Koaxiální kabel

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:52

Koaxiální kabel RG-59
A - Plášť
B - Vodivé opletení
C - Dielektrikum
D - Vnitřní vodič

Koaxiální kabel je asymetrický elektrický kabel s jedním válcovým vnějším vodičem a jedním drátovým nebo trubkovým vodičem vnitřním. Vnější vodič nazýváme často stíněním a vnitřní vodič jádrem. Vnější a vnitřní vodič jsou odděleny nevodivou vrstvou (dielektrikum). Pomocí vnitřního a vnějšího vodiče lze přenášet stejnosměrný proud (napájení anténních předzesilovačů), odrušit (stínit) nízkofrekvenční signály (kabely k mikrofonům a sluchátkům), ovšem nejčastější funkcí koaxiálního kabelu je přenos elektromagnetického vlnění o vysokém kmitočtu (řádově 600 kHz až 6000 MHz), který se šíří koaxiálním kabelem podobně jako světlo v optickém vláknu. Vyrábějí se kabely s průměrem od několika milimetrů až do několika desítek centimetrů.

Základní části koaxiálních kabelů

• Vnitřní vodič (také střední vodič, jádro) – bývá zhotoven z mědi, má podobu plného drátu nebo lanka spleteného z více drátků, u větších koaxiálů bývá dutý.
• Vnější vodič (také stínění) – bývá zhotoven z hliníkové nebo měděné fólie nebo je tvořen jako opletení dielektrika měděnými vlákny, případně kombinace obojího.
• Dielektrikum – je izolační vrstva vložená mezi vnitřní a vnější vodič. Velkou měrou ovlivňuje vysokofrekvenční vlastnosti koaxiálního kabelu. Bývá zhotoveno obvykle z polyethylenu, vzduchu, ale i jiných izolačních materiálů.

Základní vlastnosti koaxiálních kabelů

Charakteristická impedance (také vlnový odpor neboli vlnová impedance ) – je dána průměrem vnějšího a vnitřního vodiče a použitým dielektrikem. Udává se v Ohmech (Ω). Vypočítá se ze vztahu: \(Z = \frac{Z_o}{2 \pi \sqrt{\varepsilon_{\rm r}}}\cdot \ln \left( \frac{D}{d}\right) \approx \frac{60}{\sqrt{\varepsilon_{\rm r}}}\cdot \ln \left( \frac{D}{d}\right)\) Kde:

• Z₀ je impedance volného prostředí a činí přibližně 377 Ω
• ε_r je relativní permitivita použitého dielektrika
• D je průměr vnějšího vodiče a d je průměr vnitřního vodiče

Typické koaxiální kabely mají charakteristickou impedanci:

• 75 Ω – použití zejména v televizní technice, také v telekomunikacích jako dálkový telefonní kabel pro nosnou telefonii,
• 50 Ω – použití na vysílačích, přijímačích jako napáječ antén a v pomalejších verzích počítačových sítí Ethernet.

Další vlastnosti:

• Měrný útlum – vyjadřuje, kolikrát se zmenší výkon signálu po průchodu kabelem definované délky. Udává se v dB/m nebo v dB/100m, je kmitočtově závislý.
• Činitel zkrácení – vyjadřuje kolikrát je délka vlny signálu v koaxiálním kabelu kratší než délka vlny téhož elektromagnetického signálu ve volném prostoru. Závisí na použitém dielektriku.
• Měrná kapacita (také parazitní kapacita) – je způsobena uspořádáním kabelu, které je podobné kondenzátoru (dva souosé kovové válce mezi nimiž je dielektrikum). Udává se ve Faradech na metr (F/m respektive pF/m).
• Měrná indukčnost – udává se v Henry na metr (H/m).

Použití

• napáječ vysílacích nebo přijímacích antén
• svod od televizní antény, televizní rozvody
• kabelová televize
• svod od parabolické antény pro družicový přijímač
• počítačové sítě
• telefonie

Dva typy koaxiálního kabelu pro počítačové sítě

• tenký koaxiální kabel – tloušťka kabelu je 0,25 palců, dokáže přenášet signál do vzdálenosti necelých 200m, jeho impedance je 50 Ω; viz 10Base2
• tlustý koaxiální kabel – tloušťka kabelu je 0,5 palců, byl prvním kabelem, který se používal pro Ethernet; díky jeho tloušťce přenáší signál až do vzdálenosti 500 m (pravidlo „čím silnější jádro, tím signál dosáhne větší vzdálenosti“); viz 10Base5.

Kvůli velké vlnové impedanci je rychlost šíření signálu koaxiálním kabelem cca dvoutřetinová proti kroucené dvojlince, což byl mj. také důvod, proč se pro rychlý Ethernet už s koaxiálem nepočítalo.

Související články

• Kroucená dvojlinka – symetrický elektrický kabel
• Anténa
• Skin efekt