Výpočet charakteristickej impedancie koaxiálneho kábla vzhľadom na jeho rozmery

Koaxiálny kábel je pravdepodobne najpoužívanejším typom prenosového vedenia. Skladá sa z pevného stredového vodiča obklopeného dielektrickým materiálom, zvyčajne plastovým izolantom, ako je teflón. Môže sa použiť aj vzduchové alebo plynové dielektrikum, v ktorom je stredný vodič držaný na mieste pravidelnými izolačnými dištančnými vložkami. Nad izolátorom je druhý vodič, rúrkové opletenie alebo tienenie z jemných drôtikov. Vonkajší plastový plášť chráni a izoluje opletenie. Koaxiálny kábel je spolu s vyváženým dvojvodičovým káblom najbežnejším typom prenosového vedenia používaného v RF komunikácii.
Hlavnou výhodou koaxiálneho kábla je, že je úplne tienený, takže vonkajší šum naň nemá žiadny alebo má len malý vplyv. Koaxiálne káble sú nesymetrické vedenia; prúd v strednom vodiči sa vzťahuje na opletenie, ktoré je spojené so zemou. Koaxiálne káble poskytujú významnú, ale nie úplnú ochranu pred zachytávaním šumu alebo presluchov z indukčnej alebo kapacitnej väzby spôsobenej vonkajšími signálmi. Naopak, netienené vedenia môžu zachytávať signály a presluchy a môžu dokonca vyžarovať energiu, čo vedie k nežiaducej strate signálu.
Je potrebné poznať charakteristickú impedanciu koaxiálnych káblov, pretože je potrebné prispôsobiť impedanciu kábla miestu, ku ktorému je pripojený (či už vysielač alebo anténa), aby sa dosiahol maximálny prenos výkonu. Koaxiálne káble majú zvyčajne nižšiu impedanciu v porovnaní s vyváženými vedeniami a dipólovými anténami. V tomto prípade sa na ich prispôsobenie často používa balunovací (vyvážený na nevyvážený) transformátor.
Kalkulačka nižšie vám po zadaní vonkajšieho priemeru koaxiálneho kábla, priemeru vnútorného vodiča a relatívnej permitivity materiálu použitého ako izolácia poskytne výsledky ako sú kapacita, indukčnosť, impedancia a medzná frekvencia koaxiálneho kábla. Prehľad dielektrických konštánt nájdete v tabuľke nižšie.
Tabuľka Dielektrických Konštánt niektorých materiálov
V tabuľke nižšie uvádzame niektoré materiály a ich dielektrické konštanty.
Materiál | Dielektrická konštanta |
---|---|
Vzduch | 1,0006 |
Vákuum | 1 |
Keramika | 4 - 7 |
Sklo | 4 - 7 |
Polykarbonát | 2,8 - 3,8 |
Polystyrén | 2,5 - 2,7 |
Nylon | 3,7 - 8 |
Voda | 80 |
Kremeň | 3,7 - 4,5 |