ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАБЕЛЕЙ И ПРОВОДОВ

ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Волновое сопротивление — это сопротивление, которое встречает электромагнитная волна при распространении вдоль однородной линии без отражения, равное:

где Uп и Iп — падающая электромагнитная волна напряжения и тока; Uох и Iох — отраженная электромагнитная волна напряжения и тока.

Величина волнового сопротивления не зависит от длины кабельной линии и постоянна в любой точке цепи.

На постоянном токе:

в тональном диапазоне частот (f =800 гц):

в области высоких частот (f = 30 кгц и выше):

Волновое сопротивление коаксиального (или одножильного) кабеля в металлической оболочке

При применении изоляционных материалов, у которых диэлектрическая проницаемость не изменяется с изменением частоты, волновое сопротивление

где 3335,8 — постоянная, принятая техническим комитетом 40–2 МЭК; א — отношение скоростей распространения;

— коэффициент укорочения длины волны. (В случае комбинированная изоляция вместо ε принимается эквивалентная диэлектрическая проницаемость ε э). Качество передачи по коаксиальному кабелю зависит от однородности волнового сопротивления по длине линии. Неоднородность волнового сопротивления характеризуется коэффициентом отражения Ротр, равным:

где Zк и Zк+1 — волновое сопротивление двух различных участков кабеля, ом; Zср — среднее значение волнового сопротивления, ом; Δ Z/2 — среднеарифметическое отклонение волнового сопротивления от среднего значения.

Волновое сопротивление спиральных кабелей (задержки)

где п — число витков на 1 м; а — диаметр спирального внутреннего проводника между центрами проволоки, см.

Волновое сопротивление двухжильных кабелей с индивидуальными экранами поверх изоляции вычисляется по формулам для коаксиальных кабелей и равно сумме волновых сопротивлений обеих экранированных жил. Волновое сопротивление симметричного кабеля в области частот f=15 000 кгц и выше:

неэкранированного

экранированного

Электромагнитная волна, распространяясь вдоль кабеля, уменьшается по величине и изменяется по фазе. Уменьшение энергии на длине линии 1 км учитывается коэффициентом затухания а, а изменение фазы тока и напряжения на 1 км линии коэффициентом фазы β.

Коэффициент затухания и коэффициент фазы в общем виде определяют по формуле расчета коэффициента распространения

на постоянном токе

в тональном диапазоне частот (f = 800 гц)

в области высоких частот (f = 30 кгц и выше)

где α R — затухание за счет потерь в металле (нагревание); α g — затухание за счет диэлектрических потерь.

Затухание принято измерять в неперах на 1 км. Затухание 1 неп— это затухание кабельной линии при токе или напряжении, в начале больших по абсолютной величине тока или напряжения в конце,

в 2,718 раза

В радиочастотных кабелях затухание обычно выражают в децибелах. Затухание в 1 бел соответствует уменьшению мощности на выходе кабельной линии в 10 раз по сравнению с мощностью на входе

1 неп =8,65 дб, а 1 дб = 0,115 неп (табл. 2-9).

Таблица 2–9

Соотношения между единицами измерения

Затухание коаксиального радиочастотного кабеля

Подставляя в нее первичные значения,

Если внутренний и внешний проводники кабеля медные (ρ 1 = ρ 2 = 0,0175 ом*мм2/м, μ 1= μ 2=1)

При многопроволочном внутреннем проводнике (dM) и оплетке — внешнем проводнике (с учетом коэффициентов)

Таблица 2-10

Коэффициенты емкостных связей в кабелях дальней связи

Затухание спиральных радиочастотных кабелей задержки

Затухание коаксиальных кабелей связи:

При оптимальном геометрическом соотношении между размерами внешнего и внутреннего диаметров проводников D/d=3,6 затухание:

Затухание коаксиального кабеля с полиэтиленовой шайбовой изоляцией:

где f — частота, Мгц

Затухание симметричного радиочастотного кабеля

Затухание кабелей связи:

при передаче тональных частот (f = 800 гц)

для ориентировочных расчетов пригодна формула

При расчете затухания кабелей с изоляцией из высокочастотных материалов, у которых второе слагаемое имеет малое значение и им пренебрегают, затухание

Типовые частотные зависимости постоянной затухания и фазовой постоянной приведены на рис. 2–27.

Дальность связи по кабельной линии

где а — допустимое затухание кабельной линии, неп. Существующими нормами величина максимально допустимого затухания для линий низкочастотной телефонной связи (НЧ) регламентирована до 3,3 неп, а высокочастотным линиям (ВЧ)—до 6—7 неп. Предельно допустимая дальность связи по магистральным кабельным линиям

где τ — допустимое время прохождения сигнала, мсек; нормами Международного консультативного комитета время прохождения сигналов от одного абонента к другому не должно превышать 250 мсек, а для кабельных линий, соединенных с международными магистралями,—100 мсек, Т — время пробега сигнала на участке линии 1 км, мсек/км.

← Предыдущая | Следующая →
... содержание ...

Авторизация

Регистрация

После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.