در این مقاله¹، تأثیر و نقش شیلد را در کابل آنتن تلویزیون از طریق تصاویر و نمودار تشریح خواهیم کرد. دانستن این مفهوم در انتخاب کابلهای کواکسیال نیز مفید خواهد بود.
کابل آنتن تلویزیون چگونه کابلیست؟
یک روش برای انتقال صدا و تصویر تلویزیون، تبدیل آنها به امواج الکترومغناطیسی است. این امواج که در دسته امواج رادیویی (RF) جای میگیرند، از نوع جریان متناوب با فرکانس بالا (VHF, UHF) هستند. فرستنده های تلویزیونی این موجها را در هوا منتشر میسازند.
گیرنده های تلویزیونی برای دریافت صدا و تصویر سوار شده بر امواج، نیازمند یک آنتن و یک مبدل هستند. حدفاصل میان آنتن و دستگاه تلویزیون، یک کابل قرار میگیرد که به کابل آنتن معروف است. این کابل از نوع کواکسیال میباشد.
هم محور، برابر پارسی واژه Coaxial است. این نام به دلیل ساختار کابل بر روی آن گذاشته شده است. اگر دقت کرده باشید، کابل کواکسیال در حالت عمومی شامل یک رسانای مرکزی و یک شیلد است. مغزی کابل و شیلد توسط یک ماده نارسانای مناسب از هم جدا شده اند؛ اما اگر آن دو را به شکل دو استوانه در نظر بگیرید، محور و مرکزشان یکی میباشد و متحدالمرکز هستند.
غالباً ولتاژ و امواج در کابلهای کواکسیال، توسط رسانای مرکزی منتقل میشوند. اما نقش رسانای بیرونی یا همان شیلد در این کابلها چیست؟
نقش شیلد در کابل آنتن
همان طور که بیان شد، امواج تلویزیونی موجهایی با فرکانس بالا هستند. زمانی که یک جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا را در یک رسانای ساده و تکی جاری سازیم، بخش قابل توجهی از امواج به بیرون از رسانا انتشار مییابند. به بیان دیگر، در خطوط انتقال امواج ارتباطی متناوب با فرکانس بالا، ممکن است یکی از حالتهای زیر یا ترکیبی از آنها رخ دهد:
- سیگنالها به طور کامل از ابتدای خط به انتهای آن منتقل شوند.
- سیگنالها در طول خط تلف شوند یا به اطراف نشت یابند.
- امواج به اول خط بازتاب داده شوند.
طبیعی است که ما دوست داریم مورد اول رخ دهد. در این حالت، تصاویر و صداهای تلویزیون با کیفیت مطلوب دریافت خواهند شد. اما اگر اتلاف سیگنالها، انتشار آنها به بیرون و یا بازگشت آنها به آنتن اتفاق بیفتند، دیگر یا تصویر و صدا دریافت نخواهند شد و یا کیفیت آنها نامطلوب خواهد بود.
شیلد در کابل کواکسیال برای دستیابی به همین گزینه نخست به کار گرفته میشود. وجود دو رسانای هم محور در کابل کواکسیال آنتن سبب میگردد سیگنالها به بیرون نشت پیدا نکنند و به خوبی به انتهای کابل که همان دستگاه تلویزیون است، برسند. از طرفی همین شیلد از تأثیر میدانها و امواج الکتریکی و مغناطیسی اطراف کابل بر روی سیگنالهای عبوری و ایجاد اعوجاج در آنها تا حد خوبی جلوگیری میکند.
پس به طور خلاصه، نقش مهم شیلد در کابلهای کواکسیال آنتن عبارتست از:
- جلوگیری از نشت و خروج سیگنالها از داخل کابل به بیرون از آن
- محافظت از محتوای در حال انتقال در برابر تداخلات نویزهای پیرامون کابل
انواع شیلد در کابلهای کواکسیال
همان طور که در تصویر بالا مشاهده میفرمایید، با توجه به جنس و تعداد شیلد در کابلهای کواکسیال استاندارد، میتوان تنوع زیر را برشمرد:
- بافت مسی
- بافت مس قلع اندود
- ترکیب فویل آلومینیومی با بافت مس قلع اندود
- ترکیب فویل مسی با بافت مسی
- دو بافت مسی
در کابلهای کواکسیالی که برای کاربری کابل آنتن طراحی و استفاده میشوند، معمولاً شیلد نوع یک یا سه انتخاب میگردد. در نمودار زیر نقش شیلد کابلهای کواکسیال در کنترل مقدار تضعیف سیگنالهای عبوری از آنها نمایش داده شده است:
همان طور که ملاحظه میفرمایید، شیلد بافته شد با درصد پوشش 94 (نمودار قهوه ای رنگ) عملکرد بهتری به نسب شیلد بافته شده با مقدار پوشش 39% (نمودار خاکستری رنگ) دارد. به همین نسبت، کاهش مقدار تضعیف سیگنال در کابلهای دارای شیلد و فویل و شیلدهای چندگانه نیز مشهود است.
کابل آنتن تلویزیون دیجیتال، چنانچه دارای ویژگیهای زیر باشد، میتواند عملکرد خوبی در انتقال امواج تلویزیونی از خود نشان دهد:
- رسانای مرکزی (مغزی) کابل از مس خالص ساخته شده باشد.
- شیلد کابل از نوع بافت مسی یا ترکیب فویل آلومینیومی با بافت مس قلع اندود باشد.
- درصد پوشش شیلد مناسب باشد؛ معمولاً مقداری در رنج 65 تا 90 درصد سبب عملکرد مطلوب کابل آنتن میگردد.
- عایق کابل که میان رسانای مرکزی و شیلد قرار میگیرد از مواد مرغوب تولید شده باشد. پلی اتیلن اسفنجی (فوم شکل) میتواند حدود 15% از تلفات بکاهد.
- روکش نهایی کابل نقش مهمی در حفاظت فیزیکی اجزای کابل دارد. مقاومت آن در برابر نور آفتاب و نفوذ رطوبت، باعث عملکرد بهتر کابل و افزایش طول عمر مفید آن خواهد شد.
- ابعاد اجزای تشکیل دهنده کابل مطابق با استاندارد باشد تا نحوه کار و امپدانس مشخصه آن با نوع کاربری سازگار گردد.
1: در نگارش بخشهایی از این مقاله، از محتوای مقالات شرکتهای سیمکو و کابل کرمان پیرامون کابلهای کواکسیال استفاده شده است.