Оптимальное соотношение диаметров проводников коаксиальной цепи

Конструирование коаксиальной пары подчинено задаче созда­ния оптимальной ее конструкции, требующей минимальных затрат материалов и средств на изготовление. При этом в первую очередь необходимо выбрать диаметры внутреннего и внешнего проводни­ков кабеля и установить наиболее выгодное из соотношений при ис­пользовании различных металлов (медь, алюминий, биметалл).

При конструировании коаксиального кабеля приходится также отступать от оптимального отношения D/d, если величина волно­вого сопротивления кабеля строго нормирования (например Z_{в =} 75 Ом). В этом случае отношение D/d определиться

Для получения норми­рованной величины Z_{в =} 75 Ом при оптимальном отношении D/d ( = min ) необходимо иметь воздушно-пластмассовую изоляцию с малым содержанием диэлектрика ( = 1.05), т.е. необходимо увеличивать D/d. При сплошной изоля­ции ( = 2,3) соотношение D/d, обеспечивающее (Z_{в =} 75 Ом) должно быть равно 6,6. Таким образом, для междугородных кабелей связи, по которым необходимо обеспечить наибольшую дальность связи при выборе конструкции исходят из условия оптимального по затуханию соот­ношения (D/d = 3.6) с учетом получения нормированной величины Z_{в =} 75 Ом.

Рис.7 Зависимость  от частоты в зависимости

от материала внешнего проводника:

Алюминий – верхний график

Медь – нижний график

3.5.5 Конструктивные неоднородности в коаксиальных кабелях.

При изготовлении кабеля может возникнуть деформация в виде эксцентриситет в расположении проводников, нарушается и форма, постоянство взаимного расположения. В результате изменя­ются параметры кабеля, и он перестает быть однородным по длине.

Различают два вида неоднородностей: внутренние - в пределах строительной длины кабеля; стыковые, обусловленные различием характеристик соединяемых строительных длин. Стыковые неодно­родности, как правило, превышают внутренние.

Неоднородность кабеля сказывается главным образом на его волновом сопротивлении, которое на участках неоднородностей от­личается от номинального,

Неоднородности цепи учитываются через коэффициент отра­жения

,

где - волновое сопротивление соседних неоднородных участков кабеля, отклонение волнового сопротивления.

Волновое сопротивление кабеля и зависит от трех парамет­ров (, d, D). Имея в виду, что неоднородность величин d, D,  сравнительно не ве­лика, отклонение волнового сопротивления от среднего значения (волнистость) может быть выражено уравнением

Наибольшее влияние на колебания волнового сопротивления оказывают откло­нения размеров внешнего проводника и неоднородность изолирую­щих материалов, вызывающая колебания значений диэлектрической проницаемости. Внутренний проводник, представляющий сплош­ную проволоку, может быть изготовлен с большой точностью.

Для обеспечения требуемого качества связи и телевизионной передачи по коаксиальному кабелю необходимо, чтобы отклонение волнового сопротивления Z_в, обусловленное отражениями внутри линии, не превышало 0,45 Ом, что соответствует коэффициенту от­ражения

С целью повышения однородности электрических ха­рактеристик коаксиальных магистралей производится специальное группирование строительных длин кабелей перед их прокладкой с таким расчетом, чтобы отклонения волнового сопротивления двух сменных строительных длин не превышали 0,3 Ом. При этом строи­тельные длины располагают так, чтобы волновые сопротивление по­степенно нарастали от начала усилительного участка к его середине и специалист середины к его концу.

Коаксиальные кабели бывают:

	Отношение d/D	Число каналов
1 Микро коаксиальные В городских линиях	0.7/3.0	До 300
2 Малогабаритные Для зоновой связи (внутриобластной)	1,2/4,6	300, 1200
3 Среднегабаритные Для межзоновой связи	2,6/9,4	1920, 3600, 10800
4 Большие коаксиаль­ные Магистральная связь	7/27…11/40	До 50 000
5 Подводные Для повышения длины усилительного участка	5/18…8.4/25.4	До 720

Для определения влияния отклонений D и d на величину Z_в вос­пользуемся формулой разложения в ряд Тейлора, ограничиваясь лишь первыми членами ряда (для малых отклонений)