Поиск по сайту

6.2.3. Определение параметров коаксиальных кабелей

Имеется множество способов для определения параметров неизвестного Вам коаксиального кабеля.

Значение волнового сопротивления кабеля характеризуется соотношением погонных индуктивности и емкости. Отсюда следует, что оно зависит от размеров, формы и взаимного расположения проводников в его поперечном сечении и диэлектрической проницаемости материала внутренней изоляции, разделяющего проводники.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ ПО ИЗВЕСТНЫМ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ РАЗМЕРАМ.

Сначала необходимо измерить внутренний диаметр D экрана (рис.6.11), сняв защитную оболочку с конца кабеля и завернув оплетку (внешний диаметр внутренней изоляции). Затем следует измерить диаметр d центральной жилы, сняв предварительно изоляцию. Подставив в формулу 6.4 значение диэлектрической проницаемости материала внутренней изоляции из приложения 9 и результат предыдущих измерений, находим волновое сопротивление кабеля.

6-2-31.jpg

Рис. 6.11. Измерение диаметров внутренней изоляции неизвестного коаксиального кабеля.

Кроме того, волновое сопротивление кабеля можно определить по монограмме {рис 6.12).

6-2-32.jpg

Рис. 6.12. Номограмма для определения волнового сопротивления кабеля

Для этого необходимо СОЕДИНИТЬ прямой линией ТОЧКИ НА ШКАЛЕ «D/d» (отношения внутреннего диаметра экрана и диаметра внутренней жилы) И НА ШКАЛЕ «Е» (величины диэлектрической проницаемости внутренней изоляции кабеля]. ТОЧКА ПЕРЕСЕЧЕНИЯ проведенной прямой СО ШКАЛОЙ «R» номограммы соответствует искомой величине волнового сопротивления определяемого кабеля.

Неизвестное волновое сопротивление также может быть найдено и с помощью измерительного моста LC, для чего:

  • - прибор подключить к точкам А-Б (рис.6.13) измеряемого кабеля длиной l;
  • - измерить емкость между центральной жилой и оплеткой {внешним проводником) кабеля;
  • - закоротив точки В-Г, измерить индуктивность;
  • - измеренные значения индуктивности (Гн) и емкости (Ф) подставить в формулу 6.11.

6-2-33.jpg

Наконец, волновое сопротивление кабеля Z в Омах можно подсчитать по результатам измерений емкости и коэффициента укорочения длины волны в кабеле по формуле 6.22:

Z = 3333 • n / Со, (6.22)

где n - коэффициент укорочения длины волны в кабеле;

.

Со - емкость кабеля, пф/м.

Волновое сопротивление кабеля может быть определено и другими методами, если при его определении погрешность измерения составляет не более ±2%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ. В тех случаях, когда диэлектрическая проницаемость внутренней изоляции кабеля неизвестна, ее можно вычислить, воспользовавшись следующим способом [6.6]:

- измерить емкость отрезка кабеля (Q-метром, либо с помощью прибора для измерения емкости);

- рассчитать по формуле 6.23 емкость ранее измеренного отрезка кабеля

6-2-34.jpg

где С* - расчетная емкость отрезка кабеля, пФ;

Сим - измеренная емкость отрезка кабеля, пФ; i l - длина отрезка {не меньше 15-20 см, иначе снижается точность измерений), (м);

D - диаметр внутренней изоляции.мм;

d - диаметр центрального проводника,мм.

еv = 1 - диэлектрическая проницаемость воздуха;

e* - рассчитанная диэлектрическая проницаемость.

Прибор для измерения емкости следует подключать к точкам А-Б (рис. 6.13)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УКОРОЧЕНИЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ.

Если нет справочных данных по диэлектрической проницаемости, то коэффициент укорочения можно вычислить, воспользовавшись формулой

n = с • Z • Со, (6.25)

где n - коэффициент укорочения длины волны;

Z - волновое сопротивление кабеля, Ом;

Со - погонная емкость кабеля, Ф/м;

с = 3* 10^8 м/с - скорость распространения волны.

Формула позволяет определять коэффициент укорочения не только в коаксиальных кабелях, но и в других линиях (без потерь или с малыми потерями), если известны их волновые сопротивления и погонные емкости.

ОДНОРОДНОСТЬ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ по длине кабеля выражается в значениях местных коэффициентов отражения и измеряется импульсным методом с помощью временных рефлектометров. Также измерения проводят последовательно с двух концов кабеля.

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВОЛНОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ является мерой изменения в полосе частот нормированного входного сопротивления кабеля, нагруженного на согласованную нагрузку, и выражается величиной КСВн или двадцатикратным значением десятичного логарифма обратного значения модуля входного коэффициента отражения р вх (дБ):

КСВн = 20 Ig1/p вх. (6.26)

Его измеряют с двух концов кабеля панорамными методами с применением частотных рефлектометров или измерителей 5-параметров четырехполюсников (Р4-11).

КОЭФФИЦИЕНТ ЗАТУХАНИЯ (в) измеряют на частоте, указанной в стандарте или ТУ. Значение в измеряют в дБ/м, за исключением кабелей со спиральными проводниками, для которых в выражается в дБ/мкс.

Рекомендуется использовать панорамные методы измерения коэффициента затухания. На частотах ниже 0,2 ГГц допускаются методы измерений на резонансной чатоте f*, ближайшей к той, на которой затухание нормировано. Для определения коэффициента затухания на других частотах можно воспользоваться формулой

6-2-35.jpg

где в* - известные значения коэффициентов затухания на частоте f*, дБ/м;

f - частота, для которой производится пересчет коэффициента затухания р.

Формула действительна для фидеров с воздушным диэлектриком, а для фидеров с другими диэлектриками - только до частоты f = 300 МГц.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ СИММЕТРИЧНОГО КАБЕЛЯ и ЕМКОСТНАЯ АССИММЕТРИЯ измеряется на частотах 800 Гц или более. Измерения производят с помощью моста переменного тока или другого прибора, который может быть применен для измерения емкости на указанных частотах с погрешностью не более ±1%. Электрическую емкость (С) в пикофарадах на метр и емкостную ассимметрию (е) в процентах симметричных кабелей с общим для обеих изолированных жил экраном вычисляют по формулам:

С = [2 (С1+С2) - С12] / 4*l (6.28) е = 400 (С1 - С2) / [2 (С1 + С2) - С12], (6.29)

где С1 - электрическая емкость между первой и второй жилой, соединенной с экраном, пФ;

С2 - электрическая емкость между второй и первой жилой, соединенной с экраном, пФ;

С12 - электрическая емкость между соединенными вместе первой и второй жилами и экраном, пФ;

/ - длина образца, м.

Длина образца должна быть не менее 1 м и не более числа, величина которого в метрах равна

/ = 20 /f • п, (6.30)

где: f - частота измерения, МГц;

п - коэффициент укорочения длины волны в кабеле.
© riostat.ru