Koaksiaalikaapeli

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Koaksiaalikaapelin rakenne
Tyypillisen suurtaajuuskoaksiaalikaapelin rakenne

Koaksiaalikaapeli on siirtolinja, joka siirtää korkeataajuuksista sähkömagneettista kenttää paikasta toiseen. Tutuin käyttökohde koaksiaalikaapelille on television antennijohto. Muita käyttökohteita ovat muun muassa elektroniikka- ja tietoliikennesovellukset.

Sisällysluettelo

Rakenne [muokkaa]

Koaksiaalikaapelin lieriömäisen rakenteen keskustassa on keskijohdin, jonka ympärillä on eristeainekerros. Tämän ympärillä on putkimainen ulkojohdin ja sen ympärillä muovinen ulkokuori.

Toiminta ja käyttö [muokkaa]

Suurtajuinen sähkömagneettinen kenttä etenee koaksiaalikaapelissa poikittaisena värähtelynä, ns. TEM-moodissa, ja rajoittuu keskijohtimen ja ulkojohtimen väliseen eristeaineeseen. Tämän eristeen ominaisuudet ovat sen vuoksi ratkaisevat kaapelin laatua arvioitaessa.

Koaksiaalikaapelin kapasitanssi ja induktanssi muodostavat yhdessä siirtoimpedanssin, joka on tietylle kaapelille ominainen ja määräytyy pääasiassa kaapelin dimensioiden ja eristemateriaalin dielektrisyyden perusteella. Koaksiaalikaapelin siirtoimpedanssi eli ominaisimpedanssi Z on

Z = 60\ \Omega \times \frac{\ln(D/d)}{\sqrt{\epsilon}},

missä D on ulkovaipan sisähalkaisija, d on sisäjohtimen halkaisija, ln on luonnollinen logaritmi ja \ \epsilon on suhteellinen eristevakio.[1]

Oikein päätetyn koaksiaalikaapelin kumpaankin päähän kytkettävän laitteen impedanssin on oltava sama kuin koaksiaalikaapelin ominaisimpedanssi: muussa tapauksessa syntyy yleensä haitallisia vaimentavia seisovia aaltoja. Tästä syystä vanhanaikaisessa koaksiaalikaapelia käyttävässä ethernet -verkossa kaapeli päätettiin päätevastuksella.

Koaksiaalikaapelissa signaalin nopeus v = c / \sqrt{\epsilon}, missä c on valon nopeus.[2]

Koaksiaalista rakennetta käytetään paljon myös heikon pientaajuuksisen signaalin siirtämiseen (esimerkiksi mikrofonikaapeli). Tällöin putkimaisen ulkojohtimen maadoittaminen antaa signaalia siirtävälle keskijohtimelle hyvän häiriösuojauksen. Tällaisissa sovelluksissa ei kaapelin impedanssilla ole juuri merkitystä, vaan kaapeli kannattaa valita mekaanista kestävyyttä ja käyttömukavuutta silmällä pitäen.

Käytännön koaksiaalikaapelit [muokkaa]

Kaupallisten koaksiaalikaapelien tavallisimmat impedanssit ovat 50 ja 75 ohmia. Edellisten lisäksi kaupallisesti on saatavilla muun muassa 93 ohmin kaapeleita. Kaapeleiden vaimennus kasvaa taajuuden funktiona.

Yleisiä koaksiaalikaapeleita
Kaapelityyppi Ominais-

impedanssi(Ω)

 Keskijohdin

Ø mm

 Eriste Kokonais-

halkaisija (mm)

 Vaippa Vaimennus dB / 100 m Kommentit Lähde
tyyppi Ø mm @400 MHz @2400 MHz
Aircell 5 50 1,08 PF 2,95 2,0 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 19,3 49,9 Radioamatöörit, LA- ja radiopuhelinten antennikaapelit, harrastuskäyttö [3]
Aircell 7 50 1,85

(19 x 0,37)

 PF 5,0 7,3 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 13,2 35,6 Erittäin taipuisa mikroaaltokaapeli [4]
Aircom Plus 50 10,3 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 8,4 VHF-ja UHF-taajuuksille soveltuva kaapeli. [5]
Ecoflex 10 Standard 50 2,85 (7 x 1,0) PF 7,25 10,2 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 8,4 23,6 WLAN, radioamatöörit, ammattikäyttö [6]
Ecoflex 10 Plus 50 2,85 (7 x 1,0) PF 7,25 10,2 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 8,4 22,9 Kuparipinnoitetulla alumiiniytimellä [7]
Ecoflex 10 Standard Heatex 50 2,85 (7 x 1,0) PF 7,25 10,2 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 8,4 23,6 Kuten Ecoflex 10 Standard, mutta halogeenivapaa, palamattomalla kuorella [8]
Ecoflex 10 Plus Heatex 50 2,85 (7 x 1,0) PF 7,25 10,2 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 8,4 22,9 Kuten Ecoflex 10 Plus, mutta halogeenivapaa, palamattomalla kuorella [9]
Ecoflex 15 Standard 50 4,5 (7 x 1,55) PF 11,3 14,6 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 5,9 16,3 WLAN, radioamatöörit, vaativa ammattikäyttö [10]
Ecoflex 15 Heatex 50 4,5 (7 x 1,55) PF 11,3 14,6 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 5,9 16,3 Paloturvallinen, julkisiin tiloihin [11]
Ecoflex 15 Plus 50 4,5 (7 x 1,55) PF 11,3 14,6 2, kuparifolio ja kuparipalmikko 5,3 14,9 Kuparipinnoitetulla alumiiniytimellä [12]
RFA78 50 9,3 PF 22,0 27,8 1, korrugoitu kupariputki 2,3 6,1 Vaativat tietoliikennesovellukset [13]
RG-213/U 50 2,25

(7 x 0,75)

 PE 7,25 10,3 1, kuparipalmikko 14,5 Kohteet, joissa RF-ominaisuuksille ei aseteta suuria vaatimuksia [14]
RG-58/U 50 0,95

(19 x 0,18)

 PE 2,95 5,0 1, tinapinnoitettu kuparipalmikko 36,0 Radioamatöörit, LA- ja radiopuhelinten antennikaapelit, harrastuskäyttö [14]
TELLU13 75 1,0 PF 4,8 7,0 2, kuparifolio ja kuparipalmikko TV-, yhteisantenni- ja kaapeli-TV –verkon sisäkaapeli [15]

Eristekoodit

  • PE, polyeteeni
  • PF, polyeteenivaahto

Viitteet [muokkaa]

  1. ↑ Haikonen Terho: ”Siirtojohdot ja resonaattorit”, Tekniikan käsikirja Osa 3, s. 192. Jyväskylä: Gummerus, 1969.
  2. ↑ Haikonen Terho: ”Siirtojohdot ja resonaattorit”, Tekniikan käsikirja Osa 3, s. 191. Jyväskylä: Gummerus, 1969.
  3. ↑ http://www.paratronic.fi/aircell_5.shtml Paratronic Oy, Aircell 5
  4. ↑ http://www.paratronic.fi/aircell_7.shtml Paratronic Oy, Aircell 7
  5. ↑ [1]http://interlanco.com/
  6. ↑ http://www.paratronic.fi/ecoflex_10.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 10 Standard
  7. ↑ http://www.paratronic.fi/ecoflex_10_plus.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 10 Plus
  8. ↑ http://www.paratronic.fi/heatex_10.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 10 Heatex
  9. ↑ http://www.paratronic.fi/heatex_10_plus.shtml Paratronic Oy, Heatex 10 Plus
  10. ↑ http://www.paratronic.fi/ecoflex_15.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 15 Standard
  11. ↑ http://www.paratronic.fi/heatex_15.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 15 Heatex
  12. ↑ http://www.paratronic.fi/ecoflex_plus.shtml Paratronic Oy, Ecoflex 15 Plus
  13. ↑ [2] Draka Cables
  14. ↑ a b [3], BCAR
  15. ↑ [4] Draka Cables
Haettu osoitteesta http://fi.wikipedia.org/w/index.php?title=Koaksiaalikaapeli&oldid=12781305