Фактор скорости

Отношение скорости, с которой волновой фронт проходит через среду, к скорости света в вакууме

Фактор 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 , светового импульса в оптоволокне или изменения электрического напряжения на медном проводе ) проходит через среду, к скорости света в вакууме. Для оптических сигналов фактор скорости является обратной величиной показателя преломления . ${\displaystyle v_{\mathrm {P} }}$

Скорость радиосигналов в вакууме , например, равна скорости света , поэтому коэффициент скорости радиоволны в вакууме равен 1,0 (единице). В воздухе коэффициент скорости составляет ~0,9997 . В электрических кабелях коэффициент скорости в основном зависит от изоляционного материала (см. таблицу ниже).

Использование терминов «скорость распространения» и «скорость распространения волны» для обозначения отношения скоростей ограничивается компьютерными сетевыми и кабельными отраслями. В общем научном и инженерном контексте эти термины следует понимать как истинную скорость или быстроту в единицах расстояния за время ^[3] , тогда как для отношения используется фактор скорости .

Типичные факторы скорости

Коэффициент скорости является важной характеристикой средств связи, таких как кабели категории 5 и линии радиопередачи . Пленумный кабель передачи данных обычно имеет коэффициент скорости от 0,42 до 0,72 (от 42% до 72% скорости света в вакууме), а вертикальный кабель — около 0,70 (приблизительно 210 000 000  м/с или 4,76  нс на метр).

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

Расчет коэффициента скорости

Электрическая волна

VF равен обратной величине квадратного корня 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 самом общем случае: ${\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}$

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

в состав которого входят необычные магнитопроводящие материалы, такие как феррит .

Коэффициент скорости для линии передачи без потерь определяется по формуле:

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

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

Оптическая волна

VF равен обратной величине показателя 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

Ссылки

1. Готтлиб, ИМ, Практические методы проектирования ВЧ-мощностей , TAB Books, 1993, ISBN  0-8306-4129-7 , стр.251 ('фактор скорости')
2. Скорость распространения , General Cable Australia Pty Ltd, получено 2010-02-13
3. "скорость распространения" в Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary, 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. H. Ward Silver, ред. (2011). "Глава 22: Данные о компонентах и ​​ссылки". Справочник ARRL по радиосвязи (88-е изд.). ARRL . стр. 22.48. ISBN 978-0-87259-096-0.
9. Кайзер, Кеннет Л. (2005). Линии передачи, согласование и перекрестные помехи. CRC Press. С. 2–24. ISBN 978-0-8493-6362-7.
10. "HJ8-50B" (PDF) . commscope.com . Получено 22 марта 2022 г. .
11. «Глобальный каталог Belden».
12. "8723 Multi-Conductor - Screened Twisted Pair Cable" (PDF) . Belden.com . Архивировано из оригинала (PDF) 2018-01-19 . Получено 2017-07-06 .