جزئیات مقاله

اگرچه کابل‌های کواکسیال با ظهور جایگزین‌های جدید مانند کابل‌های زوج تابیده و کابل‌های فیبر نوری محبوبیت خود را کاهش داده‌اند، اما زمانی به عنوان یک انتخاب مطمئن برای انتقال سیگنال‌های الکتریکی با تلفات کم در نظر گرفته می‌شوند.
کابل‌های کواکسیال در طول دهه‌ها همراه خوبی بوده‌اند و سیگنال‌های تلویزیونی و اتصالات اینترنتی را در زندگی روزمره مردم تامین می‌کنند. این کابل‌ها همچنان در دستگاه‌های قدیمی‌تر کاربرد پیدا می‌کنند، در این مقاله، ما با دانش جذاب کابل‌های کواکسیال آشنا می‌شویم.
اصطلاحات فنی در مورد کابل کواکسیال
قبل از دانستن بیشتر در مورد کابل های کواکسیال، در اینجا برخی از اصطلاحات فنی مهم وجود دارد که باید یاد بگیرید تا بهتر درک کنید.

• تلفات: تضعیف یا تلفات اغلب بر حسب دسی بل اندازه گیری می شود و نشان دهنده افت توان است. در صورت افزایش فرکانس، تضعیف می تواند افزایش یابد.
• شعاع خمش: شعاع خمش شعاعی است که در آن یک کابل یا لوله را می توان بدون اثرات منفی خم کرد.
• هادی مرکزی: سیمی است که در وسط کابل قرار دارد و سیم می تواند تک لا یا رشته ای باشد. قطر هادی معمولاً با سایز سیم آمریکایی (AWG) اندازه گیری می شود.

: EMI نام کامل EMI تداخل الکترومغناطیسی است. این نویز یا تداخل ناخواسته در یک مدار الکتریکی است EMI می تواند بر انتقال سیگنال های الکتریکی تأثیر بگذارد.

• امپدانس: امپدانس مقاومت در برابر جریان الکتریکی جریان است. اندازه گیری امپدانس اهم است.
• فرکانس: فرکانس مورد استفاده در کواکسیال اغلب به عنوان فرکانس رادیویی شناخته می شود. فرکانس رادیویی بر حسب هرتز (هرتز) شناسایی می شود.
• دی الکتریک: دی الکتریک بین هادی مرکزی و بیرونی قرار دارد که عایق است که امکان جذب و دافعه الکترواستاتیکی را فراهم می کند.

کابل کواکسیال چیست؟
کابل کواکسیال که معمولا به عنوان کابل آنتن شناخته می شود، یک کابل برق همه کاره است که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. اختراع کابل کواکسیال می تواند به قرن نوزدهم داده شود زیرا الیور هیوساید دریافت که کابل عایق شده می تواند از دست دادن سیگنال و تداخل را کاهش دهد. به طور معمول، یک کابل کواکسیال دارای یک هادی مسی است که توسط عایق احاطه شده است و عایق توسط هادی دوم به نام محافظ پیچیده می شود. روکش کابل به عنوان لایه بیرونی است.
آیا می دانید چرا به آن کابل کواکسیال می گویند؟
این اصطلاح به این معنی است که مس داخلی و هادی دوم بصورت هم محور می باشد.
در بخش‌های بعدی، مروری کوتاه بر چهار بخش ضروری یک کابل کواکسیال ارائه می‌کنیم:
ساخت کابل کواکسیال

• هادی مرکزی: هادی داخلی معمولاً از سیم های تک لا یا رشته ای ساخته می شود که بخش مهمی از انتقال داده ها است.
• عایق: عایق دی الکتریک به جداسازی هادی مرکزی و محافظ کمک می کند.
• محافظ: حفاظ به عنوان دومین هادی کابل کواکسیال نیز در نظر گرفته می شود که اغلب بصورت بافت شیلد یا فویل است. محافظ برای محافظت از سیگنال های الکتریکی در برابر تداخل الکترومغناطیسی طراحی شده است.

روکش کابل: روکش پلاستیکی محافظ معمولا از PVC ساخته شده و از لایه های داخلی در برابر آسیب های خارجی محافظت می کند.


کابل های کواکسیال چگونه کار می کنند؟
اصل کار کابل های کواکسیال بسیار پیچیده است و در این مقاله به طور خلاصه به معرفی آن می پردازیم. کابل کواکسیال دارای یک هادی داخلی و یک هادی بیرونی است. رسانای داخلی سیگنال های الکتریکی را منتقل می کند و بیرون می تواند میدان های مغناطیسی سیگنال را به لایه دی الکتریک محدود کند. میدان های مغناطیسی بیرونی نیز از تداخل در انتقال سیگنال داخلی جلوگیری می کنند. کابل کواکسیال را می توان به عنوان یک موج بر در نظر گرفت و نیروی الکتریکی و مغناطیسی آن عمدتاً در حالت مغناطیسی الکتریکی عرضی (TEM) منتقل می شود.

• حالت های موج بر: امواج الکترومغناطیسی می توانند در حالت های مختلف از طریق موج بر عبور کنند. سه حالت اصلی موج بر وجود دارد TE،TM و TEM
• موج الکتریکی عرضی حالت : (TE) به عنوان حالت H نیز نامیده می شود. در این حالت میدان الکتریکی همیشه عمود بر جهت انتشار است.
• موج مغناطیسی عرضی حالت: (TM) همچنین به عنوان حالت E شناخته می شود. در این حالت میدان مغناطیسی کاملاً عمود بر جهت انتشار است.
• حالت موج الکتریکی عرضی حالت : (TEM) در این حالت میدان های الکتریکی و مغناطیسی عمود بر جهت انتشار هستند. این حالتی است که اغلب در سیم های کواکسیال و باز استفاده می شود.

انواع کابل کواکسیال
کابل های کواکسیال در انواع مختلفی برای کاربردها و نیازهای خاص وجود دارند. این کابل ها همچنین دارای امپدانس های مشخصه متفاوتی هستند، اما اکثر کابل های کواکسیال موجود در بازار دارای امپدانس 50 یا 75 اهم (Ω) هستند. کابل های کواکسیال 50 و 75 اهم کاربردهای متفاوتی دارند.

• کاربرد کابل کواکسیال 50 اهم

کابل های کواکسیال 50 اهم قوی تر از کابل های 75 اهم هستند و اغلب برای انتقال فرکانس رادیویی دو طرفه استفاده می شوند. کابل‌های 50 اهم معمولاً برای کاربردهای صنعتی و تجاری با توان بالاتر، مانند سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم و تست و اندازه‌گیری RF مناسب هستند.

• کاربرد کابل کواکسیال 75 اهم

کابل‌های 75 اهم به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از دست دادن سیگنال کمتری داشته باشند و برای صدا و برنامه های ویدئویی مناسب می باشند. در تلویزیون های ماهواره ای، سیستم های دوربین مدار بسته و برخی برنامه های کاربردی اینترنت پهن باند کاربرد دارند.
در اینجا برخی از کابل های کواکسیال رایج مورد استفاده در بازار آورده شده است:

• : RG-6 یک کابل کواکسیال همه جا در زندگی روزمره است. کابل RG-6 معمولا دارای امپدانس 75 اهم است که به طور گسترده برای تلویزیون کابلی، ماهواره و سایر برنامه های ویدئویی حرفه ای استفاده می شود. کابل‌های RG-6 مشابه کابل‌های RG-59 هستند و می‌توانند کیفیت سیگنال بهتری را در مسافت طولانی‌تر ارائه دهند.
• RG11: کابل های RG-11 کابل های ضخیم با سطوح تضعیف پایین هستند، به این معنی که می توانند فرکانس رادیویی را در فواصل طولانی منتقل کنند. اما کار با کابل های RG-11 چالش برانگیز است.
• :RG-58 کابل های RG-58 معمولا دارای امپدانس 50 یا 52 اهم هستند. کابل های RG-8 اغلب برای شبکه های اترنت در فواصل کوتاه استفاده می شوند.
• کابل : RG-59 دارای امپدانس 75 اهم است اما AWG نازکتر از کابل RG-6 است. کابل های RG-59 اغلب در تاسیسات قدیمی مانند مودم های کابلی و سیستم های ویدئویی آنالوگ یافت می شوند. در مقایسه با کابل های RG-6، RG59 از پهنای باند کمتری برخوردار است، بنابراین برای کاربردهای با وضوح بالا کمتر مناسب است.
• :RG-8 کابل های RG-8 دارای امپدانس 50 اهم هستند. کابل‌های کواکسیال RG-8 ضخیم‌تر و قوی‌تر از کابل‌های RG58 هستند و برای آنتن‌های رادیویی، ایستگاه‌های رادیویی و سایر کاربردهایی که نیاز به توان بالایی دارند، مناسب هستند.
• :RG-213 کابل های RG-213 دارای امپدانس 50 اهم هستند. کابل های RG-213 شبیه کابل های RG-8 هستند و اغلب برای برنامه های رادیویی حرفه ای و آماتور استفاده می شوند.
• :RG-316 کابل های RG-316 به دلیل کاهش سیگنال و انعطاف پذیری کمتر شناخته شده اند. می توان از آن برای برنامه های LAN و WAN استفاده کرد.
• نکته: کابل های کواکسیال به کابل های فرکانس رادیویی (RF) معروف هستند. RG مخفف «راهنمای رادیویی» است که زمانی برای استفاده نظامی مشخص شد.
  کابل های کواکسیال را نیز می توان بر اساس انعطاف پذیری و ساختار به انواع نیمه صلب و شکل پذیر طبقه بندی کرد.
• کابل کواکسیال نیمه سفت و سخت: کابل نیمه سفت و سخت به عنوان کابل کواکسیال "هارد لاین" نیز شناخته می شود. این یک نوع کواکسیال با محافظ جامدتر نسبت به قیطان بافته است که آن را برای کاربردهای فرکانس بالاتر ایده آل می کند. عملکرد پایدار این کابل کواکسیال را برای کاربردهای RF و مایکروویو مناسب می کند. کابل های کواکسیال نیمه سفت و سخت برای کاربردهای مختلف در دمای بالا نیز مناسب هستند. با این حال، خم کردن آنها با دست سخت است و اگر می خواهید آنها را به شکل دلخواه خود در آورید، به یک ابزار حرفه ای نیاز است.
• کابل کواکسیال شکل پذیر: سیم های شکل پذیر با یک هادی خارجی مسی پر از قلع ساخته می شوند که می تواند انعطاف پذیرتر از کابل های نیمه سفت و سخت باشد. این کابل کواکسیال را می توان به راحتی با دست خم کرد و در عین حال عملکرد خود را حفظ کرد تا گرانتر شود.

رابط کابل کواکسیال
کانکتورهای کابل کواکسیال مختلفی برای استفاده با کابل های کواکسیال مختلف موجود است.

• Bayonet Neill-Concelman (BNC) که در دهه 1980 توسعه یافتند، یکی از رایج ترین کانکتورهای کابل کواکسیال هستند. کانکتور ساده به سبک سرنیزه اتصال سریع و مطمئن را تضمین می کند. کانکتورهای BNC در هر دو نوع 50 و 75 اهم وجود دارند که برای کاربردهای رادیویی و RF مانند تجهیزات تست RF و سیستم‌های انتقال صوتی و تصویری ایده‌آل هستند.
• Subminiature نسخه A (SMA) در دهه 1960 با یک سبک کوپلینگ ساده از نوع پیچی ساخته شد. اکثر کانکتورهای SMA در انواع 50 اهم هستند و اغلب با کابل های RG-58 استفاده می شوند. کانکتورهای SMA برای برنامه های با فرکانس بالا مانند برنامه های RF، آنتن های GPS و آنتن های Wi-Fi عالی هستند.
• SMB کوچکتر از کانکتورهای SMA هستند که دارای سبک snap-on هستند. کانکتورهای SMB همچنین برای برنامه های فرکانس بالا با حداکثر انتقال 4 گیگاهرتز استفاده می شود.
• اتصال دهنده TNC

نام کامل TNC Threaded Neil-Concelman است و کانکتورهای کواکسیال TNC نسخه ارتقا یافته کانکتورهای BNC هستند. این اتصال دهنده های کواکسیال از رزوه ها برای کاهش نشتی استفاده می کنند. ویژگی بارز کانکتور TNC مقاومت آن در برابر آب است که آن را برای کاربردهای بیرونی مناسب می کند. کاربردهای معمولی کانکتورهای TNC برج های سلولی و آنتن های RF هستند.

• MCX

کانکتورهای میکرو کواکسیال در دهه 1980 ساخته شدند و کوچکتر از کانکتورهای SMB هستند. کانکتورهای MCX دارای سبک snap-on برای نصب آسان هستند. کانکتورهای MCX عموماً برای سیستم های دیجیتال، GPS و تجهیزات RF استفاده می شوند.

• F

کانکتورهای نوع F در دهه 1950 اختراع شدند و در تلویزیون های شما یافت می شوند. کانکتورهای F با کابل های کواکسیال RG-59، RG6 و RG11 استفاده می شوند و اغلب در تلویزیون های ماهواره ای و مودم های کابلی استفاده می شوند.

• اتصال دهنده RCA

اتصالات Radio Corporation of America (RCA) معمولاً برای برنامه های صوتی و تصویری استفاده می شود. آنها به دلیل ارزان بودن و در دسترس بودن محبوب هستند. اغلب می توانید کانکتورهای RCA را در تلویزیون، دوربین های دیجیتال و سیستم های استریو خود بیابید .

کابل های کواکسیال، اترنت و فیبر نوری سه نوع متفاوت از کابل ها هستند که برای اهداف مختلف استفاده می شوند. می توان از آنها برای انتقال داده های تلویزیون، تلفن و شبکه استفاده کرد، اما تفاوت هایی بین آنها وجود دارد. هر دو کابل کواکسیال و زوج تابیدهدارای سیم‌های مسی هستند که با عایق احاطه شده‌اند تا سیگنال‌ها را انتقال دهند، اما کابل فیبر نوری از رشته‌های نازکی از الیاف شیشه یا پلاستیک برای انتقال داده استفاده می‌کند. در مقایسه با کابل‌های کواکسیال و کابل‌های جفت تابیده، کابل‌های فیبر نوری می‌توانند همان سیگنال را با سرعت بیشتر، فرکانس بالاتر و تداخل کمتر ارائه دهند.
به طور کلی، کابل های زوج تابیده برای شبکه های تلفن یا داده استفاده می شود. کابل های کواکسیال برای تلویزیون های کابلی، صوتی دیجیتال و اتصالات شبکه کامپیوتری طراحی شده اند. و کابل های فیبر نوری برای تحویل داده های طولانی مدت یا برنامه های FTTx.
امروزه کابل‌های کواکسیال به تدریج با کابل‌های زوج تابیده و کابل‌های فیبر نوری در تاسیسات شبکه جایگزین شده‌اند و به نظر می‌رسد کابل‌های فیبر نوری روند آینده برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون سرعت بالای شبکه باشد. با این حال، انتخاب کابل‌های کواکسیال، کابل‌های جفت تابیده یا کابل‌های فیبر نوری به برنامه‌های کاربردی، بودجه و عملکرد دلخواه شما بستگی دارد.