділік жоғары қуат беру кезінде импеданстың өзгеруін болдырмаиды және 6 ГГц радар жүйелерінде VSWR-ді 1,05:1 деңгейіне дейін төмендетеді. Сараптамалық тестер 15 000 сағат жұмыс істегеннен кейін тарату бергіштерінде 99,8% уақытты қамтамасыз ететінін көрсетті.

Ауалы диэлектрик пен көбікті диэлектрик коаксиалды кабельдер: Радиожиін құрылғыларын салыстыру

Түсіру шығыны, ТЖКҚ және радиожиін инфрақұрылымының барлық жүйелік өнімділігі

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдерді LMR® немесе LDF/AL4 түрлері сияқты көбік диэлектригі бар аналогтарымен салыстырғанда, радиожиілікті жүйелер үшін шынымен маңызды үш негізгі факторды көрсетеді: сызық бойынша қанша сигнал жоғалатыны (енгізу шығыны), Кернеу Тұрақты Толқын Коэффициенті (КТТК) және олардың қоршаған орта әсерлеріне төзімділігі. Ауа диэлектригі бар кабельдер 2 ГГц-тен жоғары жиіліктерде диэлектрик материалдардың сіңіруі аз болғандықтан, сигнал күшін шамамен 20-30 пайызға аз жоғалтады, бұл ұзақ қашықтықтағы ұялы мұнаралар мен таратылған антенналық жүйелерге өте қолайлы. Бірақ бір ғана кемшілігі бар. Ылғалдың жиналуына және фазалық сипаттамалардың тұрақтылығына төзімділік жағынан алғанда көбік диэлектригі бар кабельдер нақтырақ жұмыс істейді, өйткені ашық аспан астындағы ылғалды жағдайларда ауасы бар кабельдер ішкі конденсация мәселесін туғызуы мүмкін. КТТК көрсеткіштеріне назар аударсақ, түзу бағытталған ауа кабельдері 1,15:1 шамасында жақсы қатынасты сақтайды, бірақ оларды тым тығыз бүгіп жіберсеңіз, импеданс 1,25:1-ден жоғары өзгеріп кетеді. Көбік кабельдер күрделі монтаж жолдарында да 1,2:1-ден төмен қалады. Жүйенің жалпы сенімділігін қарастырғанда, көбік кабельдер сигналдың сәл жоғарырақ жоғалуына қарамастан, тұрақтырақ тепе-теңдік орнатады. Олар тұрақты қорғаныс қасиетін ұсынады және ауа диэлектригі бар кабельдерге қарағанда қысу күштеріне анағұрлым төзімді, себебі соңғылары өте қатты және кейбір жағдайларда орнату кезінде нақты қиындықтар туғызады.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдердің қатты полиэтилен кабельдерге қарағандағы негізгі артықшылығы қандай?

Ауа ядросының конструкциясына байланысты, ауа диэлектригі бар кабельдер төменгі сигнал шығыны мен жоғары фазалық тұрақтылыққа ие болып, радиожиіліктік сигналдың бүтіндігін сақтауда жоғары сапа көрсетеді.

Неліктен ауа диэлектригі бар кабельдер жоғары жиіліктерді жақсырақ өткізеді?

Ауа диэлектригі бар кабельдердің диэлектрлік тұрақтысы мен сыйымдылығы төмен болғандықтан, олар жоғары жиілікті қолданыста фазалық искажениені және затухуды азайтады.

Ауа диэлектригі бар кабельдер көбік диэлектригі бар кабельдермен салыстырғанда қалай салыстырылады?

Ауа диэлектригі бар кабельдер төменгі сигнал шығынын ұсынады, бірақ қаттылықтарына байланысты ылғалға төзімсіздік және орнату кезіндегі қиыншылықтар болуы мүмкін.