Введение

Исключительно быстрое развитие средств телекоммуникации в современную эпоху (в особенности средств мобильной телефонии и радиотелевизионного вещания) одновременно дало толчок и явлению, которое можно назвать "электромагнитным загрязнением" окружающей среды.

Все острее звучит проблема защиты всевозможных активных и пассивных электронных устройств от сильных интерференционных полей, которые не только негативно влияют на работу электронного оборудования, но и могут разрушать потоки данных, передаваемых по коммуникационным линиям.

Для случая коаксиальных ТВ кабелей существенным моментом является то, чтобы передаваемый сигнал не подвергался воздействию внешних помех в пределах используемого диапазона частот, который, кстати, нуждается в постоянном расширении из-за растущего числа новых сервисных функций, готовых к передаче по линии. Один из особенных случаев здесь — это так называемый "обратный канал" с его Pay-TV и Pay-Per-View функциями, потребовавший специальной защиты на частотах 5…42 МГц.

Вообще говоря, среди пассивных компонентов телесистем, коаксиальные кабели наиболее подвержены воздействию интерференционных полей вследствие больших протяженностей в открытом пространстве.

Даже при подземной прокладке близость к другим передающим линиям может вызывать наведенные помехи в используемом ТВ кабеле.

С другой стороны, структура коаксиального кабеля уже предусматривает защиту от внешних полей: внешний проводник служит также и экраном.

Степень защиты, в первую очередь, зависит от типа проводящего материала и плотности покрытия.

Хорошо спроектированный кабель (за счет максимально возможного экранирования при минимальной потере гибкости) всегда сможет обеспечить необходимую помехозащищенность в сильных электромагнитных полях.

Что такое коэффициент экранирования

Коэффициент экранирования коаксиального кабеля — это способность его внешнего проводника в той или иной мере снижать уровень электромагнитного сигнала, воздействующего на него и проникающего в него из внешней среды (рис.1).

Рис. 1

С увеличением толщины и плотности покрытия внешнего проводника коэффициент экранирования улучшается.

Данный параметр кабеля принято описывать следующей формулой:

K_{экранир} [дБ] = 20lg P_остат / P_внеш

где P_остат — остаточный уровень внешней электромагнитной помехи, прошедшей в линию передачи;

P_внеш — полный уровень внешней электромагнитной помехи, воздействующей на линию передачи.

То есть K_{экранир} попросту говорит о том, во сколько раз внешняя помеха снижается наружным проводником кабеля, проходя через него.

Так, для кабеля с K_{экранир} = 75 дБ это подавление составляет приблизительно 5600 раз, с K_{экранир} = 90 дБ — уже 31 600 раз, а для K_{экранир} = 100 дБ — 100 000 раз (!!!).

Отметим, что в соответствии с физическим принципом обратимости, данный K_{экранир} также "работает", когда сам кабель может создавать интерференцию для внешней среды, передавая по линии полезные электромагнитные сигналы (например в случае передающих кабелей типа RG).

Как измерить K_{экранир} коаксиального кабеля

Методы измерения K_{экранир}, применяемые в европейской кабельной промышленности, достаточно разнообразны.

Наиболее известные и широко используемые из них — метод резистивной связи (стандарт IEC 61196-1), метод прямой инжекции (стандарт PPT-CH, IEC 96-1, поправка 2/1993), метод индуктивных клещевых измерителей (стандарт IEC 61196-1). Все эти методы несовершенны из-за низкой чувствительности и ограниченного динамического диапазона. Более того, они требуют создания специальной заэкранированной комнаты (в случае измерений на частотах свыше 30 МГц).

Чтобы обойти все эти недостатки, CAVEL принял к использованию куда более надежную альтернативную методику, разработанную совсем недавно и получившую название "метод триаксиальной трубы".

Рис. 2

На рис. 2 показан именно такой стенд для измерения K_{экранир}, находящийся в пределах лаборатории CAVEL в Gropello Cairoli (Pavia, Italia). На переднем плане видны две такие "триаксиальные" трубы, каждая из которых используется для работы с кабелями диаметром от 9.8 мм до 22.0 мм. Данный стенд позволяет проводить измерения K_{экранир} как на стадии проектирования новых кабелей, так и в процессе рутинного контроля качества уже готовой продукции.

Вот основные преимущества нового метода измерения K_{экранир}:

1. Широкий диапазон измерения: 0.3 Гц…4 ГГц.
2. Не требуется специального заэкранированного помещения.
3. Очень широкий динамический диапазон:
   могут тестироваться кабели с K_{экранир} = 130 дБ !!!
4. Простота использования, легкость в подготовке образцов к измерению.

Рис. 3

Схема измерений приведена на рис. 3.

Измеряемый кабель нагружается с одного конца резистором, соответствующим его волновому сопротивлению, и располагается концентрическим образом внутри "триаксиальной трубы". Сигнал подается непосредственно в образец кабеля от выходного порта панорамного анализатора спектра.

В зависимости от K_{экранир} испытуемого образца, часть входного сигнала "проходит" на наружную поверхность его внешнего проводника (экрана). Теперь этот же самый "остаточный" сигнал улавливается в пространстве между экраном образца и внутренней поверхностью "триаксиальной трубы" и возвращается на вход панорамного анализатора. Далее уже сам прибор калькулирует соотношение между двумя сигналами, причем, повторяя это на разных частотах, строит графическую зависимость K_{экранир} от частоты.

Сравнительные измерения кабелей с различным K_{экранир}

Частотные кривые, генерируемые вышеописанной измерительной схемой, дают четкое представление о K_{экранир} кабелей с различным исполнением внешнего проводника (экрана). (Рис. 4.)

Рис. 4

Минимальное экранирование — естественно у кабелей, имеющих в качестве экрана одну только оплетку.

Максимально возможное экранирование — у кабелей с тройным экраном (фольга + оплетка + фольга).

Стоит особо отметить, что на высоких частотах одно только добавление фольги приводит к весьма существенному улучшению экранирования.

Для того же, чтобы улучшить данный параметр кабеля в области средних и низких частот, — наоборот, следует увеличивать оптическую плотность оплетки (кабели CAVEL серии DG) или добавлять второй внешний фольговый экран (кабели CAVEL серии TS с тройным экраном).

Кабели CAVEL с высокой эффективностью экранирования

ITALIANA CONDUTTORI s.r.l. в течение многих лет консолидировала и развивала технические средства и людские ресурсы для проведения измерений и тестов в области электромагнитной совместимости и помехозащищенности своей продукции.

В настоящее время фабрика обладает мощной лабораторией с самыми современными средствами и оригинальными методиками измерений.

Это, в свою очередь, позволяет проектировать и создавать новые кабели, отвечающие современным требованиям ТВ рынка.

Так, логичным развитием обычных кабелей CAVEL с K_{экранир} = 75 дБ, стала новая серия кабелей DG с K_{экранир} > 90 дБ, полученная благодаря эффективному сочетанию алюминиевого фольгового экрана и оптимизированной высокоплотной оплетки.

Кабели серии DG различаются по типоразмеру и назначению (DG 70, DG 80, DG 100, DG 113 — для внутренних работ, DG 163 — для наружных работ).

Дальнейшее возрастание и ужесточение требований к K_{экранир} современных передающих линий привело к созданию новейших кабелей CAVEL серии TS (=Triple Shield) с тройным экраном и K_{экранир} > 100 дБ в рекордно широкой полосе частот:

TS 602 J (типоразмер RG 6) и TS 703 J (типоразмер RG 6+) — для абонентской разводки,

TS 11 J (типоразмер RG 11) — для субмагистральной, TS 22/99 J и TS 27/115 J для магистральной разводки.

Кабели CAVEL серии TS обладают высокотехнологичным тройным экраном, состоящим из:

· 1^й экран: алюм. фольга/полиэстер/алюм. фольга, приклеивается к рабочему диэлектрику кабеля (немаловажно для "беспроблемного" монтажа коннекторов !!!)
· 2^й экран: традиционная оплетка на основе CuSn
· 3^й экран: алюм. фольга/полиэстер со специальным "закорачивающим" отгибом (рис. 5), который обеспечивает надежный контакт "металл–металл" вдоль всей поверхности экрана.

Рис. 5

Потребителям кабеля следует знать, что ТВ рынок наполнен также и кабелями с тройным экраном, которые принадлежат к так называемой категории "low-cost" (дешевые).

Как правило, в этих кабелях наружный фольговый экран просто уложен продольно по кабелю, без какого-либо "закорачивающего" отгиба, т.е. без электроконтакта между экранирующими проводниками.

ITALIANA CONDUTTORI разработала свой собственный метод укладки 3^его (наружного) экрана, чтобы минимизировать затраты и гарантировать заявленный K_{экранир} даже после всех механических воздействий на кабель при монтажных работах. Это особенно важно на низких частотах "обратного канала": 5…47 МГц.

Отметим, что в магистральных кабелях CAVEL серии TS K_{экранир} = 115 дБ (!!!) обеспечивается в диапазоне 30…1000 МГц, а сами эти кабели теперь легко идентифицировать благодаря двум продольным зеленым полоскам.

Литература
ITALIANA CONDUTTORI s.r.l.: "What You Really Need To Know About The Screening Effectiveness In Coaxial Cables".
Technical Report. September 2002.

Специальное объявление

В связи с появившимися в России попытками подделки и копирования фирменной упаковочной атрибутики и самой продукции CAVEL, еще раз напоминаем, что оригинальные кабели CAVEL распространяются в России только через официального дистрибьютора ITALIANA CONDUTTORI (CAVEL) в России: ЗАО "Корпорация ЛАНС" и соответствующие региональные представительства.