בתחום המודרני של תקשורת אלקטרונית, כבלים קואקסיאליים RF הם מרכיבי מפתח בשימוש נרחב בתרחישים כגון תקשורת אלחוטית, רדיו וטלוויזיה וניווט מכ'ם. הם מורכבים ממוליך פנימי, שכבת בידוד, מוליך חיצוני ונדן חיצוני. המוליך הפנימי משדר אותות ויכול להיות חוט מוצק בודד או חוט מעוות רב-גדילי; שכבת הבידוד עשויה מחומרים כגון פוליאתילן לשמירה על בידוד חשמלי ותמיכה מבנית; המוליך החיצוני עשוי בעיקר מרשת נחושת קלועה או רדיד אלומיניום להגנה על הפרעות אלקטרומגנטיות; הנדן החיצוני מגן על הכבל מפני שחיקה סביבתית. היתרון המרכזי שלו טמון בהגבלה של אנרגיה אלקטרומגנטית בתוך המדיום לשידור דרך מבנה קונצנטרי, השגת שידור אות עם הנחתה נמוכה, ביצועי מיגון גבוהים ופס תדרים רחב, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לתרחישי תדר מיקרוגל.
I. מאפייני ליבה
(1) עכבה אופיינית
זהו אינדיקטור מרכזי הקובע את יעילות העברת האות, הקשור ישירות ליחס הגודל של המוליכים הפנימיים והחיצוניים, ומושפע באופן משמעותי מהשפעת העור. עכבת ה-50 אוהם הנפוצה יכולה לאזן בין שידור כוח ואובדן, להתאים לרוב הציוד, ונמצאת בשימוש נרחב בתחומים כמו תקשורת אלחוטית; 75 אוהם משמש בעיקר ברשתות טלוויזיה בכבלים (CATV), עם רוחב פס שידור של עד 1GHz, ורוחב הפס של דגמים נפוצים הוא 750MHz.
(2) VSWR והפסד החזר
VSWR משקף את מידת השתקפות האות, וערך קטן יותר מצביע על עקביות כבל טובה יותר. ה-VSWR של מכלולי כבלי מיקרוגל טיפוסיים הוא בין 1.1-1.5, המקביל לאובדן החזרה של 26.4-14dB, ויעילות השידור מגיעה ל-96%-99.8% בשלב זה. ביישומים מעשיים, VSWR של פחות מ-1.5 יכול לענות על רוב הצרכים.
(3) ביצועי הנחתה
הנחתה (אובדן החדרה) מורכבת מהפסדי דיאלקטריים, מוליכים וקרינה. ככל שהתדירות גבוהה יותר וככל שגודל המוליך קטן יותר, כך ההנחתה ברורה יותר, ועליית הטמפרטורה גם יחמירו את האובדן. בעת הבחירה, יש צורך לשקול את מרחק השידור ואת התדירות כדי להבטיח שידור אות יעיל.
(4) קיבולת כוח
הוא מחולק לשיא ויכולת כוח ממוצעת. הראשון תלוי ביכולת התנגדות המתח, והשני קשור ליכולת פיזור החום, המושפעת מגורמים כמו התנגדות הטמפרטורה של המדיום, טמפרטורת הסביבה וגובה. יש לשקול זאת באופן מקיף בשילוב עם ההספק והתדר בפועל.
(5) מאפיינים אחרים
מהירות ההתפשטות עומדת ביחס הפוך לקבוע הדיאלקטרי של המדיום. ככל שהקבוע הדיאלקטרי קטן יותר, כך הוא קרוב יותר למהירות האור, מה שעוזר באיתור תקלות; עיוות אינטרמודולציה פסיבי נגרם על ידי גורמים לא ליניאריים וניתן להפחיתו על ידי חומרים באיכות גבוהה; יציבות פאזה במהלך כיפוף היא חיונית עבור מערכות כגון מערכים מדורגים, וכבלים דיאלקטריים בצפיפות נמוכה מתפקדים טוב יותר.
II. קריטריוני בחירה
(1) התאמת עכבה
זה צריך להיות עקבי עם העכבה של ציוד המערכת. 50 אוהם נבחר עבור רוב התרחישים, ו-75 אוהם מועדף בתחום הרדיו והטלוויזיה כדי למנוע השתקפות אות ואובדן יעילות.
(2) VSWR והפסד החזר
עדיפות ניתנת למוצרים עם VSWR קטן ואובדן החזר גדול. נדרשים סטנדרטים גבוהים יותר עבור תרחישים בעלי דיוק גבוה, ויש לשים לב גם ליציבות הביצועים של פס התדרים המלא.
(3) הנחתה ועוצמה
לבדיקות למרחקים קצרים, ניתן לבחור כבלים בהתאם לסובלנות הציוד, ונדרשים דגמים בעלי אובדן נמוך למרחקים ארוכים; עבור תרחישים בעלי הספק גבוה, יש להתאים בקפדנות את קיבולת ההספק ולהעריך אותו בשילוב עם גורמים כגון תדר וסביבה.
(4) מיגון ועמידות
בסביבות עם הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות, נדרשים כבלים בעלי יעילות מיגון גבוהה. מיגון חד-שכבתי, דו-שכבתי ומשולש-שכבתי מתאימים בהתאמה לתדרים ותרחישים שונים; עבור תרחישים עם כיפוף תכוף, יש לשים לב לחיי הכיפוף וליציבות הפאזה, ובסביבות בדיקה, יש לשקול את חיי החיבור של המחברים.
III. יישומים אופייניים
(1) תקשורת אלחוטית
הוא משמש לחיבור תחנות בסיס ואנטנות, בתוך מסופים ניידים ונקודות גישה אלחוטיות. נדרשים כבלים עם אובדן נמוך, מיגון גבוה והתאמת עכבה, וכבלים גמישים מתאימים לצרכים של ציוד ממוזער.
(2) רדיו וטלוויזיה
כבלים של 75 אוהם הם הליבה של רשתות טלוויזיה בכבלים, ויש להשתמש במגברים לשידור למרחקים ארוכים; משדרים משתמשים בהם כדי לחבר משדרים ואנטנות כדי להבטיח את רוחב כיסוי האותות.
(3) מכ'ם וניווט
מערכות מכ'ם מסתמכות על כבלים בעלי קיבולת הספק גבוהה, אובדן נמוך ומיגון חזק להעברת אותות פולסים; בציוד ניווט, נדרשת שידור יציב של אותות לוויינים חלשים כדי להבטיח מיקום מדויק.
עם המבנה והביצועים הייחודיים שלו, כבלים קואקסיאליים RF הפכו ל'ערוצי העצבים' של התקשורת המודרנית. הבנת המאפיינים והלוגיקת הבחירה שלהם יכולה לענות טוב יותר על הצרכים של תרחישים שונים.
