O tipo mais comum de alimentação de antena em uso hoje é o cabo coaxial RF. É confortável e oferece um bom nível de desempenho. Por esta razão, um grande número de cabos coaxiais é produzido para diversos fins.
Usos
Cabos deste tipo são usados onde é necessário transmitir sinais elétricos de radiofrequência. Sua área de uso mais óbvia é a transmissão de imagens para televisores domésticos, mas eles são procurados em muitas outras áreas. Os cabos coaxiais também são usados para vigilância por vídeo e conexão de receptores e antenas por consumidores comerciais e industriais. Eles são necessários onde é necessário transmitir quaisquer sinais de alta frequência à distância.
O design dos cabos coaxiais minimiza perdas e interferências. Portanto, eles são amplamente utilizados na organização de conexões de rede. Por exemplo, cabos coaxiais digitais foram usados no inícioformas de redes locais Ethernet, embora hoje tenham sido substituídas por fibras ópticas para taxas de transferência de dados mais rápidas e pares trançados mais baratos quando a frequência do sinal não é tão alta.
História da Criação
O cabo coaxial RF é uma parte importante da eletrônica moderna. A primeira implementação conhecida apareceu em 1884, quando Ernst von Siemens (um dos fundadores da Siemens) patenteou sua ideia, mas naquela época não havia aplicações para ela. Não foi até 1929 que a Bell Laboratories patenteou os cabos coaxiais comerciais modernos, embora seu uso fosse relativamente pequeno. Por exemplo, eles foram usados em 1934 para transmitir uma imagem de televisão dos Jogos Olímpicos de Berlim para Leipzig. Em 1936, foi instalado um cabo coaxial para 40 ligações telefônicas entre Londres e Birmingham e, nos EUA, entre Nova York e Filadélfia, foi criada uma linha experimental para transmitir imagens de televisão.
Após o início do uso comercial, foram descobertas outras aplicações que estão bem estabelecidas e amplamente utilizadas nos negócios e em casa.
O que é um cabo coaxial?
Parece um fio elétrico grosso. Fabricado a partir de peças que fornecem transmissão de sinal RF de baixa perda. Seus principais elementos são:
- condutor central;
- isolante dielétrico;
- condutor externo;
- contenção externa.
O condutor central é quase sempre feito de cobre. Às vezes, uma liga de cobre ou alumínio é usada. Pode consistir em um ou mais fios.
O dielétrico isolante separa os condutores e é uma das principais causas de atenuação do sinal. Pode ser sólido ou semi-ar. É realizado na forma de tubos longos feitos de polietileno ou fluoroplástico, ou espuma, sendo a maior parte ar.
O condutor externo geralmente é uma trança de cobre. Isso fornece ao cabo torcido coaxial flexibilidade suficiente. Às vezes, 2 ou até 3 camadas são usadas para melhorar a blindagem. Isso geralmente é conseguido colocando uma trança diretamente sobre a outra, embora folha de cobre ou fita adesiva possam ser usadas em alguns casos. Com o uso de camadas de blindagem adicionais, os níveis de interferência e radiação são significativamente reduzidos.
O invólucro protetor externo evita a formação de feedback parasita. Também oferece proteção contra a entrada de sujeira e umidade e evita danos ao cabo por outros meios mecânicos.
Princípio de funcionamento
O cabo coaxial conduz a corrente através dos condutores interno e externo. Essas correntes são iguais e têm polaridade oposta, pelo que todos os campos permanecem no cabo, não irradiam além dele e não estão sujeitos a interferências. Portanto, nenhum objeto externo afeta os campos. Assim, o alimentador coaxial é ideal para instalação dentro ou próximo a prédios ou outros objetos. Esta é a sua principal vantagem em relação, por exemplo, ao par trançado.
Ao escolher o tipo de cabo coaxial, suas especificações e parâmetros devem ser levados em consideração.
Impedância
A característica mais importante de um cabo coaxial é sua impedância, que é determinada pelo seu diâmetro e material dielétrico. O parâmetro é medido em ohms. Seus significados mais comuns são:
- cabo coaxial de 50 ohms. Fornece perda de sinal mínima para um determinado peso do condutor. Geralmente usado para fins profissionais.
- Cabo coaxial 75 ohm. Tem um peso mínimo para um determinado nível de perdas. Amplamente utilizado em TVs domésticas e equipamentos Hi-Fi.
- O cabo de 93 ohms era usado anteriormente para conectar computadores e conectar monitores.
Outros valores de impedância estão disponíveis, mas são muito menos procurados.
Fade out
Outro parâmetro importante de um cabo torcido coaxial é a perda de transmissão do sinal. Seu nível depende de vários fatores, incluindo a qualidade dos materiais dielétricos e condutores. A atenuação do sinal é proporcional ao comprimento do cabo. As especificações geralmente indicam a perda em decibéis por unidade de comprimento. Por exemplo, o cabo coaxial RG-6A/U tem uma atenuação de 1,0 dB/10 m a 100 MHz. Infelizmente, nem todos os fabricantes usam o mesmo comprimento, portanto, cálculos adicionais podem ser necessários para comparação.
Potência máxima permitida
Embora esta especificação não seja muito importante para aplicações de baixo sinal, pode se tornar um problema ao transmitir alta potência. Normalmente, as limitações surgem devido a perdas de calor no cabo. Se a transmissão de alta potência for esperada, verifique a tensão de operação.
Fator de encurtamento
Esta é a razão entre a velocidade de transmissão do sinal em um cabo coaxial e a velocidade de sua propagação no vácuo (a velocidade da luz).
Em alguns casos, o valor do fator de velocidade pode ser de grande importância, por exemplo, quando a fase do sinal é importante. É sempre menor que 1. Em muitos aspectos, é determinado pelo material do dielétrico. Para cabos coaxiais digitais com dielétrico de polietileno sólido, o fator de encurtamento é de 0,66 e com espuma de polietileno - na faixa de 0,80-0,88.
Capacidade
Como os condutores interno e externo formam capacitância, ela é proporcional aos seus diâmetros, comprimento do cabo e constante dielétrica.
Tensão máxima
Em alguns casos, a tensão atinge valores elevados. Devido a isso, o cabo pode falhar. A tensão aumenta como resultado do alto nível de ondas estacionárias e alta potência. Antes de escolher um tipo específico de cabo coaxial, é necessário verificar como ele suporta a tensão esperada.
Dimensões físicas
Esta característica é importante por várias razões. condutoresdiâmetros maiores geralmente têm perdas mais baixas e classificações de potência mais altas. Por exemplo, o popular cabo coaxial RG-6/U de 75 ohms tem um diâmetro externo de 6,86 mm.
Além disso, o cabo deve corresponder aos tamanhos de orifícios disponíveis e corresponder ao tipo correto de plugue. Muitas vezes, os últimos são feitos para caber em tipos de cabos populares.
Guia de Instalação
RF cabo coaxial é amplamente utilizado para transmitir sinal do transmissor ou receptor. Embora seja muito fácil de instalar, para que dure por muito tempo, certas condições devem ser atendidas. Isso é especialmente importante porque geralmente é instalado ao ar livre e deve suportar condições ambientais adversas.
Coisas como umidade podem degradar sua eficácia ao longo do tempo. Tal diminuição passa despercebida até chegar ao ponto em que se torna inutilizável. Algumas precauções simples manterão seu cabo coaxial eficiente e diminuirão significativamente a degradação do cabo.
Selecionar pedido
Existe uma enorme variedade de cabos coaxiais no mercado e, à primeira vista, a escolha pode parecer difícil. A primeira decisão a ser tomada é escolher uma impedância adequada. As antenas domésticas Hi-Fi e de vídeo usam cabo coaxial de 75 ohm. Usuários profissionais e radioamadores normalmente selecionam impedância de 50 ohms.
A próxima decisão a ser tomada é o nível de atenuação do sinal que é aceitável. Quãomenor perda, maior o diâmetro do cabo, bem como o seu custo. Normalmente, você pode encontrar várias marcas com as mesmas características e, muitas vezes, a decisão sobre um determinado tipo dependerá da posição dos fornecedores.
Uma vez encontrado um cabo adequado, ele pode ser adquirido e instalado.
Proteção contra condições climáticas adversas
Na instalação externa, por exemplo, cabo coaxial para vigilância por vídeo, é muito importante garantir a proteção adequada. Isso é de grande importância, porque qualquer umidade levará a um aumento significativo nas perdas. Se o dielétrico que separa os condutores interno e externo se molhar, isso degradará seu desempenho e aumentará a atenuação. A umidade também oxida a trança e reduz sua condutividade.
É por isso que é tão importante selar a extremidade do cabo se for usado ao ar livre e manter a umidade do lado de fora. É necessário garantir que o invólucro externo permaneça intacto e não seja danificado durante a instalação e operação posterior.
Um método adicional para evitar que grandes quantidades de umidade entrem no cabo é formar um loop para cima e para baixo. Isso impede que a água que penetrou no interior se mova. No entanto, a umidade ainda se espalhará por ação capilar, por isso é sempre melhor garantir que as extremidades estejam devidamente seladas e protegidas.
Recomendações gerais de instalação
Todos os cabos têm um raio de curvatura. Para evitar danos, eles não devem dobrar mais do que esse valor. Por outro ladoNesse caso, a estrutura interna pode ser danificada e as perdas aumentarão significativamente.
Você também deve tomar cuidado para que o cabo não seja deformado. Isso levará a uma mudança em seu tamanho e resistência à onda. Além disso, danos ao dielétrico podem aumentar o nível de perdas.
Se o cabo estiver fisicamente danificado, certifique-se de que sua bainha permaneça intacta. Se sua integridade for quebrada, isso pode levar à penetração de umidade, oxidação do fio e molhamento do dielétrico, o que aumentará o nível de perdas.
Em alguns casos, o cabo coaxial precisa ser enterrado. Os selos comuns não podem ser depositados no solo, pois sua concha não foi projetada para essas condições. Mas eles podem ser colocados em um canal especialmente projetado para isso. Isso tem a vantagem de que o cabo é fácil de substituir. No entanto, certifique-se de que nenhuma água entre no canal. Uma alternativa é a utilização de um cabo especialmente projetado para assentamento no solo, cuja bainha possa suportar tais condições.
Final
Ao instalar um cabo coaxial, é importante terminá-lo corretamente. Na maioria dos casos, a terminação física é um plugue e o dispositivo final é uma antena ou um receptor. As conexões devem ser feitas de forma correta e eficiente.
Embora os conectores residenciais geralmente tenham um desempenho de RF ruim, existem poucas alternativas. São necessárias conexões de maior qualidade para uso profissional, embora neste caso você também deva certificar-se de queque são adequados para as frequências utilizadas. Alguns modelos baratos não atendem aos requisitos e degradam o desempenho do cabo coaxial. Portanto, é melhor comprar conectores de vendedores confiáveis.
A instalação adequada de um cabo coaxial proporcionará muitos anos de serviço. No entanto, o desgaste e as influências ambientais farão com que ele precise ser substituído depois de um tempo. Como a degradação do desempenho ocorre lentamente, pode não ser perceptível. Torna-se aparente somente após a substituição completa do cabo.
