Параметры передачи коаксиальных кабелей

Первичные параметры передачи коаксиальных кабелей (КК)

В области ВЧ (свыше 60 кГц) определяется п следующим формулам:

1. Активное сопротивление R, Ом/км

R = Ra +Rв = ,

Где k = - коэффициент вихревых токов

- проводимость материала

ra,rв – радиусы внутреннего и внешнего проводников.

 

Для медных проводников:

R = 4,18 () 10^-2;

Для алюминиевых проводников

R = 5,4 () 10^-2;

Если внутренний проводник медь, а наружный алюминиевый

R = 10^-2;

2. Индуктивность цепи, Гн/км

L = Lвш + La + Lв = 10^-7

Для медных проводников:

L = 10^-4;

Для алюминиевых проводников:

L = 10^-4;

Если внутренний проводник медь, а наружный алюминиевый:

L = 10^-4;

В области ВЧ общая индуктивность определяется в основном внешней индуктивностью.

L = Lвш = 2 ln () 10^-4;

3. Емкость цепи, нФ/км

С = ; -эффективное значение диэлектрической проницаемости.

4. Проводимость изоляции, См/км.

Определяется аналогично симметричным цепям

G = G₀ + G~ = + ;

Где G₀ – проводимость изоляции на постоянном токе,

G~ - проводимость изоляции на переменном токе.

 

С увеличением частоты проводимость изоляции возрастает, т.к. увеличиваются потери энергии на поляризацию зарядов в диэлектрике.

 

Рис.13 Зависимость первичных параметров передачи от частоты

 

II. Вторичные параметры передачи коаксиальных кабелей

Коаксиальные кабели применяются в диапазоне от 60 кГц и выше, поэтому R >

1. Коэффициент затухания , дБ/км

= м + д = 8,686;

потери в металлических элементах коаксиальной пары изменяются пропорционально , а потери в диэлектрике с увеличением частоты увеличиваются значительно быстрее.

Рис.14 Зависимость коэффициента затухания в металле и диэлектрике от частоты.

1. Коэффициент фазы , рад/км.

Для коаксиальной пары:

= ; = 2 f – круговая частота рад/с

 

= ; С – скорость света.

1. Скорость распространения энергии.

V = = = ;

Скорость передачи уменьшается с увеличением диэлектрической проницаемости , а с увеличением частоты увеличивается и приближается к скорости света.

 

1. Волновое сопротивление Zв, Ом

Zв = ln ;

D – диаметр внешнего проводника

d – диаметр внутреннего проводника

учитывается первичные параметры линии

Zв = , Ом

Zв – постоянно по всей длине линии и не зависит от длины линии.

Частотная зависимость Zв в спектре свыше 60 кГц весьма незначительна и поэтому можно считать Zв величиной постоянной.

Рис.15 Частотная зависимость вторичных параметров передачи.

I Электрические процессы в коаксиальных кабелях.

Взаимодействие электромагнитных полей внутреннего и внешнего проводников таково, что его внешнее поле равно нулю.

Рис.16 Результирующее магнитное поле

Коаксиальной цепи

 

 

Рис. 17 Электромагнитное поле: