Il tipo più comune di alimentazione dell'antenna in uso oggi è il cavo coassiale RF. È comodo e offre un buon livello di prestazioni. Per questo motivo viene prodotto un numero enorme di cavi coassiali per vari scopi.
Utilizzi
Cavi di questo tipo vengono utilizzati laddove è necessario trasmettere segnali elettrici a radiofrequenza. La loro area di utilizzo più ovvia è la trasmissione di immagini ai televisori di casa, ma sono richiesti in molte altre aree. I cavi coassiali vengono utilizzati anche per la videosorveglianza e il collegamento di ricevitori e antenne da parte di consumatori commerciali e industriali. Sono necessari dove è necessario trasmettere segnali ad alta frequenza a distanza.
Il design dei cavi coassiali riduce al minimo le perdite e le interferenze. Pertanto, sono ampiamente utilizzati nell'organizzazione delle connessioni di rete. Ad esempio, i cavi coassiali digitali sono stati utilizzati all'inizioforme di reti locali Ethernet, anche se oggi sono state sostituite da fibre ottiche per velocità di trasferimento dati più elevate e doppini intrecciati più economici quando la frequenza del segnale non è così alta.
Storia della creazione
Il cavo coassiale RF è una parte importante dell'elettronica moderna. La prima implementazione nota apparve nel 1884, quando Ernst von Siemens (uno dei fondatori di Siemens) brevettò la sua idea, ma a quel tempo non c'erano applicazioni per essa. Fu solo nel 1929 che Bell Laboratories brevettò i moderni cavi coassiali commerciali, sebbene il loro uso fosse relativamente piccolo. Ad esempio, furono usati nel 1934 per trasmettere un'immagine televisiva delle Olimpiadi di Berlino a Lipsia. Nel 1936 fu posato un cavo coassiale per 40 collegamenti telefonici tra Londra e Birmingham, e negli USA, tra New York e Filadelfia, fu realizzata una linea sperimentale per trasmettere immagini televisive.
Dopo l'inizio dell'uso commerciale, sono state scoperte altre applicazioni ben consolidate e ampiamente utilizzate negli affari ea casa.
Cos'è un cavo coassiale?
Sembra un filo elettrico spesso. Prodotto da parti che forniscono una trasmissione del segnale RF a bassa perdita. I suoi elementi principali sono:
- conduttore centrale;
- dielettrico isolante;
- conduttore esterno;
- contenimento esterno.
Il conduttore centrale è quasi sempre di rame. A volte viene utilizzata una lega di rame o alluminio. Può essere costituito da uno o più fili.
Il dielettrico isolante separa i conduttori ed è una delle principali cause di attenuazione del segnale. Può essere solido o semi-aria. Viene eseguito sotto forma di lunghi tubi di polietilene o fluoroplastico o schiuma, la maggior parte dei quali è aria.
Il conduttore esterno è solitamente una treccia di rame. Ciò fornisce al cavo coassiale intrecciato una flessibilità sufficiente. A volte vengono utilizzati 2 o anche 3 strati per migliorare la schermatura. Questo di solito si ottiene posizionando una treccia direttamente sull' altra, sebbene in alcuni casi possano essere utilizzati fogli di rame o nastro. Con l'uso di strati di schermatura aggiuntivi, i livelli di interferenza e radiazione sono notevolmente ridotti.
Il guscio protettivo esterno previene la formazione di feedback parassiti. Fornisce inoltre protezione contro l'ingresso di sporco e umidità e previene danni al cavo con altri mezzi meccanici.
Principio di funzionamento
Il cavo coassiale conduce la corrente attraverso i conduttori interni ed esterni. Queste correnti sono uguali e hanno polarità opposta, per cui tutti i campi rimangono nel cavo, non si irradiano oltre e non sono soggetti a interferenze. Pertanto, nessun oggetto esterno influisce sui campi. Pertanto, l'alimentatore coassiale è ideale per l'installazione all'interno o vicino a edifici o altri oggetti. Questo è il suo principale vantaggio rispetto, ad esempio, al doppino intrecciato.
Quando si sceglie il tipo di cavo coassiale, è necessario tenerne conto delle specifiche e dei parametri.
Impedenza
La caratteristica più importante di un cavo coassiale è la sua impedenza, che è determinata dal suo diametro e dal materiale dielettrico. Il parametro è misurato in ohm. I suoi significati più comuni sono:
- Cavo coassiale da 50 ohm. Fornisce una perdita di segnale minima per un dato peso del conduttore. Solitamente utilizzato per scopi professionali.
- Cavo coassiale da 75 ohm. Ha un peso minimo per un dato livello di perdite. Ampiamente usato nella TV domestica e nelle apparecchiature Hi-Fi.
- Il cavo da 93 ohm era precedentemente utilizzato per collegare i computer e collegare i monitor.
Sono disponibili altri valori di impedenza, ma sono molto meno richiesti.
Dissolvenza in uscita
Un altro parametro importante di un cavo coassiale twistato è la sua perdita di trasmissione del segnale. Il loro livello dipende da una serie di fattori, inclusa la qualità dei materiali dielettrici e conduttori. L'attenuazione del segnale è proporzionale alla lunghezza del cavo. Le specifiche di solito indicano la perdita in decibel per unità di lunghezza. Ad esempio, il cavo coassiale RG-6A/U ha un'attenuazione di 1,0 dB/10 m a 100 MHz. Sfortunatamente, non tutti i produttori utilizzano la stessa lunghezza, quindi potrebbero essere necessari calcoli aggiuntivi per il confronto.
Potenza massima consentita
Sebbene questa specifica non sia molto importante per applicazioni a basso segnale, può diventare un problema durante la trasmissione di potenza elevata. Tipicamente, sorgono limitazioni a causa delle perdite di calore nel cavo. Se è prevista una trasmissione di potenza elevata, controllare la tensione di esercizio.
Fattore di accorciamento
Questo è il rapporto tra la velocità di trasmissione del segnale in un cavo coassiale e la velocità della sua propagazione nel vuoto (la velocità della luce).
In alcuni casi, il valore del fattore di velocità può essere di grande importanza, ad esempio quando la fase del segnale è importante. È sempre inferiore a 1. Per molti aspetti, è determinato dal materiale del dielettrico. Per i cavi coassiali digitali con un dielettrico in polietilene solido, il fattore di accorciamento è 0,66 e con schiuma di polietilene - nell'intervallo 0,80-0,88.
Capacità
Poiché i conduttori interno ed esterno formano la capacità, è proporzionale al loro diametro, alla lunghezza del cavo e alla costante dielettrica.
Tensione massima
In alcuni casi, la tensione raggiunge valori elevati. Per questo motivo, il cavo potrebbe non funzionare. La tensione aumenta a causa dell' alto livello di onde stazionarie e dell'elevata potenza. Prima di scegliere un tipo specifico di cavo coassiale, è necessario verificare come resiste alla tensione prevista.
Dimensioni fisiche
Questa caratteristica è importante per una serie di motivi. conduttoridiametri più grandi hanno spesso perdite inferiori e potenze nominali più elevate. Ad esempio, il popolare cavo coassiale RG-6/U da 75 ohm ha un diametro esterno di 6,86 mm.
Inoltre, il cavo deve corrispondere alle dimensioni dei fori disponibili e corrispondere al tipo corretto di spina. Spesso questi ultimi sono realizzati per adattarsi ai tipi di cavo più diffusi.
Guida all'installazione
Il cavo coassiale RF è ampiamente utilizzato per trasmettere il segnale dal trasmettitore o dal ricevitore. Sebbene sia molto facile da installare, affinché duri a lungo, devono essere soddisfatte determinate condizioni. Ciò è particolarmente importante perché è spesso installato all'esterno e deve resistere a condizioni ambientali difficili.
Cose come l'umidità possono degradarne l'efficacia nel tempo. Tale diminuzione passa inosservata fino a raggiungere il punto in cui diventa inutilizzabile. Alcune semplici precauzioni manterranno il tuo cavo coassiale efficiente e rallenteranno notevolmente il degrado del cavo.
Seleziona ordine
C'è un'enorme varietà di cavi coassiali sul mercato e, a prima vista, la scelta può sembrare difficile. La prima decisione da prendere è quella di scegliere un'impedenza adeguata. Le antenne Hi-Fi e video domestiche utilizzano un cavo coassiale da 75 ohm. Utenti professionisti e radioamatori in genere selezionano un'impedenza di 50 ohm.
La prossima decisione da prendere è il livello di attenuazione del segnale accettabile. Comeminore è la perdita, maggiore è il diametro del cavo e il suo costo. Tipicamente, puoi trovare diversi marchi con le stesse caratteristiche e spesso la decisione su un tipo particolare dipenderà dalla posizione dei fornitori.
Una volta trovato un cavo adatto, può essere acquistato e installato.
Protezione da condizioni meteorologiche avverse
Quando l'installazione all'esterno, ad esempio un cavo coassiale per la videosorveglianza, è molto importante assicurarsi che sia adeguatamente protetto. Questo è di grande importanza, perché qualsiasi umidità comporterà un aumento significativo delle perdite. Se il dielettrico che separa i conduttori interno ed esterno si bagna, ne degraderà le prestazioni e aumenterà l'attenuazione. L'umidità ossida anche la treccia e ne riduce la conduttività.
Ecco perché è così importante sigillare l'estremità del cavo se viene utilizzato all'aperto e tenere fuori l'umidità. È necessario assicurarsi che la calotta esterna rimanga intatta e non venga danneggiata durante l'installazione e le successive operazioni.
Un metodo aggiuntivo per evitare che grandi quantità di umidità penetrino nel cavo consiste nel formare un anello su e giù. Ciò impedisce all'acqua che è penetrata all'interno di spostarsi. Tuttavia, l'umidità si diffonderà comunque per azione capillare, quindi è sempre meglio assicurarsi che le estremità siano adeguatamente sigillate e protette.
Suggerimenti generali per l'installazione
Tutti i cavi hanno un raggio di curvatura. Per evitare danni, non dovrebbero piegarsi più di questo valore. AltrimentiIn questo caso, la struttura interna potrebbe essere danneggiata e le perdite aumenteranno notevolmente.
Dovresti anche fare attenzione che il cavo non sia deformato. Ciò comporterà un cambiamento nelle sue dimensioni e nella resistenza delle onde. Inoltre, danni al dielettrico possono aumentare il livello delle perdite.
Se il cavo è danneggiato fisicamente, assicurarsi che la sua guaina rimanga intatta. Se la sua integrità è rotta, ciò può portare alla penetrazione di umidità, all'ossidazione del filo e alla bagnatura del dielettrico, che aumenterà il livello di perdite.
In alcuni casi, il cavo coassiale deve essere interrato. I francobolli ordinari non possono essere posati nel terreno, poiché il loro guscio non è progettato per queste condizioni. Ma possono essere posati in un canale appositamente progettato per questo. Questo ha il vantaggio che il cavo è facile da sostituire. Tuttavia, assicurarsi che non entri acqua nel canale. Un' alternativa è utilizzare un cavo appositamente progettato per la posa nel terreno, la cui guaina può resistere a tali condizioni.
Fine
Quando si installa un cavo coassiale, è importante terminarlo correttamente. Nella maggior parte dei casi, la terminazione fisica è una spina e il dispositivo finale è un'antenna o un ricevitore. I collegamenti devono essere effettuati in modo corretto ed efficiente.
Sebbene i connettori residenziali abbiano spesso scarse prestazioni RF, ci sono poche alternative. Per l'uso professionale sono necessarie connessioni di qualità superiore, anche se in questo caso dovresti assicurarti anche di questoche siano adatti alle frequenze utilizzate. Alcuni modelli economici non soddisfano i requisiti e degradano le prestazioni del cavo coassiale. Pertanto, è meglio acquistare connettori da venditori di fiducia.
La corretta installazione di un cavo coassiale garantirà molti anni di servizio. Tuttavia, l'usura e le influenze ambientali renderanno necessario sostituirlo dopo un po'. Poiché il degrado delle prestazioni si verifica lentamente, potrebbe non essere evidente. Diventa evidente solo dopo la completa sostituzione del cavo.
