4 Конструктивное выполнение кабелей и их параметры

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Введение

Сооружение СКТВ началось с использованием радиочастотных кабелей с волновым сопротивлением 750 Ом общего применения РК-75-9-12, РК-75-17-12, РК-75-17-17. Однако к конструкциям кабелей для СКТВ предъявляются особые требования.

Во-первых, от радиочастотных кабелей для СКТВ требуется во возможности минимальное затухание. Известно, что стоимость кабелей увеличивается пропорционально уменьшению коэффициента затухания, которая компенсируется магистральными усилителями. При достаточно большом количестве усилителей при конечной длине линии можно найти оптимальные размеры кабеля, при которых при заданных параметрах усилителя стоимость кабельной сети в целом будет минимальной.

Очень важно обеспечение высокой стабильности кабелей. Наиболее существенной дестабилизирующий фактор – это изменение температуры окружающей среды, а также изменение влажности, различные механические нагрузки. Очень важно в СКТВ требование высокой регулярности (однородности) волнового сопротивление кабеля, определяющей искажения телевизионного сигнала. Требуемые параметры к высокой регулярности могут быть получены только при весьма жестких допусках на диаметры внутреннего и внешнего проводников. Конструкция кабелей для СКТВ должна обеспечивать особенности прокладки и монтажа РК, которые, как правило, связаны с допустимыми радиусами изгибов, перемотками кабеля и допустимыми растягивающими усилителями.

Исходя из указанных и ряда других требований, внутренний проводник РК, который вносит затухания существенно большее чем внешний проводник, выполняется сплошным, из меди.

В специальных кабелях для СКТВ внешний проводник из оплетки не применяется, т.к. он существенно увеличивает затухания на высокой частоте и не обеспечивает требуемого затухания экранирования. Поэтому для уменьшения затухания кабеля, увеличения экранирования коаксиальной цепи от внешних высокочастотных полей, сохранение достаточной гибкости РК и т.д. внешний проводник изготавливается в виде сплошных медных гофрированных или гладких трубок или ленту. Для получения высокой однородности по волновому сопротивлению, исключению проникновения влаги внутрь кабеля, обеспечение высокого сопротивления изоляции в качестве изоляционного материала обычно применяется пористый пропилен. Оболочки кабелей выполняются из светостабилизированного полиэтилена.

В зависимости от функционального применения все кабели для СКТВ обычно подразделяются на: магистральные, распределительные, абонентские. В соответствии с указанными требованиями отечественной промышленностью была разработана и выпускается серия радиочастотных кабелей специально для СКТВ. Все они имеют волновое сопротивление 75 Ом. Для субмагистральных и магистральных линий используются кабели типа РК-75-17-13С и РК-75-11-11С, для распределительных – РК-75-7-19 и для абонентских – РК-75-4-11 Наряду с этим используются целый ряд других типов кабелей с аналогичными параметрами.

1 Коаксиальные радиочастотные кабели

Требования к кабелям.

Коаксиальные кабели относятся к категории элементов, параметры которых в значительной степени определяют возможности системы в целом. В связи с этим кабели должны обладать достаточно низким затуханием при высокой стабильности частот в рабочем диапазоне частот, высокими однородностью волнового сопротивления и экранным затуханием, механической прочностью и стойкостью к воздействию окружающей среды, высокой экономичностью и технологичностью изготовления.

Перечисленным требованиям удовлетворяет широкая номенклатура кабелей, которые условно разделим на 3 категории:

- магистральные, используемые для подачи сигналов от головной станции до субмагистральных линий;

- распределительные, применяемые в субмагистральных линиях и линиях домовой РС;

- абонентские, предназначенные для подключения оконечных устройств.

Таблица 1- Категории кабелей в зависимости от затухания

Допускаемое затухание a на частоте 200 МГц, дБ/100м, не более	Допустимое отклонение волнового сопротивления от номинального значения, Ом	Область применения
2,5	±2	Магистральные линии
2,5…4	±2	Субмагистральные линии и домовые
4…8	±2,5
8…13	±3
13…21	±5	Абонентские линии

Основным параметром, определяющим категорию кабеля, является затухание, значение которого тесно связано с его диаметром. Обычно в качестве магистральных используемых используются кабели с диаметром внутренней изоляции 14…22 мм, распределительных с диаметрами 9…13 мм и абонентских – менее 5 мм. В зависимости от затухания кабели делят на категории в соответствии с таблицей 1.

В этой же таблице приведены допуски на отклонение значений волнового сопротивления от номинального 75 Ом.

К числу наиболее важных параметров кабелей относятся затухание экранирования, от значения которого зависит отношение сигнала к наведенной помехи. Установлено, что при создании систем в районах с напряженностью поля 100мВ/м требуются кабели с затуханием экранирования не менее 60 дБ.

2 Основные параметры коаксиальных кабелей

Коаксиальные кабели характеризуются рядом параметров, которые могут быть разделены на параметры стандартизации, конструктивные, технологические, электрические, механические, климатические, параметры надежности и качества. В группу параметров стандартизации включается марка кабеля, номер технических условий. Конструктивные параметры – это описание материалов, размеров и массы отдельных элементов. К электрическим относятся первичные и вторичные параметры передачи, параметры экранирования. для радиочастотных коаксиальных кабелей наиболее важны электрические параметры: волновое сопротивление Z_в, коэффициент затухания a, электрическое сопротивление проводников R, электрическое сопротивление изоляции R_из, электрическая емкость С, индуктивность С, сопротивление связи Z_с, коэффициент отражения, коэффициент стоячей волны (КСВ), неравномерность частотных характеристик затухания и фазы. Для расчета конструкции кабеля, определения его максимальных возможностей помимо диаметра по изоляции и волнового сопротивления надо знать эквивалентную диэлектрическую проницаемость, диаметр внутреннего проводника. Характерные значения эквивалентной диэлектрической проницаемости: для сплошной полиэтиленовой изоляции 2,2…2,3, для пористой полиэтиленовой 1,5.

КТВ широко применяются кабели с полужесткими, полугибкими конструкциями внешних проводников. При этом существующая система маркировки кабелей представляется не совсем удачной.

Для кабелей, стандартизированных МЭК, установлены следующие правила маркообразования: сначала учитывается номер стандарта: 96 МЭК (96 IEC), затем волновое сопротивление, округленно диаметр по изоляции и порядковый номер конструкции при данных присоединительных параметрах.

Пример: МЭК 9675-5-1. В указанном примере конструктивные схемы могут быть различны, но в маркировке это не отражается. Следовательно, такая система маркообразования имеет тот же недостаток, что и принятая ГОСТ 1326.0-78.

Во многих стандартах наибольшую известность получила система стандартов MIL-C-17, состоящая из двух разделов:

- общие требования и методы испытания MIL-C-17-F;

- частные спецификации на отдельные маркоразмеры кабелей.

Пример: М17/152-00001. Здесь М17 – индекс стандарта; 152- трехзначный порядковый номер использования по техническим условиям.

Данная система чисто порядковая – в марке отсутствуют особенности, определяющие электрические и конструктивные признаки кабеля. Все зарубежные фирмы-производители радиочастотных кабелей поставляют кабели в соответствии с требованиями MIL-C-17.

Радиочастотные кабели используются не самостоятельно, а в комплекте с оборудованием СКТВ. Это особенность комплектующих изделий и приводит к необходимости стандартизации присоединительного параметра. Указанный параметр – важнейший показатель, указывающий на возможность соединения кабеля как с активной (усилителем), так и с пассивной (ответвителями, разветвителями) аппаратурой КТВ. В понятие «присоединительный параметр» входят волновое сопротивление и диаметр по изоляции. Последний определяет ряд параметров кабеля и прежде всего такие важные, как коэффициент затухания и номинальная мощность. фактически из стандартизированного ряда используются коаксиальные кабели со следующими значениями диаметра по изоляции, мм: 3,7; 5,6; 7,25; 9,0; 11,5; 13,0; 17,3 ; 24,0.

При проектировании и эксплуатации систем необходимо располагать значениями параметров кабелей. Приведем заимствованные из /2/, /3/ формулы для расчета основных характеристик и справочные материалы по кабелям, используемые РС.

Волновое сопротивление Z_в=

Для коаксиального кабеля коэффициент затухания, дБ/км:

, (8)

Для кабелей с проводниками, выполненными из меди, коэффициент затухания, дБ/км:

, (9)

где D₁ – диаметр внутреннего проводника, мм;

D₃ - внутренний диаметр внешнего проводника, мм;

m_а, m_в – магнитная проницаемость материала диэлектрика;

f – частота, Гц;

r_а, r_в – удельное сопротивление материалов соответственно внутреннего и внешнего проводников;

tg d - тангенс угла диэлектрических потерь материала изоляции.

Температурная зависимость коэффициента затухания:

Коаксиальные кабели распределительных сетей СКТВ (стр. 1 из 3)

4 Конструктивное выполнение кабелей и их параметры

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК