El tipus d'alimentació d'antena més comú que s'utilitza actualment és el cable coaxial de RF. És còmode i ofereix un bon nivell de rendiment. Per aquest motiu, es produeix un gran nombre de cables coaxials per a diferents finalitats.
Usos
S'utilitzen cables d'aquest tipus on cal transmetre senyals elèctrics de radiofreqüència. La seva àrea d'ús més òbvia és la difusió d'imatges als televisors domèstics, però tenen demanda en moltes altres àrees. Els cables coaxials també s'utilitzen per a la videovigilància i la connexió de receptors i antenes pels consumidors comercials i industrials. Es necessiten quan sigui necessari transmetre qualsevol senyal d' alta freqüència a distància.
El disseny dels cables coaxials minimitza les pèrdues i les interferències. Per tant, s'utilitzen àmpliament en l'organització de connexions de xarxa. Per exemple, al principi es van utilitzar cables coaxials digitalsformes de xarxes d'àrea local Ethernet, encara que avui dia s'han substituït per fibres òptiques per obtenir velocitats de transferència de dades més ràpides i parells trenats més barats quan la freqüència del senyal no és tan alta.
Història de la creació
El cable coaxial RF és una part important de l'electrònica moderna. La primera implementació coneguda de la mateixa va aparèixer l'any 1884, quan Ernst von Siemens (un dels fundadors de Siemens) va patentar la seva idea, però en aquell moment no hi havia cap aplicació. No va ser fins al 1929 que els laboratoris Bell van patentar els cables coaxials comercials moderns, tot i que el seu ús era relativament reduït. Per exemple, es van utilitzar l'any 1934 per transmetre una imatge de televisió dels Jocs Olímpics de Berlín a Leipzig. El 1936 es va col·locar un cable coaxial per a 40 connexions telefòniques entre Londres i Birmingham, i als EUA, entre Nova York i Filadèlfia, es va crear una línia experimental per transmetre imatges de televisió.
Després de l'inici de l'ús comercial, s'han descobert altres aplicacions que estan ben establertes i s'utilitzen àmpliament a les empreses i a la llar.
Què és un cable coaxial?
Sembla un cable elèctric gruixut. Fabricat amb peces que proporcionen transmissió de senyal de RF de baixes pèrdues. Els seus elements principals són:
- conductor central;
- dielèctric aïllant;
- conductor exterior;
- contenció exterior.
El conductor central gairebé sempre està fet de coure. De vegades s'utilitza un aliatge de coure o alumini. Pot constar d'un o més cables.
El dielèctric aïllant separa els conductors i és una de les principals causes de l'atenuació del senyal. Pot ser sòlid o semi-aire. Es realitza en forma de tubs llargs de polietilè o fluoroplàstic, o d'escuma, la majoria dels quals és aire.
El conductor exterior sol ser una trena de coure. Això proporciona al cable trenat coaxial suficient flexibilitat. De vegades s'utilitzen 2 o fins i tot 3 capes per millorar el blindatge. Això s'aconsegueix generalment col·locant una trena directament sobre l' altra, encara que en alguns casos es pot utilitzar làmina o cinta de coure. Amb l'ús de capes de blindatge addicionals, els nivells d'interferències i radiació es redueixen significativament.
La carcassa protectora exterior evita la formació de retroalimentació parasitària. També proporciona protecció contra l'entrada de brutícia i humitat, i evita danys al cable per altres mitjans mecànics.
Principi de funcionament
El cable coaxial condueix el corrent tant pels conductors interior com exterior. Aquests corrents són iguals i tenen polaritat oposada, de manera que tots els camps romanen al cable, no irradien més enllà i no estan subjectes a interferències. Per tant, cap objecte extern afecta els camps. Així, l'alimentació coaxial és ideal per a la instal·lació dins o prop d'edificis o altres objectes. Aquest és el seu principal avantatge en comparació, per exemple, amb el parell trenat.
A l'hora d'escollir el tipus de cable coaxial, s'han de tenir en compte les seves especificacions i paràmetres.
Impedància
La característica més important d'un cable coaxial és la seva impedància, que ve determinada pel seu diàmetre i material dielèctric. El paràmetre es mesura en ohms. Els seus significats més comuns són:
- Cable coaxial dede 50 ohms. Proporciona una pèrdua de senyal mínima per a un pes de conductor determinat. S'utilitza habitualment amb finalitats professionals.
- Cable coaxial dede 75 ohms. Té un pes mínim per a un determinat nivell de pèrdues. S'utilitza àmpliament a la televisió domèstica i als equips d'hi-fi.
- El cable de 93 ohms s'utilitzava anteriorment per enllaçar ordinadors i connectar monitors.
Hi ha altres valors d'impedància disponibles, però són molt menys demandats.
Apagat
Un altre paràmetre important d'un cable trenat coaxial és la pèrdua de transmissió del senyal. El seu nivell depèn d'una sèrie de factors, inclosa la qualitat dels materials dielèctrics i conductors. L'atenuació del senyal és proporcional a la longitud del cable. Les especificacions solen indicar la pèrdua en decibels per unitat de longitud. Per exemple, el cable coaxial RG-6A/U té una atenuació d'1,0 dB/10 m a 100 MHz. Malauradament, no tots els fabricants utilitzen la mateixa longitud, de manera que és possible que calguin càlculs addicionals per a la comparació.
Potència màxima permesa
Tot i que aquesta especificació no és molt important per a aplicacions de senyal baix, pot esdevenir un problema quan es transmet una gran potència. Normalment, les limitacions sorgeixen a causa de les pèrdues de calor al cable. Si s'espera una transmissió d' alta potència, comproveu la tensió de funcionament.
Factor d'escurçament
Aquesta és la relació entre la velocitat de transmissió del senyal en un cable coaxial i la velocitat de propagació en el buit (la velocitat de la llum).
En alguns casos, el valor del factor de velocitat pot ser de gran importància, per exemple, quan la fase del senyal és important. Sempre és inferior a 1. En molts aspectes, està determinat pel material del dielèctric. Per als cables coaxials digitals amb un dielèctric de polietilè sòlid, el factor d'escurçament és de 0,66 i amb escuma de polietilè, en el rang de 0,80-0,88.
Capacitat
Com que els conductors interior i exterior formen la capacitat, és proporcional als seus diàmetres, longitud del cable i constant dielèctrica.
Tensió màxima
En alguns casos, la tensió arriba a valors alts. Per això, el cable pot fallar. La tensió augmenta com a conseqüència de l' alt nivell d'ones estacionàries i de l' alta potència. Abans d'escollir un tipus concret de cable coaxial, cal comprovar com suporta la tensió esperada.
Dimensions físiques
Aquesta característica és important per diversos motius. conductorsels diàmetres més grans sovint tenen pèrdues més baixes i potències més altes. Per exemple, el popular cable coaxial RG-6/U de 75 ohms té un diàmetre exterior de 6,86 mm.
A més, el cable ha de coincidir amb les mides de forats disponibles i el tipus d'endoll correcte. Sovint, aquests últims es fan per adaptar-se als tipus de cable populars.
Guia d'instal·lació
El cable coaxial RF s'utilitza àmpliament per transmetre senyal des del transmissor o receptor. Tot i que és molt fàcil d'instal·lar, per tal que duri molt de temps s'han de complir determinades condicions. Això és especialment important perquè sovint s'instal·la a l'aire lliure i ha de suportar condicions ambientals dures.
Coses com la humitat poden degradar la seva eficàcia amb el pas del temps. Aquesta disminució passa desapercebuda fins que arriba al punt en què es torna inutilitzable. Unes quantes precaucions senzilles mantindran el vostre cable coaxial eficient i alentiran significativament la degradació del cable.
Selecciona la comanda
Hi ha una gran varietat de cables coaxials al mercat i, a primera vista, l'elecció pot semblar difícil. La primera decisió que cal prendre és triar una impedància adequada. Les antenes de vídeo i d' alta fidelitat domèstiques utilitzen un cable coaxial de 75 ohms. Els usuaris professionals i els radioaficionats solen seleccionar una impedància de 50 ohms.
La següent decisió a prendre és el nivell d'atenuació del senyal acceptable. Commenys pèrdua, més gran és el diàmetre del cable, així com el seu cost. Normalment, podeu trobar diverses marques amb les mateixes característiques, i sovint la decisió sobre un tipus concret dependrà de la posició dels proveïdors.
Un cop s'ha trobat un cable adequat, es pot comprar i instal·lar.
Protecció de condicions meteorològiques adverses
Quan s'instal·la a l'exterior, per exemple, un cable coaxial per a videovigilància, és molt important assegurar-se que estigui degudament protegit. Això és de gran importància, perquè qualsevol humitat provocarà un augment significatiu de les pèrdues. Si el dielèctric que separa els conductors interior i exterior es mulla, això degradarà el seu rendiment i augmentarà l'atenuació. La humitat també oxida la trena i en redueix la conductivitat.
Per això és tan important segellar l'extrem del cable si s'utilitza a l'aire lliure i evitar la humitat. Cal assegurar-se que la carcassa exterior es mantingui intacta i no es faci malbé durant la instal·lació i el funcionament posterior.
Un mètode addicional per evitar que entri grans quantitats d'humitat al cable és formar un bucle amunt i avall. Això evita que l'aigua que ha penetrat a l'interior continuï. Tanmateix, la humitat encara s'escamparà per acció capil·lar, així que sempre és millor assegurar-se que els extrems estiguin ben tancats i protegits.
Recomanacions generals d'instal·lació
Tots els cables tenen un radi de corba. Per evitar danys, no haurien de doblegar-se més que aquest valor. D'una altra maneraEn aquest cas, l'estructura interna es pot danyar i les pèrdues augmentaran significativament.
També heu de tenir cura que el cable no es deformi. Això comportarà un canvi en la seva mida i resistència a les ones. A més, els danys al dielèctric poden augmentar el nivell de pèrdues.
Si el cable està danyat físicament, assegureu-vos que la seva funda es mantingui intacta. Si es trenca la seva integritat, això pot provocar la penetració d'humitat, l'oxidació del cable i la humectació del dielèctric, la qual cosa augmentarà el nivell de pèrdues.
En alguns casos, el cable coaxial s'ha d'enterrar. Els segells ordinaris no es poden col·locar a terra, ja que la seva closca no està dissenyada per a aquestes condicions. Però es poden col·locar en un canal especialment dissenyat per a això. Això té l'avantatge que el cable és fàcil de substituir. Tanmateix, assegureu-vos que no entri aigua al canal. Una alternativa és utilitzar un cable especialment dissenyat per a la col·locació a terra, la funda del qual pugui suportar aquestes condicions.
Finalització
Quan instal·leu un cable coaxial, és important acabar-lo correctament. En la majoria dels casos, la terminació física és un endoll i el dispositiu final és una antena o un receptor. Les connexions s'han de fer de manera correcta i eficient.
Tot i que els connectors residencials solen tenir un rendiment de RF deficient, hi ha poques alternatives. Es necessiten connexions de major qualitat per a un ús professional, tot i que en aquest cas també hauríeu d'assegurar-vos-hoque siguin adequats per a les freqüències utilitzades. Alguns models barats no compleixen els requisits i degraden el rendiment del cable coaxial. Per tant, és millor comprar connectors de venedors de confiança.
La instal·lació adequada d'un cable coaxial proporcionarà molts anys de servei. Tanmateix, el desgast i les influències ambientals faran que calgui substituir-lo al cap d'un temps. Com que la degradació del rendiment es produeix lentament, pot ser que no es noti. Només es fa evident després de la substitució completa del cable.
