Коаксиальный кабель является наиболее часто используемой линией передачи для радиочастотных и микроволновых приложений, поскольку он обеспечивает надежную передачу с преимуществами широкой полосы пропускания, низких потерь и высокой изоляции. Основные производители передающего оборудования, т. е. Радио и телевидение, радар, GPS, системы управления в чрезвычайных ситуациях, воздушные и морские суда, используют коаксиальные кабели. Использование коаксиального кабеля применимо к любой системе, в которой потери и затухание сигнала должны быть сведены к минимуму. В отличие от волноводов, коаксиальный кабель не имеет более низкой частоты среза, но как насчет его верхней частоты?
Максимальная частота
За некоторыми исключениями, большинство коаксиальных кабелей не имеют фактических условий отсечки для определенной частоты полосы остановок, а вместо этого используют термин отсечка для обозначения самой высокой частоты, протестированной производителем, или когда частота достигает точки, когда коаксиальный кабель становится волноводом и другие режимы, кроме поперечно-электромагнитного режима (ТЕМ), происходят. Следовательно, частота среза коаксиального кабеля может быть там, где коаксиальный кабель остается в пределах спецификации или в пределах разумного предела, чтобы избежать поперечно-магнитных (TM) или поперечно-электрических (TE) режимов распространения. Хотя коаксиальные кабели все еще могут передавать сигналы с частотами выше отсечки режима TEM, режимы передачи TM или TE гораздо менее эффективны, что нежелательно для большинства приложений.
Частота среза и глубина кожи
При обсуждении частоты в коаксиальном кабеле следует отметить две важные концепции-глубина скина и частота среза. Коаксиальный кабель состоит из двух проводников, внутреннего контакта и внешнего заземленного экрана. Глубина кожи возникает вдоль коаксиальной линии, когда высокие частоты заставляют электроны мигрировать к поверхности проводников. Этот скин-эффект приводит к увеличению затухания и диэлектрического нагрева и вызывает большие резистивные потери вдоль коаксиальной линии. Чтобы уменьшить потери от скин-эффекта, можно использовать коаксиальный кабель большего диаметра, но увеличение размеров коаксиальных кабелей уменьшит максимальную частоту, которую может передавать коаксиальный кабель. Проблема заключается в том, что когда размер длины волны электромагнитной энергии превышает поперечную электромагнитную (ТЭМ) моду и начинает «отскакивать» вдоль коаксиальной линии как поперечная электрическая 11 мода (ТЭ11), создается частота отсечки коаксиального кабеля. Поскольку новый частотный режим движется с другой скоростью, чем режим TEM, он создает отражения и помехи сигналам режима TEM, проходящим через коаксиальный кабель. Это называется верхним пределом частоты или частотой среза.
Частота отсечки-это точка, в которой энергия, протекающая через электромагнитную систему, начинает уменьшаться путем ослабления или отражения, а не прохождения через линию. Режимы TE и TM являются модой наименьшего порядка, распространяющейся по коаксиальной линии. В режиме ТЕА как электрическое, так и магнитное поле поперечны направлению движения, и желаемый режим ТЕА может распространяться на всех частотах. Более высокие моды возбуждаются на частотах выше частоты среза, когда первая мода более высокого порядка, называемая TE11, также может распространяться. Чтобы быть уверенным, что только один режим распространяется для четкого сигнала, сигналы должны быть ниже частоты среза. Уменьшение размера коаксиального кабеля увеличивает частоту отключения. Коаксиальные кабели и коаксиальные разъемы могут достигать частот миллиметровых волн, но по мере уменьшения физических размеров возможности обработки мощности уменьшаются, а потери увеличиваются.
Эта статья исходит из Pasternack редактирования выпущен
