شريط الألومنيوم يحمي كابلات البيانات عالية التردد لأن فعالية الحماية تتحسن مع ارتفاع التردد ، ليس على الرغم من رقاعة الصفيحة ولكن بسبب ذلك.عند 30 ميگاهرتز عمق الجلد في الألومنيوم حوالي 10 ميكرومترفي نطاق الميكروويف انهار إلى حوالي 1 ميكرومتر. طبقة من الألواح ذات سمك بضعة ميكرومترات فقط هي لذلك كهربائيا ′′ سميكة ′′ في الترددات المهمة لنقل البيانات الحديثة،يعكس ويمتص الحقول المتداخلة قبل أن تصل إلى موصلات الإشارةالشرائط التجارية من أوراق الألومنيوم توفر خفيف نموذجي فوق 85 ديسيبل من 1 ميغاهرتز في نطاق غيهرتز، وتظهر الدراسات المتحكم فيها أوراق الألومنيوم تتجاوز 90 ديسيبل من 30 ميغاهرتز إلى 100 ميغاهرتز.التحدي الهندسي ليس ما إذا كانت الورقية يمكن أن تحمي عند التردد العالي، سبيكة، والانتهاء إلى طبقة الكابل، والتعرف على نطاق التردد حيث التقاط الشريط لا يزال هو الجواب الصحيح.
الآلية الفيزيائية: لماذا تصبح الصفيحة الرقيقة درعًا فعالًا في الترددات العالية
ثلاث آليات خسارة تعمل في وقت واحد عندما تواجه موجة كهرومغناطيسية ورق الألومنيوم: الانعكاس، والاستيعاب، والانعكاسات الداخلية المتعددة.
الانعكاس يهيمن على تدخلات الحقل الكهربائي. موصلة الألومنيوم العالية حوالي 3.5 × 107 S / m عند 20 درجة مئوية تمكنها من انعكاس معظم الموجة الواقعة على السطح.ثم يضعف الامتصاص الجزء الذي يخترق، حيث تهب التيارات الدوامية الطاقة داخل المعدن. العمق الذي تخترق إليه هذه التيارات الدوامية هو عمق الجلد ، ويتقلص مع زيادة التردد.هذا هو السبب في أن ورقة من شأنها أن تكون غير كافية في 50 هرتز تصبح حاجز فعال للغاية في 50 ميغاهرتز و فوق.
الحد العملي راسخ في هندسة الكابلات: يوفر ورق الألومنيوم تغطية بصرية بنسبة 100٪ لRFI عالية التردد فوق 15 ميغاهرتز تقريبًا ،في حين أن الدرع الملتوية تتعامل مع نهاية الترددات المنخفضة من الطيف من 1 كيلو هرتز إلى 15 ميغاهرتزيجمع بناء الألواح والخيوط بين الاثنين، حيث تغطي الألواح النطاق عالية التردد والخيوط التي توفر المتانة الميكانيكية والحماية منخفضة التردد.
أداء الحماية: ما تظهر الأرقام
الأداء المقاس للدرع من ورق الألومنيوم يقع في نطاق متسق عبر مصادر مستقلة مع القيمة المحددة تعتمد على سمك ورق الألومنيوم، والقيادة اللاصقة،وتكوين الاختبار.
| متري | الأداء المبلغ عنه | السياق |
|---|---|---|
| فعالية الحماية (الشريط) | > 85 ديسيبل، 1 ميغاهرتز إلى غيغاهرتز | 3M 1170 الشريط اللاصق الاكريليك الموصل |
| فعالية الحماية (أوراق الألومنيوم) | > 90 ديسيبل، 30 ‰ 100 ميغاهرتز | دراسة الحماية المسيطرة |
| فعالية الحماية (الورق الصلب) | 25 ديسيبل عند 100 كيلو هرتز | بيانات اعتماد التردد على ورق الألومنيوم الرقيق |
| سمك الطبقة المعدنية المثلى لكابل البيانات | 4 ± 2 ميكرومتر (26 ميكرومتر) | براءة اختراع لتسطيح تعتمد تردد خفض الكابل |
| عمق الجلد عند 30 ميگاهرتز | ~ 10 ميكرومتر | ورق الألومنيوم سميك بما فيه الكفاية للحماية RF |
| عمق الجلد في الميكروويف | ~ 1 ميكرومتر | سمك الورق هو بشكل مريح فوق عمق الاختراق |
التفاوت الظاهر بين 25 ديسيبل عند 100 كيلو هرتز و 85 ديسيبل عند 1 ميغاهرتز ليس متناقضًا ، فهو يعكس اعتماد آلية الدرع على التردد.عند التردد المنخفض ، تكون الصفيحة رقيقة كهربائياً بالنسبة لعمق الجلد وتعمل بشكل سيءمع ارتفاع التردد، يتقلص عمق الجلد ويصبح نفس الصفيحة حاجزا فعالا.وهي النطاق الذي يتم فيه تحديد الحماية بالورق للكابلات البيانية.
سمك الألواح والسبائك: المواصفات التي تحدد الأداء
شريط الألومنيوم العادي ليس مواصفات كابلات البيانات. المتغيرات ذات الصلة هي سمك طبقة الألومنيوم ، والسبائك ، وكثافة ثقب الدبابيس ،ومقياس حامل البيت الذي يدعم الصفيحة أثناء التغليف.
المثال الافتراضي في الصناعة للعديد من الكابلات هو طبقة من الألومنيوم 6 ′′7 μm على حامل PET 12 ′′15 μm. هذه المواصفات كافية لقطة 5e عند 100 ميغاهرتز. فوق 250 ميغاهرتز تصبح هامشية ،و عند 500 ميغاهرتز (Cat6A) يوصف بأنه مسؤولية لأن ثغرات الحماية المرتبطة بالثقب والتجاعيد تعرض الإشارة إلى الصوت المتقاطع الغريبالمواصفات المتطابقة لمستويات الكابلات العليا هي:
| مستوى الكابلات | سمك الألومنيوم الموصى به | سبيكة | هدف كثافة الثقب |
|---|---|---|---|
| الفئة 5e | 6 ميكرومتر | 1235-O | 80 ٪ 150 / متر مربع |
| القطاع الاقتصادي | 7 ميكرومتر | 1235-O | 40 ٪/80 متر مربع |
| الفئة 6 / الإدخال الفئة 6A | 7 ميكرومتر | 8021-O | 20 40 / م2 |
| فئة 6A / فئة 7 | 9 ميكرومتر | 8021-O | 10 ¢20 / متر مربع |
| فئة 7 / فئة 7A | 9 ميكرومتر | 8079-O | 815 / م2 |
البيانات من مواصفات أوراق الحماية AL + PET المتطابقة لمستويات كابلات البيانات.
مواصفات 9 μm / 8021-O هي الحد الأدنى العملي لـ Cat6A وما فوق. فإنه يقلل من ثغرات الدرع المرتبطة بالثقب الدبوسي ويتحمل ثني الكابل بشكل أفضل من 7 μm الافتراضي.دليل مواصفات منفصل يذكر 8 ′′9 μm الألومنيوم مع 15 ′′18 μm PET ل Cat6A، مع الحد الأدنى لسمك ورق 7 ميكرومتر و كثافة ثقب الدبابيس التي يتم التحكم فيها أقل من 0.5 ثقب الدبابيس / م2 ل Cat6 وما فوق. التناسق بين المصادر ملحوظ:سمك الصفيحة الذي يهم للكابلات البيانات عالية التردد يقع في نطاق 712 μm، مع 9 ميكرومتر كخط أساس عملي Cat6A.
مشكلة القضاء: الصفيحة وحدها ليست درع
طبقة ورقية بدون مسار أرضي مناسب هي موصل عائم ، وليس درعًا.لكن الطاقة التي تم اعتراضها يجب أن تُستنزف إلى الأرض من خلال اتصال منخفض العائقهذا هو السبب في أن دروع الأوراق الورقية مرتبطة بسلك تصريف عادة ما يكون من النحاس المعلب في اتصال مستمر مع الجانب المعدني للأوراق الورقية.
تحدد جودة الإنهاء ما إذا كان يتم تحقيق الأداء النظري للدرع. عائق نقل الدرع هو مزيج متوازي من الألواح والأسلاك التنفيسية:في التردد المنخفض سلك الصرف يهيمن، وعند التردد العالي، تتولى الموصلات السطحية الموزعة للأوراق الورقية. الأوراق الورقية المتجعدة، لديها اتصال ملصق ضعيف،أو لا يتم ربطها بسلك الصرف على طول طولها يخلق مسار مقاومة عالية التي تقوض أداء التردد العالي التي تم اختيار الألواح لتوفير.
بالنسبة للشريط اللاصق المستخدم كدروع إصلاحية أو إضافية ، على سبيل المثال ، فإن الانضباط النهائي أمر بالغ الأهمية.الطريقة الميدانية العملية هي لف 2 ٪ 3 طبقات من شريط الألومنيوم على المنطقة المكشوفة وربط ورق الألومنيوم إلى الأرض في كلا الطرفين مع سلك النحاس؛ الطلاء يعكس الحقل الكهربائي، ولكن بدون اتصال الأرض يختلط المكون المغناطيسي منخفض العائق.
حيث يتوقف الشريط: التردد والحدود الميكانيكية
المواصفات التي تعالج ورق الألومنيوم كدرع عالمي سوف تفشل في نظامين محددين.
الحقول المغناطيسية منخفضة التردد. ورق الألومنيوم غير كاف ضد الحقول المغناطيسية منخفضة التردد. نفس الفيزياء التي تجعل الرق ممتازة في التردد العاليانخفاض معدل الشفافية يجعل منه درع مغناطيسي ضعيفللتداخل المغناطيسي أقل من 100 كيلو هرتز تقريبًا ، هناك حاجة إلى مادة عالية الشفافية مثل الميتال ؛ الألومنيوم لا يوفر أي تضييق مغناطيسي ذي مغزى.
التلاعب المتواصل والإساءة الميكانيكية، الألواح هشة ميكانيكياً وتكسر تحت التلاعب المتكرر في سلاسل السحب الروبوتية،أو تطبيقات مع ثني متكرر، فإن درع الورق المقوى يفشل بسرعة ما لم يتم تعزيزه بواسطة خيوط أو مدعومة بـ overmold.هذا هو السبب في أن بناءات الكابلات عالية الأداء تجمع بين ورق للتغطية عالية التردد مع خيوط للمتانة الميكانيكية والحماية منخفضة التردد. بالنسبة للكابلات اللاسلكية الراسخة للبيانات ، فإن هذا القيد غير ذي صلة. بالنسبة للتطبيقات المتحركة ، فإن الشريط اللاصق لوحده هو المواصفات الخاطئة.
إطار مواصفات شريط الألومنيوم في كابلات البيانات عالية التردد
| المعلم | المواصفات العملية | أساس القبول |
|---|---|---|
| نطاق الترددات المثير للقلق | > 15 ميغاهرتز للحماية المهيمنة على الألواح؛ هجين للكامل من الطيف | الصفيحة هي درع عالية التردد؛ الحقول المغناطيسية منخفضة التردد تتطلب مواد مختلفة |
| سمك الألومنيوم (Cat6A Cat7) | 9 ميكرومتر (8 ∼ 12 ميكرومتر) | يقلل من الفجوات المرتبطة بالثقب ، ويعيش الانحناء |
| سمك الألومنيوم (Cat5e) Cat6 | 6 ‰ 7 ميكرومتر | كافية لـ 100 ∼ 250 ميغاهرتز ؛ 7 ميكرو مترا هو هامشي فوق 250 ميغاهرتز |
| سبيكة | 8021-O للطبقات 6A؛ 8079-O للطبقات 7/ 7A؛ 1235-O للطبقات الدنيا | أقل كثافة ثقب الدبابيس وتعب أفضل من 1235 في المستويات العليا |
| كثافة الثقب | ≤20 /m2 بالنسبة للفئة 6A؛ ≤15 /m2 بالنسبة للفئة 7 | ثقب دبوس هو فشل محلي في الدرع وفتحة في تردد عال |
| مقاومة السطح | ≤0.01 Ω/sq للفئة 6A/7؛ ≤2.5 Ω/sq للفئة 5e/Cat7 | المقاومة المنخفضة تحسن الانعكاس وتقلل من عائق النقل |
| الصمغ | ملصق موصل للدرجات الملتصقة؛ قوة الالتصاق ≥6 N/25 ملم للطبقات 6A/7A/8 | يضمن الاستمرارية الكهربائية ويمنع التشطيب |
| مقياس حامل لـ (PET) | 19 ميكرومتر للطبقة 6A/7 (استقر عند 400 م/دقيقة في التغليف) ؛ 12 ميكرومتر للطبقة 5e/الطبقة 6 الاقتصادية | التسطيح الناقل يؤثر على اتساق طبقة الصفائح المتداخلة والانكماش الحراري |
| الإنهاء | سلك التفريغ في اتصال مستمر مع الجانب المعدني من الورق ؛ أو اتصال الأرض 360 درجة لإصلاح الشريط | الصفيحة بدون مسار أرضي ليست درع |
| التطبيق المرن | الألواح المختلطة من الألواح المختلطة من الألواح المختلطة من الألواح المختلطة من الألواح | كسور الألواح تحت الانحناء المتكرر؛ الخيوط توفر المتانة الميكانيكية |
المعلومات الرئيسية
-
يزداد فعالية الحماية من ورق الألومنيوم مع التردد لأن عمق الجلد يتقلص. عند 30 ميغاهرتز فإن عمق الجلد في الألومنيوم هو ~ 10 ميكرومتر ،وفي نطاق الميكروويف ، تنخفض إلى ~ 1 ميكرو متراً ، مما يجعل من الورق عبارة عن حاجز كهربائي ضخم في الترددات التي تهم كابلات البيانات.
-
الشرائط التجارية من الألواح اللاصقة توفر > 85 ديسيبل من الضعف من 1 ميغاهرتز إلى غيهرتز، وألواح الألومنيوم تتجاوز 90 ديسيبل بين 30 و 100 ميغاهرتز. أداء الترددات المنخفضة ضعيف.أداء التردد العالي هو نية التصميم.
-
يجب مطابقة سمك الأوراق والسبائك إلى مستوى الكابل. الوضع الافتراضي 6 7 μm / 1235-O كافٍ للفئة 5e ولكن يصبح مسؤولية فوق 250 ميغاهرتز.9 μm / 8021-O هو الخط الأساسي العملي لـ Cat6A وما فوق، مع كثافة ثقب الدبابيس التي يتم التحكم فيها إلى ≤20 /m2.
-
الصفيحة بدون مسار أرضي هي موصل عائم ، وليس درعًا. يقدم سلك الصرف النهاية ، وتعرض نقل الدرع هو مزيج متوازي من الصفيحة والأسلاك.إصلاحات الشريط اللاصق تتطلب توصيل الأرض في كلا الطرفين.
-
توقف الشريط الورقي للعمل في نظامين: الحقول المغناطيسية منخفضة التردد والتلاعب المستمر. تحت حوالي 100 كيلو هرتز ، مطلوبة مواد عالية الشفافية ؛ في تطبيقات الانحناء المتكرريجب أن تكون الأوراق المقاومة بالخيوط أو استبدالها ببناء هجين.
-
بالنسبة لألكابلات البيانات عالية الأداء، فإن الإجابة غالباً ما تكون الألواح المزدوجة بالخيوط، وليس الألواح وحدها.المزيج يغطي الطيف الترددي الكامل و يجمع بين 100% تغطية التردد العالي من الألواح مع المتانة الميكانيكية من الخيوط وحماية التردد المنخفض.