วัสดุอิเล็กทริกจะกำหนดคุณภาพสัญญาณและความต้านทาน
วัสดุอิเล็กทริกที่ใช้ในก สายโคแอกเซียล 50 โอห์ม เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อทั้งการลดทอนสัญญาณและความเสถียรของอิมพีแดนซ์ มีไดอิเล็กทริกคุณภาพสูง เช่น PTFE หรือโฟมโพลีเอทิลีน การสูญเสียต่ำ ความต้านทาน 50 โอห์มที่สม่ำเสมอ และการบิดเบือนสัญญาณน้อยที่สุด ในขณะที่พีวีซีคุณภาพต่ำหรือโพลีเอทิลีนที่เป็นของแข็งอาจทำให้เกิดการลดทอนและความผันผวนของอิมพีแดนซ์ที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูงกว่า 1 GHz
บทบาทของอิเล็กทริกต่อความเสถียรของอิมพีแดนซ์
วัสดุไดอิเล็กตริกในสายโคแอกเซียล 50 โอห์มรักษาระยะห่างที่สม่ำเสมอระหว่างตัวนำตรงกลางและชีลด์ด้านนอก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่ออิมพีแดนซ์เฉพาะของสายเคเบิล ความแปรผันของค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (εr) หรือความผิดปกติในระหว่างการผลิตอาจทำให้เกิดความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นใน VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) ที่สูง ตัวอย่างเช่น ก ความแปรผันคงที่ไดอิเล็กตริก 0.02 ในสายเคเบิลยาว 1 เมตรสามารถเปลี่ยนอิมพีแดนซ์ได้ 1 โอห์ม ซึ่งอาจดูเล็กน้อยแต่สามารถนำไปสู่การสะท้อนที่สำคัญในการใช้งาน RF ความถี่สูง
แนะนำให้ใช้โฟมโพลีเอทิลีนที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 1.7–1.8 ในสายเคเบิล 50 โอห์มประสิทธิภาพสูง เพราะช่วยให้มั่นใจได้ว่า ความต้านทานที่มั่นคงภายใน ± 1% ข้ามช่วงความถี่สูงสุด 6 GHz ในทางตรงกันข้าม โพลีเอทิลีนที่เป็นของแข็ง (εr mut 2.25) มีแนวโน้มที่จะเกิดการเบี่ยงเบนของอิมพีแดนซ์เล็กน้อยและการลดทอนที่สูงกว่า
ผลกระทบต่อการลดทอนสัญญาณ
การลดทอนสัญญาณ ซึ่งแสดงเป็น dB ต่อ 100 ฟุตหรือเมตร ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการสูญเสียแทนเจนต์ของอิเล็กทริก (tan δ) วัสดุเช่น PTFE มี แทนเจนต์การสูญเสีย 0.0002–0.0005 ซึ่งแปลว่า การสูญเสียสัญญาณน้อยที่สุดแม้ที่ 3 GHz . ในทางตรงกันข้าม พีวีซี หรือโพลีเอทิลีนเกรดต่ำอาจมีการสูญเสียแทนเจนต์เกิน 0.002 ทำให้เกิด การลดทอนเพิ่มขึ้น 50–100% ที่ความถี่ที่สูงขึ้น
ตัวอย่างเช่น อาจแสดงสายโคแอกเซียล 50 โอห์มที่มีโพลีเอทิลีนโฟม การสูญเสีย 0.5 dB/100 ฟุตที่ 1 GHz ในขณะที่สายเคเบิลที่คล้ายกันกับ PVC แข็งสามารถเกิน 1.2 dB/100 ฟุตภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน
วัสดุอิเล็กทริกที่ใช้กันทั่วไปในสายโคแอกเชียล 50 โอห์ม
| วัสดุอิเล็กทริก | ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (εr) | การสูญเสียแทนเจนต์ (tan δ) | การลดทอนที่ 1 GHz (dB/100 ฟุต) |
|---|---|---|---|
| โฟมโพลีเอทิลีน | 1.7–1.8 | 0.0004 | 0.5 |
| เอทิลีนที่เป็นของแข็ง | 2.25 | 0.001 | 0.9 |
| PTFE (เทฟล่อน) | 2.1 | 0.0003 | 0.3 |
| PVC | 3.0–3.2 | 0.002 | 1.2 |
ผลกระทบเชิงปฏิบัติสำหรับการใช้งาน RF และความถี่สูง
สำหรับวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้าน RF ที่ทำงานกับสัญญาณความถี่สูง ตัวเลือกอิเล็กทริกในสายโคแอกเซียล 50 โอห์มอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ สายเคเบิลที่มีไดอิเล็กตริกคุณภาพสูงช่วยลดการสูญเสียการแทรก ลดการสะท้อน และรับประกันการจับคู่อิมพีแดนซ์ข้ามสายส่ง สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น สายป้อนเสาอากาศ การเชื่อมต่ออุปกรณ์ทดสอบ และระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ทำงานสูงกว่า 1 GHz
ในทางปฏิบัติ การเลือกสายโคแอกเชียลแบบโฟมโพลีเอทิลีนหรือ PTFE ไดอิเล็กทริก 50 โอห์ม แทนที่จะใช้สายอื่นที่ใช้ PVC อาจส่งผลให้ การสูญเสียสัญญาณลดลง 30–50% ที่ความถี่ระหว่าง 1–6 GHz . อิเล็กทริกที่สม่ำเสมอมากขึ้นช่วยให้มั่นใจได้ถึงการวัดซ้ำในการทดสอบในห้องปฏิบัติการและภาคสนาม
วัสดุอิเล็กทริกในก สายโคแอกเซียล 50 โอห์ม เป็นปัจจัยหลักที่ควบคุมทั้งการลดทอนสัญญาณและความเสถียรของอิมพีแดนซ์ วิศวกรควรจัดลำดับความสำคัญของไดอิเล็กทริกที่มีการสูญเสียต่ำและเสถียร เช่น PTFE หรือโฟมโพลีเอทิลีน สำหรับการใช้งานที่มีความถี่สูงและแม่นยำ หลีกเลี่ยง PVC เกรดต่ำหรือโพลีเอทิลีนชนิดแข็งในระบบที่สำคัญ เพื่อป้องกันการสูญเสียสัญญาณโดยไม่จำเป็นและอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน
เมื่อเลือกสายโคแอกเซียล 50 โอห์ม ให้ตรวจสอบข้อกำหนดเฉพาะของผู้ผลิตสำหรับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก แทนเจนต์การสูญเสีย และช่วงความถี่ที่แนะนำ การจัดการสายเคเบิลอย่างเหมาะสม การรักษารัศมีการโค้งงอที่เหมาะสม และการสิ้นสุดที่ถูกต้อง ช่วยเพิ่มคุณประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่ได้รับจากไดอิเล็กทริกคุณภาพสูง
