Communicatiekabels met hoge frequentie en laag verlies worden over het algemeen gemaakt van geschuimd polyethyleen of geschuimd polypropyleen als isolatiemateriaal. Twee isolerende kerndraden en een aardingsdraad (sommige fabrikanten gebruiken tegenwoordig ook dubbele aardingsdraden) worden in een wikkelmachine gebracht, waarna aluminiumfolie en polyesterrubbertape rond de isolerende kerndraad en aardingsdraad worden gewikkeld. Het isolatieproces, inclusief ontwerp en procescontrole, en de structuur van de hogesnelheidstransmissielijn, de elektrische prestatie-eisen en de transmissietheorie, spelen hierbij een belangrijke rol.
Vereisten voor geleider
Voor SAS, dat ook een hoogfrequent transmissielijn is, is de structurele uniformiteit van elk onderdeel een cruciale factor bij het bepalen van de transmissiefrequentie van de kabel. Daarom moet het oppervlak van de geleider van een hoogfrequent transmissielijn rond en glad zijn, en de interne roosterstructuur uniform en stabiel om de uniformiteit van de elektrische eigenschappen in de lengterichting te garanderen. De geleider moet ook een relatief lage gelijkstroomweerstand hebben. Tegelijkertijd moet periodieke of niet-periodieke buiging, vervorming en beschadiging van de interne geleider door draden, apparatuur of andere apparaten worden vermeden. In een hoogfrequent transmissielijn is de geleiderweerstand de belangrijkste factor die kabelverzwakking veroorzaakt (basisparameters hoogfrequentie, deel 01 - verzwakkingsparameters). Er zijn twee manieren om de geleiderweerstand te verlagen: de geleiderdiameter vergroten en geleidermaterialen met een lage soortelijke weerstand selecteren. Naarmate de geleiderdiameter toeneemt, neemt, om aan de eisen van de karakteristieke impedantie te voldoen, de buitendiameter van de isolatie en de buitendiameter van het eindproduct navenant toe. Dit leidt tot hogere kosten en een omslachtige verwerking. Theoretisch gezien zou het gebruik van een zilveren geleider de buitendiameter van het eindproduct verkleinen en de prestaties aanzienlijk verbeteren. Omdat zilver echter veel duurder is dan koper, zijn de productiekosten te hoog voor massaproductie. Om rekening te houden met de prijs en de lage soortelijke weerstand, maken we gebruik van het skineffect bij het ontwerpen van de kabelgeleider. Momenteel voldoet het gebruik van vertinde koperen geleiders voor SAS 6G aan de elektrische prestatie-eisen, terwijl voor SAS 12G en 24G al verzilverde geleiders worden gebruikt.
Wanneer er wisselstroom of een wisselend elektromagnetisch veld door een geleider loopt, is de stroomverdeling binnen de geleider ongelijkmatig. Naarmate de afstand tot het oppervlak van de geleider toeneemt, neemt de stroomdichtheid in de geleider exponentieel af, wat betekent dat de stroom in de geleider zich aan het oppervlak concentreert. Vanuit een dwarsvlak loodrecht op de stroomrichting is de stroomsterkte in het centrale deel van de geleider vrijwel nul, oftewel er vloeit bijna geen stroom. Alleen aan de rand van de geleider is er sprake van een kleine stroom. Simpel gezegd, de stroom is geconcentreerd in het "oppervlak" van de geleider, vandaar het skineffect. Dit effect wordt veroorzaakt doordat het veranderende elektromagnetische veld een wervelend elektrisch veld in de geleider creëert, dat de oorspronkelijke stroom compenseert. Het skineffect zorgt ervoor dat de weerstand van de geleider toeneemt met de frequentie van de wisselstroom, wat leidt tot een lagere efficiëntie van de stroomoverdracht en een hoger metaalverbruik. Bij het ontwerp van hoogfrequente communicatiekabels kan dit principe echter worden gebruikt om het metaalverbruik te verminderen door een zilverlaag aan te brengen op het oppervlak, onder de voorwaarde dat aan dezelfde prestatie-eisen wordt voldaan, waardoor de kosten worden verlaagd.
Isolatie-eis
Net als bij de geleider moet ook het isolatiemateriaal uniform zijn. Om een lagere diëlektrische constante s en een lagere diëlektrische verliesfactor te verkrijgen, wordt bij SAS-kabels over het algemeen schuimisolatie gebruikt. Wanneer de schuimgraad hoger is dan 45%, is chemische schuimvorming moeilijk te realiseren en is de schuimgraad instabiel. Daarom moet bij kabels boven de 12G fysieke schuimisolatie worden gebruikt. Zoals in de onderstaande afbeelding te zien is, zijn bij een schuimgraad van meer dan 45% de poriën in de doorsnede van fysieke en chemische schuimisolatie onder de microscoop bekeken, groter en talrijker, terwijl de poriën in de doorsnede van chemische schuimisolatie kleiner en talrijker zijn.
fysieke schuimvorming Chemischschuimvorming
Geplaatst op: 20 april 2024
