SERWIS ELEKTRONICZNY - RADIOELEKTRYKA SOSNOWIEC POLSKA

NIEZALEŻNA DZIAŁALNOŚĆ BADAWCZO - NAUKOWA KLIKNIJ NA OPIS DOKUMENTU

WWW.RADIOELEKTRYKA.GLT.PL WWW.RADIOELEKTRYKA.PRV.PL

Fider – fizyczne okablowanie przenoszące sygnał radiowy z nadajnika do anteny lub z anteny do odbiornika, nazywane też linią transmisyjną.
Podczas prawidłowego działania, w idealnych warunkach fider powinien skutecznie przenosić wszystkie fale radiowe bez jakichkolwiek strat sygnału, bez promieniowania i pochłaniania jakiejkolwiek energii. Używane są trzy rodzaje fiderów stosowanych w nowoczesnych systemach bezprzewodowych: koncentryczne, typu twin-lead (kabel bifilarny (symetryczny) lub drabinka), a przy częstotliwościach powyżej 1 GHz używa się falowodów. Fider jest bardzo ważną częścią systemu antenowego, zwłaszcza w pewnych warunkach, takich jak wysokie częstotliwości czy słabe sygnały radiowe lub obydwa czynniki naraz. Okablowanie układu zasilania posiada swoją impedancję, która musi być dopasowana do nadajnika / odbiornika / transceivera i anteny aby zapobiec stratom sygnału. Dopasowanie to możliwe jest przy pomocy symetryzatora antenowego (ATU).

Kabel symetryczny (ang. twin-lead) jest dwużyłową taśmą wykorzystywaną jako linia przesyłowa sygnałów radiowych. Charakterystyka i zastosowanie Kabel symetryczny wykonywany jest w kilku różnych rozmiarach i z różną impedancją: 600, 450, 300 i 75 omów. Najczęściej spotykanym jest kabel o impedancji 300 omów, niegdyś powszechnie używany do podłączania anten telewizyjnych i radiowych FM. Ten rodzaj kabla wyparty został przez 75 omowy kabel koncentryczny. Kabel symetryczny wykorzystywany jest również w amatorskich stacjach radiowych jako symetryczna linia transmisyjna sygnałów radiowych. Kabel ten zbudowany jest z dwóch, położonych równolegle względem siebie miedzianych przewodów (lub rzadziej z drutów stalowych pokrytych miedzią), otoczonych izolacją (najczęściej stosowany jest polietylen) – tworząc w ten sposób rodzaj wstążki. 300 omowy kabel symetryczny zbudowany jest zwykle z przewodów o średnicy 20 lub 22 gauge, oddalonych od siebie o 7,5 mm. 450 omowy kabel zbudowany jest z przewodów o średnicy 16 lub 18 gauge, w odległości 20 mm od siebie. Izolacja z tworzywa sztucznego tworząca wstążkę ma co kilka centymetrów prostokątne otwory między przewodami, zastosowane w celu zmniejszenia strat dielektrycznych sygnału – tworząc w ten sposób "szczeble". Z tego powodu ten rodzaj kabla powszechnie nazywany jest drabinką (ang. ladder line). Zaletą kabla symetrycznego jest to, że straty sygnału są o rząd mniejsze niż w kablu koncentrycznym, który jest alternatywnym materiałem do budowania linii przesyłowych. Główną wadą tego kabla jest bardzo duża podatność na wszelkiego rodzaju zakłócenia, w związku z tym do mocowania kabla na zewnątrz budynków lub wzdłuż masztów antenowych używa się izolatorów. Impedancja W liniach przesyłowych maksymalna sprawność występuje wtedy, gdy impedancja anteny, charakterystyka impedancji kabla oraz impedancja urządzeń są takie same. W związku z tym, podczas łączenia 300 omowego kabla symetrycznego do koncentrycznego gniazda antenowego 75 omowego, powszechnie stosuje się symetryzatory antenowe 4:1. Jego zadanie jest podwójne: po pierwsze zmienia impedancję 300 Ω kabla symetrycznego na 75 Ω kabla koncentrycznego, po drugie zamienia zrównoważoną, symetryczną linię przesyłową na asymetryczne wejście koncentryczne. Linia przesyłowa zbudowana na kablu symetrycznym (zwłaszcza w wersji drabinki), w przypadku niedopasowania impedancji pomiędzy fiderem a źródłem (lub gniazdem antenowym) ma wyższą wydajność niż ta, zbudowana z wykorzystaniem kabla koncentrycznego. Twin-lead może również służyć jako wygodny materiał do budowy prostych anten dipolowych. Takie anteny mogą być zasilane bezpośrednio kablem 300 Ω lub z użyciem symetryzatorów 300 Ω/75 Ω – kablem koncentrycznym.

Kabel symetryczny
(twin lead)

Różne typy przewodów zasilających wielkiej częstotliwości: a) symetryczny napowietrzny; b) symetryczny skręcany; c) symetryczny płaski; d) symetryczny tubularny; e) symetryczny ekranowany; f) niesymetryczny współosiowy (koncentryczny)

Kabel symetryczny (ang. twin lead) składa się z dwóch położonych równolegle względem siebie przewodów otoczonych izolacją. Odległość między dwoma przewodami jest mała w stosunku do długości fali. Kabel ten w postaci płaskiej wstążki używany był kiedyś powszechnie do zasilania odbiorników telewizyjnych. Do zasilania anten krótkofalarskich stosuje się fider w postaci drabinki (dwóch przewodów miedzianych rozpiętych przy pomocy płaskowników wykonanych z materiału izolacyjnego np. ebonitu lub tekstolitu). Kabel koncentryczny. Kabel koncentryczny (ang. coaxial cable) – przewód miedziany otoczony izolacją, wspólnym ekranem oraz zewnętrzną koszulką ochronną, wykorzystywany np. jako medium transmisyjne w sieciach Ethernet, w instalacjach antenowych radiowych i telewizyjnych, jak również w aparaturze pomiarowej. Ten rodzaj kabla uważany jest za kabel niesymetryczny. Kabel koncentryczny (ang. coaxial cable, zwany także kablem współosiowym) – przewód telekomunikacyjny, wykorzystywany do transmisji sygnałów zmiennych małej mocy.

Falowód – kanał do prowadzenia w przestrzeni fal mechanicznych lub elektromagnetycznych wzdłuż określonej drogi. Falowody fal elektromagnetycznych Nośnikiem energii jest pole elektromagnetyczne rozchodzące się wzdłuż falowodu. Zjawiska rozchodzenia się i wzbudzania pola elektromagnetycznego w falowodzie mogą być opisane rozwiązaniem równań Maxwella przy zadanych warunkach brzegowych i źródłach pola. Falowód jest ograniczony powierzchnią, na której następuje skokowa zmiana jednego z parametrów charakteryzujących własności elektryczne (np. przenikalność elektryczna, przewodowość elektryczna). Rozróżnia się falowody zamknięte (rura metalowa o przekroju prostokątnym, okrągłym i innymi), w której fala przemieszcza się w przestrzeni wewnątrz falowodu, i otwarte (np. przewód metalowy, pręt lub rurka dielektryka), w których fala przemieszcza się na zewnątrz falowodu. Rozchodzenie się fal w falowodzie jest możliwe, gdy jego poprzeczne rozmiary są porównywalne z długością fali i większe. Zastosowanie: radiolokacja radionawigacja telewizja telefonia cyfrowa wcześniej telefonia nośna Odrębne zastosowania mają odcinki falowodu, które wykorzystuje się jako rezonatory, filtry, dławiki itp.
Falowody optyczne: światłowód. Falowody stosowane do przesyłania fali elektromagnetycznej o częstotliwościach optycznych, powszechnie określane jako światłowody. Najpopularniejszym rodzajem falowodu optycznego jest światłowód włóknisty. Falowody mikrofalowe: mikrofale i falowód mikrofalowy. Falowody mogą prowadzić fale elektromagnetyczne o różnych częstotliwościach, szczególne znaczenie mają falowody prowadzące mikrofale. Falowody mikrofalowe mogą służyć do przesyłania informacji lub mocy fali elektromagnetycznej.

Falowód

Kabel koncentryczny (RG213):
1. centrum rdzenia - przewód
2. izolator dielektrycznej - izolacja wewnętrzna
3. metalowe osłony - oplot (ekran)
4. kurtka z tworzywa sztucznego - izolacja zewnętrzna.

Kabel koncentryczny (ang. coaxial cable, zwany także kablem współosiowym) – przewód telekomunikacyjny, wykorzystywany do transmisji sygnałów zmiennych małej mocy. Aby nastąpiła transmisja sygnału muszą wystąpić w przekroju prowadnicy dwa ośrodki metalowe oddzielone od siebie, tak by mogła wystąpić różnica potencjałów. Przewód współosiowy spełnia ten warunek. Kabel koncentryczny zbudowany jest z: przewodu elektrycznego – najczęściej miedziany lub aluminiowy, spotyka się również linki stalowe, izolacji wewnętrznej (dielektryk) – oddziela przewodnik od ekranu. Od jego wymiarów oraz stałej dielektrycznej zależy impedancja falowa kabla. ekranu – stanowi drugi niezbędny ośrodek przewodzący. Jednocześnie chroni sygnał przed zakłóceniami elektromagnetycznymi pochodzącymi ze środowiska. Najczęściej w postaci foli aluminiowej, oplotu miedzianego lub aluminiowego, czasami również w postaci tulei (przewody półsztywne), izolacji zewnętrznej (choć nie zawsze) – pełni funkcje zabezpieczania przewodu przed uszkodzeniami mechanicznymi, wilgocią, dla tanich kabli z niepełnym oplotem stanowi ważny element konstrukcyjny Kable koncentryczne dzielimy według ich impedancji falowej: 50 Ω (np.: H1500, H1000, H1001, H500, 9913, RG214, RG213, H155, RG58, RG316, TRILAN2, TRILAN4, RG178, RG174) 75 Ω (np.: RG59, TRISET113, TRI-SHIELD 113, RG6U, CB100F) inne impedancje stosowane raczej w aplikacjach specjalistycznych oraz do budowy symetryzatorów i transformatorów RF Zastosowanie Dzięki swej budowie kable koncentryczne są odporniejsze na zakłócenia w stosunku do kabli symetrycznych. Stosuje się je do przesyłania sygnałów sinusoidalnych oraz cyfrowych w zakresie 20 Hz – 15 GHz. Powszechnie wykorzystanie: instalacje antenowe odbiorcze oraz nadawcze małej mocy (do kilkudziesięciu watów), do większych mocy stosuje się falowody z powodu jego mniejszych strat. telewizja kablowa telewizja przemysłowa cctv instalacje anten satelitarnych Sieci komputerowe (Ethernet (np. 10BASE5) z szybkością do 10 Mb/s) Dostęp do internetu w technologii DOCSIS (modem podłączony do gniazda abonenckiego) Połączenia Audio-Video Do łączenia kabli koncentrycznych stosuje się złącza typu BNC, TNC, N, F, SMA, RP-SMA oraz inne złącza koncentryczne.

Porównanie kilku cech wspólnych przewodów zasilających.

Przypisy
Ten parametr używany jest do opisania mediów komunikacyjnych takich jak kable transmisji danych. Parametr wyrażony jako liczba między 0 i 1 lub procentowo, odzwierciedla stosunek prędkości transmisji sygnału do prędkości światła w próżni. W próżni VF równy jest 1

Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – fale elektromagnetyczne o częstotliwościach niższych niż 3 000 GHz, rozchodzące się w przestrzeni bez pomocy sztucznego przewodnika. Uznaje się, że falami radiowymi są fale o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·10³ – 3·1012 Hz). Według literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe. Źródła fal radiowych: naturalne: wyładowania atmosferyczne, zjawiska geologiczne we wnętrzu Ziemi, zorze polarne, gwiazdy, radiogalaktyki sztuczne zamierzone: nadajnik radiowy,
zakłócenia/szumy: silniki komutatorowe, instalacje prądu przemiennego (50/60 Hz; 400 Hz), styczniki, komputery, kuchenka mikrofalowa, przetwornice zasilające, falowniki i regulatory tyrystorowe, piece indukcyjne i łukowe, spawarki, zapłon elektryczny (iskrowy) silników cieplnych, lampy wyładowcze, eksplozja nuklearna (impuls elektromagnetyczny). Ze względu na środowisko propagacji wyróżnia się: falę przyziemną (powierzchniową i nadziemną), falę troposferyczną, falę jonosferyczną, falę w przestrzeni kosmicznej. W zależności od długości fali radiowej jej propagacja zależy od różnorodnych zjawisk falowych np. dyfrakcji, refrakcji, odbicia, np. od jonosfery itp.

Pole elektryczne i magnetyczne w płaskiej fali

elektromagnetycznej o długości λ.

Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) – rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego. Składowa elektryczna i magnetyczna fali indukują się wzajemnie – zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmieniające się pole magnetyczne, a z kolei zmieniające się pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne. Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Promieniowaniem elektromagnetycznym o różnej długości fali są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. W opisie kwantowym promieniowanie elektromagnetyczne jest traktowane jako strumień nieposiadających masy cząstek elementarnych zwanych fotonami. Energia każdego fotonu zależy od długości fali.

Oddziaływanie elektromagnetyczne to jedno z czterech znanych fizyce oddziaływań elementarnych. Odpowiada za siły działające między cząstkami posiadającymi ładunek elektryczny. Teoria oddziaływań elektromagnetycznych (elektrodynamika klasyczna, elektrodynamika kwantowa) powstała z unifikacji teorii magnetyzmu i elektryczności, dokonanej przez Jamesa Clerka Maxwella. Centralną rolę w tej teorii odgrywa pojęcie pola elektromagnetycznego. Zachowanie pola elektromagnetycznego opisane jest równaniami Maxwella, zgodnymi ze szczególną teorią względności. W myśl równań Maxwella stacjonarne pole elektromagnetyczne pozostaje związane ze swoim źródłem, np. naładowaną cząstką lub przewodnikiem, przez który przepływa prąd. Zmienne pole elektromagnetyczne natomiast rozprzestrzenia się w postaci fali elektromagnetycznej. Kwantem oddziaływania elektromagnetycznego jest foton. Oddziaływanie elektromagnetyczne polega na wymianie między cząstkami naładowanymi (o ładunku elektrycznym) pośredniczącego fotonu.