Ez a szócikk a gyengeáramú nagyfrekvenciás jeltovábbítással foglalkozik. Az erősáramú energiaátvitellel kapcsolatban lásd az Átviteli hálózat szócikket!

A televízió jelének továbbítására is használt koaxiális kábel a távvezetékek egyik fajtája

A távközlésben és a villamosmérnöki tudományokban a távvezeték egy olyan különlegesen kialakított elektromosan vezető huzal, amelyen a nagyfrekvenciás (például rádiófrekvenciás) váltakozó áram alacsony energiavesztességgel terjed. Ilyen távvezetékeket használnak a rádióvevők illetve rádióadók antennával való összekötésére, a kábeltévé jelének szétosztására, valamint más jelátviteli célokra is. Rádiófrekvenciás távvezeték például a koaxiális kábel.

Nem tévesztendő össze

• a rádiófrekvenciás távvezeték, ami jel továbbításra szolgál, és
• a villamos távvezetékek, ami alacsony frekvencián szállít magasfeszültségű elektromos váltóáramot energiatovábbítási céllal.

Áttekintés

Az egyszerű kábelek ideálisak az egyenáram, az alacsony frekvenciájú váltakozóáram (például a hálózati áram, amely 50 Hz-es, és így másodpercenként százszor vált irányt), valamint audiojel szállítására, viszont nem használhatók magas frekvenciatartományokban (például rádiófrekvenciák esetén). A magas frekvenciás váltakozó áramoknál a vezeték ellenállása mellett a váltakozó áram hullámtermészete miatt is veszteség lép fel, mivel

• a kábel antennaként kezd működni és az áram energiája rádióhullámok formájában szétsugárzódik, másrészt
• a rádiófrekvenciás váltakozó áramok visszaverődnek a kábel egyenlőtlenségeiről (például a csatlakozókról), és ilyenkor a jel elkezd visszafele, a jelforrás irányába terjedni.

A távvezetékeknél speciális műszaki kialakításuk és impedanciaillesztésüknek köszönhetően az energiaveszteség minimális. Távvezetékek használata akkor válik szükségessé, amikor a kábel sokkal hosszabb, mint az általa szállított magas frekvenciás áram hullámhossza.

Története

A távvezetékek elmélete Oliver Heaviside nevéhez fűződik, aki megalkotta a távíró egyenleteket, amelyek leírják az áram viselkedését a távvezetékekben.

Távíró egyenletek a veszteségmentes távvezetékre

Bővebben: Távíró egyenletek

A legtöbb áramkörben az alkatrészeket összekötő huzalok hossza elhanyagolható, ezért az áramerősséget állandónak tekinthetjük a huzal bármely pontján. Ezzel szemben ha az áram olyan gyorsan vált irányt, hogy az összehasonlítható azzal az idővel, ami ahhoz kell hogy a jel végighaladjon a vezetéken, akkor már a huzal hossza is fontossá válik. Ilyenkor már nem huzalról, hanem távvezetékről beszélünk.

Ideális távvezetékeknél egy dimenzióban a feszültség és áramerősség csak a vezeték fajlagos^[1] induktivitásától (L) és fajlagos kapacitásától (C) függ. Ebben az esetben a távíró egyenletek megadják az összefüggést a feszültség és az áramerősség között az idő (t) és a hely (x) függvényében.

${\displaystyle U=U(x,t)}$

${\displaystyle I=I(x,t)}$

Maga az egyenletrendszer két elsőrendű parciális differenciálegyenletből áll, ahol az első egyenlet megadja, hogy a vezető egy pontján indukált feszültség (U) hogyan függ az áramerősség időbeli változásától a fajlagos induktivitáson (L) keresztül, míg a második megmutatja az áramerősség (I) esést egy adott pontban a feszültség időbeli változásán és a fajlagos kapacitáson (C) keresztül.

${\displaystyle {\frac {\partial U}{\partial x}}=-L{\frac {\partial I}{\partial t}}}$

${\displaystyle {\frac {\partial I}{\partial x}}=-C{\frac {\partial U}{\partial t}}}$

Ebből az egyenletpárból levezethető két másik önálló egyenlet, egyik a feszültségre, másik az áramerősségre:

${\displaystyle {\frac {\partial ^{2}U}{{\partial t}^{2}}}-v^{2}{\frac {\partial ^{2}U}{{\partial x}^{2}}}=0}$

${\displaystyle {\frac {\partial ^{2}I}{{\partial t}^{2}}}-v^{2}{\frac {\partial ^{2}I}{{\partial x}^{2}}}=0}$

ahol

${\displaystyle v={\frac {1}{\sqrt {LC}}}}$.

Mivel mind a két egyenlet hullámegyenlet, és azonos az együtthatójuk, ezért a megoldás mind a feszültség, mind az áramerősség esetén egy harmonikus hullám lesz, melynek alakulását szinuszgörbe írja le. A feszültség és az áramerősség tehát a távvezeték minden pontján azonos frekvenciával, de eltérő amplitúdóval és nem feltétlenül azonos fázisban váltakozik. A v itt a hullámok haladási sebessége lesz.

Kapcsolódó szócikkek

• Csőtápvonal
• Elektromos vezetés

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Transmission line című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
• Ez a szócikk részben vagy egészben a Telegrapher's equations című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Jegyzetek

Sablon:Telekommunikáció m v sz Telekommunikáció Története Jeladó Broadcasting Cable protection system Kábeltelevízió Távközlési műhold Számítógép-hálózat Adattömörítés audio DCT Képtömörítés Videótömörítés Digital media Internet video online video platform közösségi média streaming Drums Edholm's law Electrical telegraph Fax Heliographs Hydraulic telegraph Information Age Information revolution Internet Mass media Mobile phone Smartphone Optical telecommunication Optical telegraphy Pager Photophone Prepaid mobile phone Radio Radiotelephone Satellite communications Semaphore Semiconductor device MOSFET transistor Smoke signals Telecommunications history Telautograph Telegraphy Teleprinter (teletype) Telephone The Telephone Cases Television digital streaming Undersea telegraph line Videotelephony Whistled language Wireless revolution Úttörők Nasir Ahmed Edwin Howard Armstrong Mohamed M. Atalla John Logie Baird Paul Baran John Bardeen Alexander Graham Bell Emile Berliner Tim Berners-Lee Francis Blake (telephone) Jagadish Chandra Bose Charles Bourseul Walter Houser Brattain Vint Cerf Claude Chappe Yogen Dalal Donald Davies Amos Dolbear Thomas Edison Lee de Forest Philo Farnsworth Reginald Fessenden Elisha Gray Oliver Heaviside Robert Hooke Erna Schneider Hoover Harold Hopkins Gardiner Greene Hubbard Internet pioneers Bob Kahn Dawon Kahng Charles K. Kao Narinder Singh Kapany Hedy Lamarr Innocenzo Manzetti Guglielmo Marconi Robert Metcalfe Antonio Meucci Nisizava Dzsunicsi Charles Grafton Page Radia Perlman Alexander Stepanovich Popov Puskás Tivadar Johann Philipp Reis Claude Shannon Almon Strowger Henry Sutton Charles Sumner Tainter Nikola Tesla Camille Tissot Alfred Vail Thomas Augustus Watson Charles Wheatstone Vladimir K. Zworykin Átviteli közeg Koaxiális kábel Fiber-optic communication optikai szál Free-space optical communication Molecular communication Rádióhullámok wireless Távvezeték data transmission circuit telecommunication circuit Hálózati topológia és átkapcsolás Bandwidth Links Nodes terminal Network switching circuit packet Telephone exchange Multiplexing Space-division Frequency-division Time-division Polarization-division Orbital angular-momentum Code-division Fogalmak Communication protocols Computer network Data transmission Store and forward Telecommunications equipment Hálózattípusok Cellular network Ethernet ISDN LAN Mobile NGN Public Switched Telephone Radio Television Telex UUCP WAN Wireless network Nevezetes hálózatok ARPANET BITNET CYCLADES FidoNet Internet Internet2 JANET NPL network Usenet