RF-kaabli valiku juhend: RG-, LMR- ja pooljäigade kaablite võrdlemine

Eelmises artiklis uurisime põhistruktuuri RF-koaksiaalkaablite  ja nende kahte põhiparameetrit: iseloomulik takistus  ja sumbumine . Reaalse projektiga silmitsi seistes kohtate turul erinevaid kaablitüüpe, nagu RG-58, LMR-400 või rohkem spetsialiseerunud pooljäigasid kaableid.

Selle artikli keskmes on nende erinevate kaablitüüpide erinevate valikukriteeriumide tõlgendamine . Iga sidesüsteemi puhul on vale kaabli valimine sama, mis vale torujuhtme valimine – see võib parimal juhul kaasa tuua jõudluse vähenemise ja halvimal juhul süsteemi rikke. Meie põhiülesanne  on vastata järgmisele: kuidas teha optimaalne kompromiss jõudluse, kulude ja füüsiliste omaduste vahel?

Sügavsukeldumine: kolme peamise RF-kaablitüübi võrdlus

RF-koaksiaalkaablid võib nende struktuuri, dielektrilise materjali ja varjestuskonstruktsiooni alusel laias laastus jagada kolme põhitüüpi. Nende omaduste mõistmine on õige valiku aluseks.

Kaabli tüüp	Struktuursed omadused	Tüüpilised rakendused	Peamised eelised	Peamised puudused
RG-seeria  (nt RG-58, RG-174)	Standardne disain, kasutab tugevat PE-dielektrilist, põimitud kilpi.	Laboratoorsed testid, üldised plaastrijuhtmed, lühikesed vahemaad, vähenõudlikud antenni söötjad.	Madalaim hind , väga paindlik, lihtne painutada ja paigaldada.	Suurem kadu (summutus), jõudlus halveneb kiiresti kõrgetel sagedustel (>1 GHz ) .
LMR-seeria (madala kaoga)  (nt LMR-400)	Kasutab vahtpolüetüleenist  (Foamed PE) dielektrilist, kahekihilist või mitmekihilist varjestust (foolium + punutis).	Tugijaama ühendused, väliantennide kaugkanalid, WLAN- ja GPS-rakendused.	Äärmiselt madal sumbumine , mis suurendab oluliselt ülekandekaugust ja tõhusust.	Suhteliselt jäigem, nõutav suurem painderaadius, kõrgem hind kui RG seerial.
Pooljäik/mugav	Välisjuht on tahke vasest või alumiiniumist toru, dielektrik on PTFE.	Lennundus-, sõjaväe-, sisemise mikrolaineahju trükkplaadi ühendused, ülitäpsed katseseadmed.	Minimaalne kadu , ülikõrge sageduspiirang  suurepärane faasistabiilsus.	Peab olema eelnevalt vormi painutatud spetsiaalsete tööriistade abil, raske paigaldada.

1. RG-seeria kaablid (raadiojuht)

RG-seeria on vanim ja enimkasutatav RF-kaablite perekond. Need on lihtsa struktuuriga, kulutõhusad ja väga paindlikud. Nende peamine puudus on aga signaali märkimisväärne nõrgenemine kõrgetel sagedustel (UHF ja kõrgemal) ja pikkadel vahemaadel. Need sobivad üldiselt üldiste ühenduste jaoks  , kus jõudlusnõuded on vähem nõudlikud.

2. LMR-seeria (madala kaoga)

LMR (või samaväärsed väikese kadu) kaablid on spetsiaalselt loodud välistingimustes kasutamiseks, mis nõuavad pikamaaedastust  või kõrgeid sagedusi . Nad kasutavad dielektrilise konstandi alandamiseks vahustatud dielektrikut  , mis vähendab signaali kadu, ning paksemaid ja põhjalikumaid varjestusstruktuure, et parandada häirevastast võimekust. Kui teie linkide eelarve on kitsas või signaali edastuskaugus ületab 10 meetrit, on LMR-seeria sageli optimaalne valik.

3. Pooljäigad/ühilduvad kaablid

Need kaablid on raadiosagedussüsteemide 'kõrge jõudlusega sportautod'. Need pakuvad suurepärast elektrilist jõudlust, eriti mikrolaineahju sagedusalas. Tahke metallist välisjuht tagab peaaegu täiusliku varjestuse, samas kui PTFE dielektrik tagab väikseima võimaliku dielektrilise kao ja suurepärase faasistabiilsuse  (see tähendab, et kaabli elektriline pikkus muutub painutamisel minimaalselt), mis on ülitäpse faasitud massiivide või katse- ja mõõteseadmete jaoks ülioluline.

Peamiste tehniliste detailide võrdlus

Kaablitüüpide jõudluse erinevused tulenevad peamiselt nende dielektrilistest materjalidest  ja varjestuskonstruktsioonist  .

1. Dielektrilise materjali mõju:

Tahke PE (polüetüleen):  tavaline RG-seerias. Madal hind, kuid suhteliselt suur kadu ja halb vastupidavus kõrgele temperatuurile.

Vahustatud PE (polüetüleen):  LMR-seeria tuum. Õhumullide viimisega PE-sse vähendatakse tõhusalt dielektrilist konstanti. See võimaldab signaalil kiiremini levida ja vähendab oluliselt kaabli sumbumist , muutes selle väikese kadudega kaablite jaoks võtmeks.

PTFE (polütetrafluoroetüleen):  kasutatakse pooljäikades ja sõjalistes kaablites. Sellel on äärmiselt madal dielektriline kadu ja see talub kõrgemaid temperatuure ja sagedusi.

2. Varjestusstruktuur:

Punumine:  tagab hea painduvuse, kuid varjestuse efektiivsus võib sageduse kasvades väheneda.

Foolium + punutis:  LMR-liinide standardkonfiguratsioon. Alumiiniumfoolium tagab 100% katvuse, blokeerides tõhusalt kõrgsageduslikud häired, samas kui välimine punutis tagab mehaanilise tugevuse ja täiendava madalsagedusliku varjestuse.

Tahke toru:  kasutatakse pooljäikades kaablites. Pakub parimat varjestusjõudlust, minimeerides signaalilekke ja on kõrgeima jõudlusega valik.

Kuidas valida rakenduse stsenaariumi alusel

Õige kaabli valimine on kolme teguri tasakaalustamise protsess: jõudlus (summutus/sagedus) , kulu ja füüsiline paindlikkus.

Stsenaarium	Põhinõue	Soovitatav kaabli tüüp	Põhjendus
Välitugijaama  antenniühendus	Väike kadu, ilmastikukindlus  , pikk vahemaa.	LMR seeria	Tagab, et ka nõrgad  signaalid jõuavad tõhusalt tugijaama seadmeteni; madal sumbumine on esmane mõõdik.
Sisemine testplaastri juhe (2 meetri raadiuses)	Paindlikkus, kontrollitav hind.	RG seeria	Kui sagedus on alla 1 GHz, on RG-kaablite sumbumise mõju minimaalne ja paigaldamine on mugav.
Sisemine kõrgsageduslik ühendus	Kõrgsageduspiirang, faasi stabiilsus.	Pooljäik/mugav	Garanteerib signaali terviklikkuse ja järjepidevuse, sobib RF-moodulite vaheliste täpsete ühenduste jaoks.
Valvevideosüsteemid (CATV)	75Ω  impedants, mõõdukas maksumus.	RG-6 / RG-11	Spetsiifilised 75 Ω kaablid, mis tagavad video edastamiseks vajaliku suure ribalaiuse ja madalad kulud.

Kokkuvõte: valiku põhiprintsiibid

Absoluutset 'parimat' RF-kaablit pole olemas; ainult kõige sobivam  . Valiku põhiprintsiip on: optimaalse tasakaalu leidmine kulude  ja füüsilise paindlikkuse vahel , täites samal ajal jõudlusnõudeid  (sagedus, sumbumine, VSWR).

Kui eelarve on kitsas ja vahemaa lühike:  kaaluge RG-seeriat.

Kui vahemaa on pikk ja vajalik on kõrge kasutegur:  peate üle minema LMR-ile või mõnele muule väikese kaoga seeriale.

Kui on vaja äärmist täpsust ja kõrget sagedust:  kaaluge pooljäikaid kaableid.