Apakah Kelebihan Kabel Koaksial Dielektrik Udara untuk Sistem RF?

Bagaimana Pembinaan Kabel Koaksial Dielektrik Udara Meningkatkan Integriti Isyarat RF

Kabel koaksial dielektrik udara mencapai prestasi frekuensi radio (RF) yang unggul melalui kejuruteraan khusus. Berbeza dengan rekabentuk dielektrik pepejal konvensional, kabel ini menggantikan penebat berterusan dengan pemisah yang diletakkan secara tepat untuk mengekalkan jarak antara konduktor menggunakan udara—medium dielektrik dengan kehilangan terendah yang tersedia.

Rekabentuk Dielektrik Udara Berongga dan Peranannya dalam Mengurangkan Kehilangan Isyarat

Struktur dielektrik udara berongga mengurangkan perlanggaran elektron apabila isyarat bergerak melaluinya, yang bermaksud kurang tenaga diserap sepanjang laluan. Udara mempunyai pemalar dielektrik hampir 1.0 manakala bahan seperti polietilena berada di sekitar 2.3 atau lebih tinggi. Disebabkan perbezaan ini, udara menyebabkan distorti fasa yang jauh lebih rendah dan membina kapasitans yang lebih kecil dalam sistem. Ujian-ujian industri menunjukkan reka bentuk berisi udara ini mempunyai kehilangan isyarat kira-kira 40% lebih rendah pada frekuensi 6 GHz berbanding alternatif PE buih tradisional menurut kajian bahan RF terkini tahun lepas. Bagi jurutera yang bekerja dengan sistem frekuensi tinggi, ini sangat penting kerana kehilangan kecil boleh memberi kesan besar terhadap prestasi keseluruhan dari masa ke masa.

Perbandingan dengan Kabel Dielektrik PE Pejal: Perbezaan Struktur dan Elektrik

Kabel dielektrik udara dan polietilena (PE) pejal menunjukkan perbezaan asas yang memberi kesan kepada prestasi RF:

Kekukuhan mekanikal reka bentuk berongga udara mengelakkan ubah bentuk dielektrik di bawah lenturan, mengekalkan impedans yang konsisten. Sebaliknya, kabel PE lebih mudah mengalami perubahan kapasitans akibat mampatan—meningkatkan nisbah gelombang berdiri voltan (VSWR).

Atenuasi Rendah dan Pemegang Kuasa Tinggi dalam Aplikasi RF Frekuensi Tinggi

Pengurangan Atenuasi Isyarat dari 1—6 GHz: Data Prestasi dan Keuntungan Kecekapan RF

Kabel koaksial dielektrik udara benar-benar menonjol dalam mengekalkan kualiti isyarat pada julat frekuensi tinggi berkat rekabentuk teras udaranya yang mengurangkan kehilangan isyarat. Menurut ujian piawaian IEC 61196, kabel-kabel ini menunjukkan kadar atenuasi sekitar 0.15 dB per meter pada frekuensi 6 GHz, iaitu hampir separuh daripada yang dilihat pada kabel dielektrik polietilena pepejal konvensional. Apa yang menjadikannya begitu cekap? Secara asasnya, kabel ini kehilangan kurang tenaga menerusi bahan penebatnya, bermakna isyarat boleh bergerak lebih jauh sebelum memerlukan sebarang peningkatan atau penguatan. Dan bagi mereka yang bekerja dalam kejuruteraan RF, ini bermakna kurang masalah berkaitan penyusutan isyarat sepanjang jarak, serta berpotensi menjimatkan kos peralatan tambahan.

Sistem yang menggunakan teknologi ini mencapai kecekapan pemindahan kuasa sebanyak 96% dalam talian belakang 5G (IEEE 2023), mengurangkan kos tenaga sebanyak $740k setiap tahun bagi setiap pelaksanaan 1,000 nod.

Kestabilan Terma dan Kapasiti Kuasa Unggul Kabel Koaksial Dielektrik Udara

Reka bentuk berongga membolehkan prestasi terma yang tiada tandingan. Kabel dielektrik udara mampu mengendalikan kuasa berterusan 5 kW pada suhu persekitaran 40°C—dua kali ganda kapasiti alternatif berasaskan busa. Kelebihan utama termasuk:

• Tiada pengereputan dielektrik pada suhu ≥ 200°C
• Pepejal muai haba kurang daripada 5 ppm/°C
• Varians kestabilan fasa < 0.02° dalam julat 85°C

Ketahanan terma ini mencegah perubahan rintangan semasa penghantaran kuasa tinggi, mengurangkan VSWR kepada 1.05:1 dalam sistem radar 6 GHz. Ujian di lapangan menunjukkan tempoh operasi 99.8% tanpa gangguan dalam pemancar penyiaran selepas 15,000 jam operasi.

Kabel Koaksial Dielektrik Udara berbanding Dielektrik Busa: Perbandingan Kejuruteraan RF

Kehilangan Penyisipan, VSWR, dan Prestasi Sistem Keseluruhan Merentasi Jenis Infrastruktur RF

Membandingkan pilihan kabel koaksial udara dielektrik dengan rakan sebaya dielektrik busa seperti jenis LMR® atau LDF/AL4 mendedahkan tiga faktor utama yang sangat penting bagi sistem RF: jumlah kehilangan isyarat sepanjang talian (kehilangan penyisipan), Nisbah Gelombang Pegun Voltan (VSWR), dan ketahanan terhadap cabaran persekitaran. Kabel dielektrik udara cenderung kehilangan kekuatan isyarat sebanyak 20 hingga 30 peratus kurang pada frekuensi melebihi 2 GHz kerana penyerapan bahan dielektrik yang lebih rendah, menjadikannya sesuai untuk sambungan menara sel jarak jauh dan sistem antenna teragih. Namun, terdapat kekangan. Kabel dielektrik busa sebenarnya memberikan prestasi yang lebih baik dari segi mengekalkan ciri fasa yang stabil dan rintangan terhadap pengumpulan wap air, sesuatu yang menjadi sangat penting dalam keadaan luar yang lembap di mana kabel berisi udara boleh mengalami masalah kondensasi dalaman. Melihat nombor VSWR menceritakan kisah lain. Larian lurus kabel udara mengekalkan nisbah yang agak baik sekitar 1.15:1, tetapi jika ditekuk terlalu ketat, rintangan akan berubah melebihi 1.25:1. Kabel busa kekal di bawah 1.2:1 walaupun melalui laluan pemasangan yang rumit. Apabila dipertimbangkan dari segi kebolehpercayaan sistem secara keseluruhan, pilihan busa memberikan keseimbangan yang lebih baik walaupun mempunyai kehilangan isyarat yang sedikit lebih tinggi. Mereka menawarkan perlindungan perisai yang lebih konsisten dan mampu menahan daya mampatan dengan jauh lebih baik berbanding dielektrik udara, yang terkenal keras dan menyukarkan pemasangan dalam situasi tertentu.

Soalan Lazim

Apakah kelebihan utama kabel koaksial dielektrik udara berbanding kabel PE pepejal?

Kabel dielektrik udara menawarkan integriti isyarat RF yang lebih baik disebabkan oleh kehilangan isyarat yang lebih rendah dan kestabilan fasa yang lebih tinggi, berkat rekabentuk teras udara mereka.

Mengapakah kabel dielektrik udara mengendalikan frekuensi yang lebih tinggi dengan lebih baik?

Kabel dielektrik udara mempunyai pemalar dielektrik dan kapasitans yang lebih rendah, mengurangkan distorsi fasa dan atenuasi dalam aplikasi frekuensi tinggi.

Bagaimanakah perbandingan kabel dielektrik udara dengan kabel dielektrik buih?

Kabel dielektrik udara menawarkan kehilangan isyarat yang lebih rendah tetapi kurang tahan kelembapan dan boleh menghadapi cabaran pemasangan disebabkan oleh kekakuan.