Фактор скорости

Отношение скорости прохождения волнового фронта через среду к скорости света в вакууме

Коэффициент скорости ( VF ), ^[1] также называемый скоростью распространения волны или скоростью распространения ( VoP или ), ^[2] среды передачи , представляет собой отношение скорости, с которой волновой фронт (электромагнитного сигнала, радиосигнала ) , световой импульс в оптическом волокне или изменение электрического напряжения на медном проводе ) проходит через среду со скоростью света в вакууме. Для оптических сигналов коэффициент скорости является обратной величиной показателя преломления . ${\displaystyle v_{\mathrm {P} }}$

Например, скорость радиосигналов в вакууме равна скорости света , поэтому коэффициент скорости радиоволны в вакууме равен 1,0 (единица). В электрических кабелях коэффициент укорочения в основном зависит от изоляционного материала (см. таблицу ниже).

Использование терминов «скорость распространения» и «скорость распространения волн» для обозначения соотношения скоростей ограничивается сферой компьютерных сетей и кабельной промышленности. В общем научном и инженерном контексте эти термины следует понимать как означающие истинную скорость или скорость в единицах расстояния за время ^[3] , тогда как для соотношения используется коэффициент скорости .

Типичные коэффициенты скорости

Фактор скорости является важной характеристикой средств связи, таких как кабели категории 5 и линии радиопередачи . Кабель передачи данных «пленум» обычно имеет VF от 0,42 до 0,72 (от 42% до 72% скорости света в вакууме), а подъемный кабель около 0,70 (приблизительно 210 000 000  м/с или 4,76  нс на метр).

Некоторые типичные коэффициенты скорости для кабелей радиосвязи, представленные в руководствах и руководствах, приведены в следующей таблице: ^{[8] [9]}

Расчет коэффициента скорости

Электрическая волна

VF равен обратной величине квадратного корня из диэлектрической проницаемости ( относительной диэлектрической проницаемости ) или материала, через который проходит сигнал: ${\displaystyle \kappa }$ ${\displaystyle \epsilon _{\mathrm {r} }}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\kappa }}}\ }$

в обычном случае, когда относительная проницаемость , , равна 1. В наиболее общем случае: ${\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\mu _{\mathrm {r} }\epsilon _{\mathrm {r} }}}}\ }$

который включает в себя необычные магнитопроводящие материалы, такие как феррит .

Коэффициент скорости для линии передачи без потерь определяется как:

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{c_{\mathrm {0} }{\sqrt {L'C'}}}}\ }$

где – распределенная индуктивность (в генри на единицу длины), – емкость между двумя проводниками (в фарадах на единицу длины) и – скорость света в вакууме. ${\displaystyle L'}$ ${\displaystyle C'}$ ${\displaystyle c_{\mathrm {0} }}$

Оптическая волна

VF равен обратному показателю преломления среды, обычно оптического волокна . ${\displaystyle {n}}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{n}}\ }$

Смотрите также

• Коаксиальный кабель
• Задержка распространения
• Скорость сигнала
• Скорость электричества
• Скорость звука
• Уравнения телеграфиста

Рекомендации

1. Готлиб, И.М., Практические методы проектирования радиочастотной мощности , TAB Books, 1993, ISBN  0-8306-4129-7 , стр.251 («коэффициент скорости»).
2. Скорость распространения , General Cable Australia Pty Ltd, получено 13 февраля 2010 г.
3. «скорость распространения» в Уокере, PMB, Научно-технологическом словаре Чемберса, Эдинбург, 1991, ISBN 1-85296-150-3 
4. IEEE 802.3, пункт 8.4.1.3.
5. IEEE 802.3, пункт 15.3.1.3.
6. IEEE 802.3, пункт 10.5.1.3.
7. IEEE 802.3, пункт 14.4.2.4.
8. Х. Уорд Сильвер, изд. (2011). «Глава 22: Данные о компонентах и ​​ссылки». Справочник ARRL по радиосвязи (88-е изд.). АРРЛ . п. 22.48. ISBN 978-0-87259-096-0.
9. Кайзер, Кеннет Л. (2005). Линии передачи, согласование и перекрестные помехи. ЦРК Пресс. стр. 2–24. ISBN 978-0-8493-6362-7.
10. "HJ8-50B" (PDF) . commscope.com . Проверено 22 марта 2022 г.
11. "Глобальный каталог Belden" .
12. «Многожильный кабель 8723 — экранированная витая пара» (PDF) . Belden.com . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2018 г. Проверено 6 июля 2017 г.