Suurtaajuiset ja pienihäviöiset tietoliikennekaapelit valmistetaan yleensä eristemateriaalina vaahdotetusta polyeteenistä tai vaahdotetusta polypropeenista, kahdesta eristävästä ydinlangasta ja maadoitusjohdosta (nykyisillä markkinoilla on myös valmistajia, jotka käyttävät kahta kaksoismaadoitusta) käämityskoneeseen, alumiinifolion ja kumipolyesterinauhan käärimiseen eristävän ydinlangan ja maadoitusjohdon ympärille, eristysprosessin suunnitteluun ja prosessinohjaukseen, suurnopeussiirtolinjan rakenteeseen, sähköisiin suorituskykyvaatimuksiin ja siirtoteoriaan.
Johtimen vaatimus
SAS-kaapelissa, joka on myös korkeataajuinen siirtolinja, jokaisen osan rakenteellinen yhdenmukaisuus on keskeinen tekijä kaapelin lähetystaajuuden määrittämisessä. Siksi korkeataajuisen siirtolinjan johtimena sen pinta on pyöreä ja sileä, ja sisäinen hilarakenne on yhtenäinen ja vakaa, jotta sähköominaisuudet pysyvät tasaisina pituussuunnassa. Johtimen tasavirtaresistanssin tulisi olla suhteellisen alhainen. Samalla tulisi välttää johtojen, laitteiden tai muiden laitteiden aiheuttamaa sisäisen johtimen jaksollista tai epäjaksollista taipumista, muodonmuutoksia ja vaurioita korkeataajuisessa siirtolinjassa. Johtimien resistanssi on tärkein kaapelin vaimennusta aiheuttava tekijä (korkeataajuusparametrien perusosa 01 - vaimennusparametrit). Johtimen resistanssia voidaan vähentää kahdella tavalla: lisäämällä johtimen halkaisijaa valitsemalla matalaresistiivisiä johdinmateriaaleja. Kun johtimen halkaisijaa suurennetaan, ominaisimpedanssivaatimusten täyttämiseksi eristeen ulkohalkaisijaa ja valmiin tuotteen ulkohalkaisijaa suurennetaan vastaavasti, mikä johtaa kustannusten kasvuun ja hankalaan käsittelyyn. Teoriassa hopeajohtimen käyttö pienentää valmiin tuotteen ulkohalkaisijaa ja parantaa suorituskykyä huomattavasti, mutta koska hopean hinta on paljon korkeampi kuin kuparin hinta, kustannukset ovat liian korkeat massatuotantoon. Hinnan ja alhaisen resistiivisyyden huomioon ottamiseksi käytämme ihoilmiötä kaapelin johtimen suunnittelussa. Tällä hetkellä SAS 6G:ssä käytetään tinattuja kuparijohtimia, kun taas SAS 12G ja 24G ovat alkaneet käyttää hopeoituja johtimia.
Kun johtimessa on vaihtovirta tai vaihtuva sähkömagneettinen kenttä, virran jakautuminen johtimen sisällä on epätasainen. Kun etäisyys johtimen pinnasta vähitellen kasvaa, johtimen virrantiheys pienenee eksponentiaalisesti, eli johtimen virta keskittyy johtimen pinnalle. Virran suuntaan kohtisuorassa poikittaistasossa johtimen keskiosan virranvoimakkuus on käytännössä nolla, eli virtaa ei juurikaan kulje, ja vain johtimen reunalla olevassa osassa on sivuvirtoja. Yksinkertaisesti sanottuna virta keskittyy johtimen "iho"-osaan, joten sitä kutsutaan ihovaikutukseksi. Tämän vaikutuksen syynä on se, että muuttuva sähkömagneettinen kenttä tuottaa johtimen sisään pyörresähkökentän, jota alkuperäinen virta kompensoi. Ihovaikutus kasvattaa johtimen resistanssia vaihtovirran taajuuden kasvaessa, mikä johtaa johtimen siirtovirran hyötysuhteen heikkenemiseen ja metalliresurssien kulutukseen. Korkeataajuisten tietoliikennekaapeleiden suunnittelussa tätä periaatetta voidaan käyttää metallinkulutuksen vähentämiseen käyttämällä pinnan hopeointia samojen suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi ja siten kustannusten alentamiseksi.
Eristysvaatimus
Samoin kuin johtimen vaatimukset, myös eristysväliaineen tulee olla tasainen, ja SAS-kaapeleissa käytetään yleensä vaahtoeristystä pienemmän dielektrisen vakion s ja dielektrisen häviön kulman tangentin arvon saavuttamiseksi. Kun vaahtoamisaste on yli 45 %, kemiallista vaahtoamista on vaikea saavuttaa ja vaahtoamisaste on epävakaa, joten yli 12G:n kaapelien on käytettävä fysikaalista vaahtoeristystä. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, kun vaahtoamisaste on yli 45 %, mikroskoopilla havaitun fyysisen ja kemiallisen vaahtoamisen osuuden osalta fysikaaliset vaahtoamishuokoset ovat suurempia ja pienempiä, kun taas kemialliset vaahtoamishuokoset ovat pienempiä ja suurempia:
fyysinen vaahtoaminen Kemiallinenvaahtoava
Julkaisun aika: 20. huhtikuuta 2024
