يتمثل أحد الأدوار المهمة لكابل البيانات في نقل إشارات البيانات. ولكن عند استخدامه فعليًا، قد يتعرض لأنواع مختلفة من التشويش. لنفترض أن هذه الإشارات المتداخلة دخلت الموصل الداخلي لكابل البيانات وتداخلت مع الإشارة الأصلية المرسلة، فهل من الممكن أن تُشوش أو تُغير الإشارة الأصلية المرسلة، مما قد يؤدي إلى فقدان إشارات مفيدة أو حدوث مشاكل؟
كابل
تحمي الطبقة المضفرة وطبقة رقائق الألومنيوم المعلومات المنقولة وتعزلها. بالطبع، لا تحتوي جميع كابلات البيانات على طبقتين للعزل، فبعضها يحتوي على طبقات متعددة، وبعضها على طبقة واحدة فقط، أو حتى لا يحتوي على أي طبقة عزل على الإطلاق. طبقة العزل هي عبارة عن عازل معدني بين منطقتين مكانيتين للتحكم في حث وإشعاع الموجات الكهربائية والمغناطيسية والكهرومغناطيسية من منطقة إلى أخرى.
وعلى وجه التحديد، يتمثل ذلك في إحاطة الموصلات بدروع لمنعها من التأثر بالمجالات الكهرومغناطيسية الخارجية / إشارات التداخل، وفي الوقت نفسه منع انتشار المجالات / الإشارات الكهرومغناطيسية المتداخلة في الأسلاك إلى الخارج.
بشكل عام، تشمل الكابلات التي نتحدث عنها أربعة أنواع رئيسية: الأسلاك ذات النواة المعزولة، والأزواج الملتوية، والكابلات المحمية، والكابلات المحورية. وتختلف هذه الأنواع الأربعة من الكابلات في المواد المستخدمة وطرق مقاومتها للتداخل الكهرومغناطيسي.
يُعدّ هيكل الزوج الملتوي أكثر أنواع هياكل الكابلات شيوعًا. يتميز هذا الهيكل ببساطته النسبية، ولكنه يتمتع بقدرة فائقة على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي. وبشكل عام، كلما زادت درجة التواء الأسلاك، تحسّن تأثير الحماية. تتميز المادة الداخلية للكابل المحمي بخاصية التوصيل أو التوصيل المغناطيسي، مما يُشكّل شبكة حماية ويحقق أفضل تأثير لمقاومة التداخل المغناطيسي. يحتوي الكابل المحوري على طبقة حماية معدنية، ويعود ذلك أساسًا إلى بنيته الداخلية المملوءة بالمواد، مما يُحسّن نقل الإشارات ويُعزز تأثير الحماية بشكل كبير. سنتناول اليوم أنواع مواد حماية الكابلات واستخداماتها.
شريط مايلر من رقائق الألومنيوم: يُصنع شريط مايلر من رقائق الألومنيوم كمادة أساسية، وفيلم البوليستر كمادة تقوية، ويتم لصقهما بغراء البولي يوريثان، ثم يُعالج في درجة حرارة عالية، ويُقطع بعد ذلك. يُستخدم شريط مايلر من رقائق الألومنيوم بشكل أساسي في حماية كابلات الاتصالات. يتضمن شريط مايلر من رقائق الألومنيوم أنواعًا مختلفة، منها رقائق الألومنيوم أحادية الجانب، ورقائق الألومنيوم ثنائية الجانب، ورقائق الألومنيوم ذات الزعانف، ورقائق الألومنيوم الملحومة بالحرارة، وشريط رقائق الألومنيوم، وشريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك. توفر طبقة الألومنيوم موصلية كهربائية ممتازة، وحماية فائقة، ومقاومة للتآكل، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من المتطلبات.
شريط مايلر من رقائق الألومنيوم
يُستخدم شريط مايلر المصنوع من رقائق الألومنيوم بشكل أساسي لحجب الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد، وذلك لمنعها من ملامسة موصلات الكابلات وتوليد تيار مستحث وزيادة التشويش. فعندما تلامس الموجة الكهرومغناطيسية رقائق الألومنيوم، ووفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، تلتصق الموجة بسطح رقائق الألومنيوم مُولِّدةً تيارًا مستحثًا. في هذه الحالة، يلزم وجود موصل لتوجيه هذا التيار المستحث إلى الأرض لتجنب 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 خاصة. تشمل مواد الدرع المعدني عادةً أسلاك النحاس (أسلاك النحاس المطلية بالقصدير)، وأسلاك سبائك الألومنيوم، وأسلاك الألومنيوم المغلفة بالنحاس، وشريط النحاس (شريط فولاذي مغلف بالبلاستيك)، وشريط الألومنيوم (شريط ألومنيوم مغلف بالبلاستيك)، وشريط الفولاذ، وغيرها من المواد.
شريط نحاسي
فيما يتعلق بتضفير المعادن، تختلف كفاءة الحماية باختلاف المعايير الهيكلية، ولا تقتصر فعالية الحماية للطبقة المضفرة على الموصلية الكهربائية والنفاذية المغناطيسية وغيرها من المعايير الهيكلية للمادة المعدنية فحسب. فكلما زاد عدد الطبقات، زادت التغطية، وقلّت زاوية التضفير، وتحسّنت كفاءة الحماية. ويُفضّل ضبط زاوية التضفير بين 30 و45 درجة.
بالنسبة للجدائل أحادية الطبقة، يفضل أن يكون معدل التغطية أعلى من 80٪، بحيث يمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة مثل الطاقة الحرارية والطاقة الكامنة وغيرها من أشكال الطاقة من خلال فقدان التخلف المغناطيسي وفقدان العزل الكهربائي وفقدان المقاومة وما إلى ذلك، واستهلاك الطاقة غير الضرورية لتحقيق تأثير الحماية وامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية.
تاريخ النشر: 15 ديسمبر 2022