Смекни!
smekni.com

Расчет параметров электромагнитной волны в коаксиальном кабеле марки РК-50-3-11 (стр. 4 из 4)

Производитель кабелей указывает относительную скорость распространения волны в кабеле [%], которая демонстрирует, насколько последняя отличается от скорости распространения электромагнитной волны в свободном пространстве,

(40)

6. Коэффициент укорочения длины волны.

Величина, показывающая, во сколько раз длина волны в волноводе, заполненным диэлектриком с

> 1, меньше длины волны в воздухе, называется коэффициентом укорочения длины волны:

(41)

7. Погонное сопротивление, [Ом/м].

Так как любой металлический проводник имеет хотя и малое, но конечное сопротивление, то это сопротивление применительно к коаксиальной линии удобно выражать через погонное активное сопротивление обеих токопроводящих жил Rо, измеряемое в Ом/м (ом на метр). Погонное сопротивление Rо характеризует тепловые потери в металлических проводниках коаксиальной линии.

8. Погонная проводимость.

Диэлектрик между проводниками, если это не вакуум или воздух, не является идеальным, и его погонную проводимость обозначают G0 и называют проводимостью изоляции. Погонная проводимость G0 характеризует тепловые потери передаваемой по линии высокочастотной энергии в диэлектрической изоляции между проводниками коаксиальной линии. Подчеркнем, что проводимость G0 не является обратной величиной G0 и не зависит от нее.

9. Напряженность электрического поля, при которой наступает пробой:

(42)

7.Применение коаксиального кабеля

Коаксиальные кабели, предназначенные для работы в СВЧ диапазоне, называются еще радиочастотными кабелями. Это гибкие коаксиальные линии. Они применяются не только в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазоне волн, но и на длинных, средних и коротких волнах радиовещательного диапазона, а также во многих низкочастотных устройствах систем автоматики и телемеханики.

8.Расчет основных параметров коаксиального кабеля марки РК‑50–3–11

Каждому кабелю присвоено условное обозначение, которое включает буквы, обозначающие марку кабеля, – РК (радиочастотный коаксиальный) и три числа. Первое число указывает на величину номинального волнового сопротивления, второе – на величину номинального диаметра по изоляции, округленную для диаметра 2 мм до ближайшего целого числа, третье число – двух- или трехзначное. Первая цифра указывает на материал изоляции кабеля, а последующие обозначают порядковый номер конструкции кабеля.

РК‑50–3–11 обозначает: радиочастотный коаксиальный кабель с номинальным волновым сопротивлением 50 Ом, с номинальным диаметром по изоляции 3 мм, изоляция из полиэтилена (1), порядковый номер конструкции 1.

Конструктивные и электрические данные берем из справочных данных:

Диаметр центрального проводника d=0.0009 м

Внутренний диаметр оболочки D=0,003 м

Диэлектрическая проницаемость диэлектрика 2,3

1. Рассчитаем волновое сопротивления по формуле (33):

;

Ом

2. Рассчитаем погонную емкость по формуле (35):

;

3. Погонную индуктивность выразим из формулы (34):

L=Z

*C

4. Коэффициент затухания сигнала определим по графику зависимости удельного затухания от частоты сигнала определенного заводом-изготовителем, определил коэффициент при частоте сигнала 200 МГц:


(РК 75–13–11)

5. Рассчитаем скорость распространения волны в волноводе по формуле (39):

.

6. Рассчитаем относительную скорость распространения волны в кабеле по формуле(40):


7. Рассчитаем коэффициент укорочения длины волны по формуле(41):

8. рассчитаем напряженность электрического поля, при которой наступает пробой по формуле (42):

Заключение

При расчетах данного кабеля были получены следующие результаты:

Погонная ёмкость – 105.64 пФ/м;

Погонная индуктивность – 2.41*10

Гн/м;

Волновое сопротивление – 47.8 Ом;

Фазовая скорость волны – 198000 км/с

Относительная скорость распространения волны – 66%;

Коэффициент укорочения длины волны – 0,67

Напряженность эл. поля, при которой наступает пробой – 1,37*10

В/м

Табличные значения:

Погонная ёмкость – 101 пФ/м;

Волновое сопротивление – 50 Ом;

Фазовая скорость волны – 200000 км/с

Относительная скорость распространения волны – 67%;

Коэффициент укорочения длины волны – 0,76

Погрешность расчета параметров коаксиального кабеля относительно табличных данных:

Волновое сопротивление, погрешность равна:

Погонная емкость, погрешность равна:

Фазовая скорость волны, погрешность равна:


Относительная скорость распространения волны, погрешность равна:

Коэффициент укорочения длины волны, погрешность равна:

Погрешность расчета параметров коаксиального кабеля относительно данных предоставленных фирмой, является следствием учета производителя факторов окружающей среды.

Список литературы

1. Гроднев И.И. Кабели связи–М.: Энергия, 1965.

2. Дональд Дж., Стерлинг Кабельные системы – М.: Лори, 2003.

3. Изюмова Т.И., Свиридов В.Т. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии - М.: Энергия, 1975.

4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети 3-е издание–СПб.: Питер, 2007.

5. Свешников И.В., Кузьмина Т.В. Электромагнитное поле: Учеб. пособие. – Чита: ЧитГУ, 2005.

6. Трафимова Т.И. Курс физики – М.: Выш. шк., 2002.