Typy RF káblov: Praktický sprievodca štýlmi koaxiálnych káblov, stratou signálu a výberom

1 m prepojka RG58 vás stojí asi 1 dB pri 2,4 GHz, čo je zhruba 20 % vstupného výkonu. Vymeňte ho za polotuhý kábel 0,141 a rovnaký priebeh stratí niečo vyše polovice. Nič iné v zostave sa nezmenilo - zmenil sa iba typ kábla.

To je dôvod, prečo je rodina káblov zvyčajne prvým rozhodnutím, ktoré stojí za to správne pri porovnávaní typov káblov RF. Impedancia rozhoduje o tom, k čomu sa môže kábel pripojiť, konštrukcia rozhoduje o tom, koľko signálu dosiahne na vzdialený koniec, a rozhranie konektora obmedzuje frekvenciu, ktorú môže hotová zostava preniesť. Nasleduje popis toho, ako sa rodiny líšia, čo v skutočnosti znamenajú čísla údajových listov a kde sa objednávky najčastejšie pokazia.

Porovnanie hlavných typov káblov RF

Takmer každý katalógový kábel patrí do jednej z piatich rodín. Prekrývajú sa v možnostiach impedancie a konektorov, takže skutočné rozdiely sa prejavujú stratou pre daný priemer, ako pevne ich môžete ohnúť a či sa trasa niekedy zmení.

Orientačný útlm pri 1 GHz pre bežné 50-ohmové rodiny; hodnoty sa menia s priemerom, dielektrikom a výrobcom, preto overte podľa údajového listu dodávateľa.
Rodina	Typické veľkosti	Strata pri 1 GHz (dB/m)	Najlepšie sa hodí	Hlavný kompromis
Flexibilné (štýl RG)	RG316, RG58, RG213, 1,9–10,3 mm	0,3 – 1,2	Bench jumpers, krátke behy, lab patching	Najvyššia strata pre daný priemer
Nízkostratové flexibilné	0,240 palca, 0,400 palca, pena alebo vzduchová medzera	0,1 – 0,45	Anténne napájače, vedenia v budove	Tuhšia bunda, širší polomer ohybu
Polotuhá	0,047 – 0,250 in, pevný PTFE, medená rúrka	0,2–1,2	Fázovo kritické cesty, husté vnútorné smerovanie	Po vyformovaní sa nedá presmerovať
Prispôsobivé	0,086–,250 in, ručne tvarovateľné	0,25 – 1,0	Tesné kryty, prototypové smerovanie	Menej opakovateľné, kratšia životnosť
Vlnitá (tvrdá)	1/2 palca, 7/8 palca	0,05 – 0,15	Dlhé kŕmidlá, vysoký výkon, vonkajšie výbehy	Polomer ohybu a náklady na konektor

Na 10 m behu pri 2 GHz stráca RG58 zhruba 9 dB, pričom 0,240 v nízkostratovom kábli stratí asi 3 dB. Táto medzera pochádza z dielektrika a tienenia, nie z medi.

Impedancia je na prvom mieste: 50 alebo 75 ohmovov

Dve impedancie pokrývajú takmer všetku RF prácu a nie sú vzájomne zameniteľné.

50 ohmov

Bezdrôtové, radarové, GPS, testovacie prístroje
Štandardné pre rozhrania SMA, N, TNC a 2,4 mm
Predvolené pre čokoľvek, čo prenáša modulovaný signál

75 ohm

Vysielané video, CATV, satelitná IF distribúcia
Bežné v konektoroch BNC a F
Typ N sa zriedka vyrába v 75 ohmoch

75-ohmová zástrčka na 50-ohmovom konektore úplne nezlyhá - odráža sa. Kĺb pridáva stratu spätného toku, zdroj vidí horšie zaťaženie a zametanie ukazuje vlnenie, ktoré je často obviňované z kábla. Miešanie sa najľahšie pomýli s BNC, kde 50 a 75 ohmové verzie vyzerajú zvonku identicky a líšia sa len dielektrikom a stredovým kolíkom.

Vnútri kábla: štyri vrstvy, štyri úlohy

Každá vrstva sa v údajovom liste pohybuje o iné číslo, a preto sa dva káble s rovnakou impedanciou môžu správať veľmi odlišne.

Pohľad na koaxiálny kábel v reze: dielektrikum nastavuje stratový a rýchlostný faktor, štít nastavuje únik a tienenie.

Stredový vodič: pevná meď pre najnižšie straty a stabilnú fázu; uviaznutý pre flexibilnú životnosť.
Dielektrikum: pevný PE (faktor rýchlosti asi 0,66) je lacný a stabilný, penový PE (0,80–0,88) znižuje straty, ale je mäkší, pevný PTFE (asi 0,70) zvláda teplo a vyhovuje polotuhým stavbám.
Štít: jeden oplet poskytuje 90–95 % pokrytie, zatiaľ čo fólia plus oplet sa blíži k plnému pokrytiu a zlepšuje tienenie pri vysokej frekvencii – za cenu tuhosti.
Plášť: PVC vnútorné, FEP pre teplotnú a chemickú odolnosť, TPU pre vonkajšie oderu.

Faktor rýchlosti je položka, ktorú kupujúci najčastejšie preskakujú. Pevný PE kábel s faktorom 0,66 je elektricky 1,5-násobkom svojej fyzickej dĺžky, takže 3 m koaxiálneho kábla sa správa ako 4,5 m voľného priestoru. To je dôležité pre fázovo prispôsobené páry, oneskorovacie vedenia a anténne zväzky, kde dva káble rovnakej fyzickej dĺžky môžu stále vychádzať z kroku, ak sa ich dielektrika líšia.

Čítanie údajov o strate bez toho, aby ste sa nechali oklamať

Útlm podľa údajového listu sa meria na analyzátore pri izbovej teplote do zodpovedajúcich 50-ohmových zaťažení a uvádza sa buď v dB na 100 stôp alebo v dB na 100 m. Prevod jednotiek je tam, kde sa chyby vkrádajú: 0,5 dB/100 stôp je rovnaký kábel ako 1,6 dB/100 m, no v cenovej ponuke sú tieto dve čísla ďaleko od seba.

Orientačný útlm pri 1 GHz, dB na meter. Údaje sú typické publikované hodnoty a líšia sa podľa tolerancie a konštrukcie.

Útlm verzus frekvencia, v dB na meter, za predpokladu, že strata rastie s druhou odmocninou frekvencie.

Strata sa zvyšuje zhruba s druhou odmocninou frekvencie, takže kábel s frekvenciou 1 GHz je pri frekvencii 6 GHz asi 2,4-krát stratovejší. Ak linka beží na frekvencii 3,5 GHz, požiadajte o útlm pri frekvencii 3,5 GHz, a nie o hlavné číslo, a potvrďte toleranciu – plus alebo mínus 5 % medzi výrobnými dávkami je normálne.

Super Low-Loss Flexible RF Cable Assembly

Zostava flexibilného RF kábla so super nízkymi stratami Vopred ukončená zostava pre vysokofrekvenčné spoje, ktorá ponúka ultra nízke vložné straty a stabilný fázový výkon, kde záleží na každom decibele. Zobraziť produkt →

Keď sa počíta každá desatina decibelu, vopred ukončená flexibilná zostava so super nízkou stratou odstráni z tohto výpočtu krimpovanie aj dohady.

Konektorové rozhrania nastavujú strop

Rozhranie uzatvára zostavu. Kábel zakončený SMA nedodá frekvenciu 40 GHz jednoducho preto, že koaxiálny kábel je ohodnotený vyššie – určuje horný limit konektora a rovnako aj spustenie do dosky alebo modulu, s ktorým sa spája.

Typická maximálna prevádzková frekvencia pre bežné 50-ohmové rozhrania; skutočný limit závisí od konkrétneho tela konektora, kábla a spúšťania.
Rozhranie	Typické maximum	Spoločné párovanie káblov	Poznámky
BNC	4 GHz	RG58, RG174	Bajonetová spojka, rýchle laboratórne záplatovanie
TNC	11 GHz	RG58, RG316	Závitový variant BNC, lepší pri vibráciách
N-typ	11 – 18 GHz	0,400 palca, 1/2 vlnité	Vonkajšie kŕmidlá, stredný výkon
SMA	26,5 GHz	.141 v polotuhom, RG316	Najbežnejšie mikrovlnné rozhranie
2,4 mm	50 GHz	0,086 palcov, 0,141 palcov	Presný test, prístrojové porty
1,85 mm	67 GHz	0,047 – 0,086 palcov	Vysokofrekvenčné prístroje a moduly

Najprv vyberte rozhranie a potom kábel, ktorý sa k nemu hodí. Každé telo konektora je opracované pre definovaný rozsah priemerov káblov, takže konektor vytvorený pre RG58 nebude sedieť na 0,240 v nízkostratovom kábli, aj keď oba majú 50 ohmov.

Séria koaxiálnych konektorov SMA RF Závitové 50Ω konektory pokrývajúce jednosmerný prúd – 26,5 GHz, samčie a samičie varianty a tabuľky kompatibility káblov na prispôsobenie rozhraní k zostavám. Zobraziť produkt →

SMA zostáva ťahúňom stolovej a mikrovlnnej práce, a preto sa objavuje v toľkých zostavách, ktoré vyrábame.

Zodpovedajúci kábel ku konektoru a úlohe

Väčšina argumentov výberu zmizne, keď je aplikácia pomenovaná. Tieto párovania pokrývajú väčšinu objednávok:

Lavička a laboratórium, menej ako 1 m: RG316 alebo RG58 s SMA. Niekoľko desatín decibelu sotva záleží na flexibilite a nákladoch.
Vonkajší napájač, 10–50 m: 0,400 v nízkostratovom alebo 1/2 v vlnitej s typom N. Na odolnosti spoja voči poveternostným vplyvom záleží viac ako posledných 0,3 dB.
Fázovo kritický zväzok: polotuhý alebo flexibilný kábel dodávaný ako sada fázovo prispôsobená s uvedenou toleranciou v stupňoch pri uvedenej frekvencii.
Miesta s nízkym PIM: zostavy špecifikované hodnotou PIM pri dvojtónovom teste, zvyčajne okolo -150 dBc, skôr ako samotným útlmom vloženia.
Prepážka, vákuová alebo tlaková hranica: hermeticky utesnené konektory a tesnenia sklo-kov, kde musí spoj udržať tlak aj signál.

Ak krimpovanie vo vlastnej réžii nie je praktické, vopred ukončené zostavy sa doručia otestované a označené; tento prehľad čo robia RF káblové zostavy pokrýva dodatočné šeky, ktoré sú s nimi spojené.

Séria koaxiálnych RF konektorov typu N Závitové 50Ω a 75Ω konektory dimenzované na DC–18 GHz a DC–3 GHz, vhodné pre chod podávača, ktorý čelia poveternostným vplyvom, krútiacemu momentu a opakovanému párovaniu. Zobraziť produkt →

Pre chody podávača je telo typu N zvyčajne rozhodujúcou súčasťou kusovníka, pretože musí prežiť počasie, krútiaci moment a opakované spojenie.

Päť detailov, ktoré spôsobujú prepracovanie

Miešanie dB/100 stôp a dB/100 m na rovnakom porovnávacom hárku. Najprv všetko konvertujte a potom porovnávajte.
Citovanie spárovaného páru len podľa dĺžky. Rýchlostný faktor sa tiež musí zhodovať, alebo sa pár zhoduje iba na jednej frekvencii.
Objednávanie konektora bez kontroly jeho káblovej skupiny. Technický list uvádza typy káblov, pre ktoré bolo telo vyrobené.
Ignorovanie polomeru ohybu. Zalomenie mení impedanciu natrvalo; flexibilné káble sa bežne uvádzajú v desaťnásobku vonkajšieho priemeru.
Ponechanie teploty a vniknutia neuvedené. PVC plášť je dobrý v interiéri a zlý výber na stožiari, zatiaľ čo FEP alebo TPU zvyčajne stojí veľmi málo viac.

Často kladené otázky

Aké sú rôzne typy koaxiálnych káblov?

Hlavné typy RF káblov sú flexibilné RG-štýl, nízkostratové flexibilné, polotuhé, prispôsobivé a vlnité hardline, každý opäť rozdelený podľa impedancie a priemeru.

Je 50 ohmov lepších ako 75 ohmov?

Ani jedno nie je lepšie. 50 ohmov vyhovuje bezdrôtovým, radarovým a testovacím zariadeniam; 75 ohmov vyhovuje distribúcii videa a CATV. Zmiešanie týchto dvoch spôsobí odrazy v spoji.

Aký je rozdiel medzi RG58 a RG316?

Oba sú 50-ohmové flexibilné káble, ale RG316 má priemer približne 2,5 mm s PTFE dielektrikom, zatiaľ čo RG58 má približne 5 mm s pevným PE. RG316 sa ohýba pevnejšie a stráca viac na meter.

Ktorý typ RF kábla má najnižšiu stratu?

Veľká vlnitá pevná čiara je najnižšia, zvyčajne výrazne pod 0,15 dB/m pri 1 GHz. Medzi malými káblami je zvyčajne praktickou voľbou 0,400 v nízkostratových flexibilných kábloch.

Môžem použiť konektor SMA na kábli RG58?

Len s telom konektora vyrobeným pre túto skupinu káblov. SMA sa vyrába v niekoľkých veľkostiach pre rôzne priemery a nesprávna nebude správne krimpovať ani držať impedanciu.

Na čo sa používa káblová zostava s nízkym PIM?

Zostavy s nízkym PIM sa používajú tam, kde slabé signály zdieľajú miesto so silnými vysielačmi, ako sú mobilné inštalácie. Udržujú pasívnu intermoduláciu pod stanoveným limitom, zvyčajne okolo -150 dBc.