Параметры передачи коаксиальных цепей

Методика определения первичных параметров передачи коаксиальной цепи такая же как и для симметричных цепей. Для частот свыше кГц (что практически всегда выполнимо для КК) используются следующие расчётные формулы. Сопротивление цепи для медных проводников определяется

, , (5.23)

где – диаметр внутреннего проводника, – внутренний диаметр внешнего проводника, мм., f – частота, Гц.

Внутренняя индуктивность для медных проводников:

, . (5.24)

Внешняя индуктивность определяется поперечными размерами цепи и для медных проводников рассчитывается по формуле

, . (5.25)

Следует отметить, что .

Для алюминиевых проводников (4.23) и (4.24) имеют вид:

;

.

Емкость цепи определяется

, .

Проводимость изоляции равна , См/км. В коаксиальных цепях . Вторичные параметры передачи рассчитываются по формулам:

дБ/км

; ; ,

где – затухание вследствие потерь в металле, – затухания вследствие потерь в диэлектрике.

Однако вторичные параметры передачи коаксиальных кабелей целесообразно выражать непосредственно через поперечные размеры коаксиальной пары ( и ) и параметры изоляции ( и ). Коэффициент затухания кабелей с медными проводниками определяется, дБ/км

. (5.26)

В некоторых типах коаксиальных кабелей внешний проводник часто выполняется из алюминия, при этом затухание кабеля возрастает незначительно. Это подвесные коаксиальные кабели, кабели для распределительных сетей кабельного телевидения. В радиочастотных кабелях наружный проводник часто выполняется из алюминиевой проволочной оплётки.

Как следует из (5.26) потери в металле пропорциональны , а потери в диэлектрике пропорциональны и растут значительно быстрее, чем потери в металле в области высоких частот.

Коэффициент фазы определяется формулой

или , рад/км.

Скорость распространения электромагнитной энергии , для коаксиальной пары

, .

Коэффициент фазы линейно возрастает с увеличением частоты. Это обуславливает постоянство скорости распространения энергии по коаксиальному кабелю в широком спектре частот. Такое постоянство необходимо при передачи цифровых сигналов. Скорость передачи уменьшается с увеличением диэлектрической проницаемости. В коаксиальных кабелях скорость передачи электромагнитной энергии приближается к скорости света в свободном пространстве.

Волновое сопротивление () коаксиальной пары для высоких частот определяется выражением:

(5.27)

или ,

где – волновое сопротивление диэлектрика.

Учитывая, что и , где Гн/м, Ф/м, получим

, (5.28)

где Ом – волновое сопротивление свободного пространства. Для среды с получим

. (5.29)