Строение и материалы высокочастотных кабелей

Материалы и элементы электронной техники

Строение и материалы высокочастотных кабелей.

Имеется ввиду коаксиальный кабель.

Коаксиа́льный ка́бель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный») — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана.

Устройство кабеля представлено на рисунке 1.1:

Рисунок 1.1 – Устройство коаксиального кабеля

где: 4 — оболочка (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида или иного изоляционного материала;

3 — внешний проводник (экран) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, из меди, медного или алюминиевого сплава;

2 — изоляция, выполненная в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;

1 — внутренний проводник в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.

Строение и материалы высокочастотных кабелей. Почему в высокочастотных кабелях используется медь.

Высокочастотные кабели делятся на радиочастотные кабели и кабели высокочастотной связи. Для монтажа высокочастотной аппаратуры связи используют высокочастотные провода (ВЧ).

Радиочастотные кабели предназначены для соединения передающих и приёмных антенн с радио и телевизионными станциями, различных радиочастотных установок, межприборного и внутреннего монтажа радиочастотных устройств, работающих на частотах выше 1МГц.

Радиочастотные кабели разделяют на три вида:
РК – радиочастотные коаксиальные кабели;
РД – радиочастотные симметричные кабели;
двухжильные или из двух коаксиальных пар;
РС – радиочастотные кабели со спиральными проводниками,
коаксиальные и симметричные.

По конструктивному выполнению изоляции разделяют на три группы:

- кабели со сплошной изоляцией, в которых всё пространство между внутренним и внешним проводниками коаксиального кабеля или между токопроводящими жилами и экраном симметричного кабеля заполнено сплошной изоляцией или изоляционными лентами наложенными в виде обмотки;

- кабели с воздушной изоляцией, в которых на внутреннем проводнике коаксиального или на жилах симметричного кабеля через определённый интервал нанизаны шайбы или колпачки из изоляционного материала, или обмотаны корделем, которые образуют изоляционный каркас между внутренним и внешним проводниками коаксиального или между жилами симметричного кабеля и их экраном, заполненный воздухом;

- кабели с полувоздушной изоляцией, в которых сплошная трубка или слой из лент изоляционного материала расположены поверх или под изоляционным каркасом.

В зависимости от номинального диаметра по изоляции коаксиальные кабели разделяют на четыре группы:

- (СМ) субминиатюрные – диаметр до 1,0 мм;
- (М) миниатюрные – диаметр от 1,5 до 2,95 мм;
- (СГ) среднегабаритные – диаметр от 3,7 до 11,5 мм;
- (КГ) крупногабаритные – диаметр свыше 11,5 мм.

По нагревостойкости кабели разделяют на три категории:
- обычной – для работ при температурах до 125С;
- повышенной – для работы при 125-250°С;
- высокой – свыше 250°С.
Конструкции радиочастотных кабелей.

а) Коаксиальные кабели со сплошной ПЭ(полиэтиленовый) и Ф-4 (фторопластовой изоляцией).

Внешний вид:

Коаксиальный кабель с одно-проволочной жилой с полиэтиленовой изоляцией.

- внутренний проводник коаксиальных кабелей изготовляется из: меди, лужёной меди, посеребренной меди, сталемеди, посеребренной сталемеди.

На внутренний проводник накладывается концентрическая ПЭ изоляция.

Внешний проводник субминиатюрных, миниатюрных, среднегабаритных и части крупногабаритных кабелей изготавливают из медной, лужёной медной, посеребренной медной проволоки методом оплётки (плотность оплётки не менее 95%).

Обмотку изготавливают из:

- полиэтилена;

- ПВХ пластика;

- фторопласта;

- сополимеров фторопласта;

- кремнийорганической резины;

- свинца.

Для повышения вибростойкости и гибкости некоторых типов кабелей внутренний проводник изготавливают из отожженной меди однопроволочным или многопроволочным из 7, 13, 19, 37 и 49 жилок. Внешний проводник из медных прямоугольных проволок толщиной 0,3 – 0,6 мм, накладываемых навививом на изоляцию. Поверх внешнего проводника кабель обматывают двумя медными лентами толщиной 0,1 мм, являющимися экраном кабеля, на них накладывают ПЭ, ПВХ или свинцовую оболочку. Некоторые крупногабаритные кабели изготавливают бронированными или оплетёнными стальной оцинкованной проволокой диаметром 0,30 мм плотностью не менее 85%.

Внутренний провод коаксиального кабеля с фторопластовой изоляцией изготавливают из того же материала, а также из бронзовой проволоки. Его обматывают фторопластовыми лентами. Внешний проводник – оплётка из посеребренной меди. Поверх него обматывают лентами Ф-4 и накладывают шланг из кремнийорганической резины или оболочку из фторсополимера Ф-4МБ.

б) Коаксиальные кабели с полувоздушной полиэтиленовой и фторопластовой изоляцией.

Изоляция между внутренним и внешним проводниками выполняется либо корделем и полиэтиленовой трубкой, либо полистирольными колпачками и лентой, либо гибкой полиэтиленовой спиралью, либо фторопластовым корделем и лентой Ф-4, либо фторопластовой спиралью.

В остальном конструкция аналогична конструкции кабелей со сплошной изоляцией.

в) Р4 спиральные кабели.

Внутренний проводник выполняют спиральным, для повышения индуктивности, из эмалированного провода ПЭЛ диаметром 0,10 мм, намотанного на ПЭ сердечник диаметром 7,0 мм. Спираль может быть также из проволоки диаметром 0,35 мм, 0,51 мм.

Внутренний проводник обматывают полиэтиленовой лентой или на него накладывают сплошной слой ПЭ изоляции диаметром 12,5 мм. Внешний проводник изготавливают обмоткой 60-65 проводами ПЭЛ или 11-12 медных прямоугольных проволок и обмотанных двумя медными лентами. Допускается медная оплётка плотностью 95%. Внешний проводник обматывают прорезиненной тканевой лентой и накладывают ПВХ оболочку.

г) Радиочастотные симметричные кабели.

Жилы из медной или медной посеребренной проволоки (однопроволочные или семипроволочные изолируют в основном ПЭ).

Изолированные жилы оплетают медной проволокой 0,12-0,20 мм плотностью не менее 96%, в результате чего образуются индивидуальные экраны жил кабеля.

Изолированные или изолированные экранированные жилы размещают параллельно и оплетают медной или медной посеребренной проволокой диаметром 0,06-0,20 мм плотностью не менее 96%, в результате чего образуется общий экран кабеля.

Изолированные жилы размещают параллельно и скручивают. Для получения круглой формы кабеля, промежутки между жилами заполняют ПЭ, Ф-4 или Ф-4М.
Кабели РДБ-82 или РДБО-82 изготавливают с общей изоляцией поверх параллельно уложенных жил.

Кабели могут изготовляться неэкранированными.

Все кабели с параллельными жилами (исключение – РДБ-82 и РДБО-82) изготавливают овальной формы.

Поверх экрана накладывают ПЭ, ПВХ обмотку, а также оболочку из Ф-4 или Ф-4М.

д) Комбинированные Р4 и камерные телевизионные кабели.

Комбинированные Р4 кабели содержат от одной до шести коаксиальных пар, от 1 до 75 силовых, сигнальных и вспомогательных жил.

4, 5 или 7 изолированных, силовых, контрольных, сигнальных или вспомогательных жил скручивают в группы и оплетают медной или лужёной медной проволокой диаметром 0,15-0,30 мм плотностью не менее 70%.

Комбинированный радиочастотный кабель.

Коаксиальные пары и группы силовых, контрольных и сигнальных жил скручивают в кабель, заполняя промежутки между ними хлопчатобумажной или кабельной пряжей, обматывают ПЭТФ, лакотканевой или прорезиненными тканевыми лентами и оплетают медной или лужёной медной проволокой диаметром 0,20-0,30 мм плотностью не менее 80%. Поверх экрана могут наматываться синтетические или тканевые ленты и накладываются ПЭ, ПВХ или резиновой оболочки.