يُعد نقل إشارات البيانات من الأدوار المهمة لكابل البيانات. ولكن عند استخدامه، قد تحدث تداخلات غير مرغوب فيها. لنفكر في ما إذا دخلت هذه التداخلات إلى الموصل الداخلي لكابل البيانات وتداخلت مع الإشارة المرسلة الأصلية، فهل من الممكن أن تتداخل أو تغير الإشارة المرسلة الأصلية، مما يؤدي إلى فقدان إشارات مفيدة أو حدوث مشاكل؟
كابل
تحمي الطبقة المضفرة وطبقة رقائق الألومنيوم المعلومات المنقولة وتحجبها. وبالطبع، لا تحتوي جميع كابلات البيانات على طبقتي حماية، فبعضها يحتوي على طبقات حماية متعددة، وبعضها يحتوي على طبقة حماية واحدة فقط، أو حتى بدونها. طبقة الحماية هي عازل معدني بين منطقتين مكانيتين للتحكم في تحريض وإشعاع الموجات الكهربائية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية من منطقة إلى أخرى.
وبشكل أكثر تحديدًا، يتعلق الأمر بإحاطة نوى الموصلات بدروع لمنع تأثرها بالمجالات الكهرومغناطيسية/إشارات التداخل الخارجية، وفي الوقت نفسه منع انتشار المجالات/الإشارات الكهرومغناطيسية المتداخلة في الأسلاك إلى الخارج.
بشكل عام، تشمل الكابلات التي نتحدث عنها أربعة أنواع رئيسية: الأسلاك المعزولة، والأزواج المجدولة، والكابلات المحمية، والكابلات المحورية. تستخدم هذه الأنواع الأربعة موادًا مختلفة، وتختلف طرق مقاومتها للتداخل الكهرومغناطيسي.
يُعدّ الكابل المزدوج المجدول أكثر أنواع الكابلات استخدامًا. يتميز ببنيته البسيطة نسبيًا، ولكنه قادر على توزيع التداخل الكهرومغناطيسي بالتساوي. وبشكل عام، كلما زادت درجة التواء أسلاكه الملتوية، كان تأثير الحماية أفضل. المادة الداخلية للكابل المحمي موصلة أو موصلة مغناطيسيًا، مما يُمكّن من بناء شبكة حماية وتحقيق أفضل تأثير مضاد للتداخل المغناطيسي. يحتوي الكابل المحوري على طبقة حماية معدنية، ويرجع ذلك أساسًا إلى تركيبه الداخلي المملوء بالمواد، مما يُحسّن بشكل كبير من تأثير الحماية، بالإضافة إلى فوائده في نقل الإشارات. سنتحدث اليوم عن أنواع وتطبيقات مواد حماية الكابلات.
شريط مايلر برقائق الألومنيوم: يُصنع شريط مايلر برقائق الألومنيوم من رقائق الألومنيوم كمادة أساسية، وفيلم بوليستر كمادة تقوية، ويُلصق بغراء البولي يوريثان، ويُعالج في درجة حرارة عالية، ثم يُقطع. يُستخدم شريط مايلر برقائق الألومنيوم بشكل رئيسي في حجب كابلات الاتصالات. يتضمن شريط مايلر رقائق الألومنيوم رقائق ألومنيوم أحادية الجانب، ورقائق ألومنيوم ثنائية الجانب، ورقائق ألومنيوم مزعنفة، ورقائق ألومنيوم مصهورة ساخنة، وشريط رقائق ألومنيوم، وشريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك. توفر طبقة الألومنيوم موصلية كهربائية ممتازة، ودرعًا، ومقاومة للتآكل، وتلبي متطلبات متنوعة.
رقائق الألومنيوم وشريط مايلر
يُستخدم شريط مايلر المصنوع من رقائق الألومنيوم بشكل رئيسي لحجب الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد، وذلك لمنعها من ملامسة موصلات الكابل، مما قد يؤدي إلى توليد تيار مستحث وزيادة التداخل. عند ملامسة الموجة الكهرومغناطيسية عالية التردد لرقاقة الألومنيوم، ووفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، فإنها تلتصق بسطحها وتولد تيارًا مستحثًا. في هذه الحالة، يلزم وجود موصل لتوجيه التيار المستحث إلى الأرض، وذلك لمنع تداخله مع إشارة الإرسال.
طبقة مضفرة (درع معدني) مثل أسلاك النحاس/سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم. تُصنع طبقة الدرع المعدني من أسلاك معدنية ذات بنية مضفرة محددة باستخدام معدات مضفرة. مواد الدرع المعدني عادةً ما تكون أسلاك نحاسية (أسلاك نحاسية مطلية بالقصدير)، وأسلاك سبائك الألومنيوم، وأسلاك ألومنيوم مغلفة بالنحاس، وشريط نحاسي (شريط فولاذي مطلي بالبلاستيك)، وشريط ألومنيوم (شريط ألومنيوم مطلي بالبلاستيك)، وشريط فولاذي، ومواد أخرى.
شريط نحاسي
كما هو الحال مع التضفير المعدني، تختلف أداءات الحماية باختلاف المعايير الهيكلية. ولا تقتصر فعالية حماية طبقة التضفير على التوصيل الكهربائي والنفاذية المغناطيسية وغيرها من المعايير الهيكلية للمادة المعدنية نفسها. وكلما زاد عدد الطبقات، زادت التغطية، وصغرت زاوية التضفير، وتحسن أداء الحماية لطبقة التضفير. يجب التحكم في زاوية التضفير بين 30 و45 درجة.
بالنسبة للضفائر أحادية الطبقة، يفضل أن يكون معدل التغطية أعلى من 80٪، بحيث يمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة مثل الطاقة الحرارية والطاقة الكامنة وأشكال أخرى من الطاقة من خلال فقدان الهستيريسيس وفقدان العازل وفقدان المقاومة وما إلى ذلك، واستهلاك الطاقة غير الضرورية لتحقيق تأثير الحماية وامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية.
وقت النشر: ١٥ ديسمبر ٢٠٢٢