Nel moderno campo delle comunicazioni elettroniche, i cavi coassiali RF sono componenti chiave ampiamente utilizzati in scenari quali comunicazioni wireless, radio e televisione e navigazione radar. Sono costituiti da un conduttore interno, uno strato isolante, un conduttore esterno e una guaina esterna. Il conduttore interno trasmette segnali e può essere un singolo filo solido o un filo intrecciato a più fili; lo strato isolante è costituito da materiali come polietilene per mantenere l'isolamento elettrico e il supporto strutturale; il conduttore esterno è costituito principalmente da rete di rame intrecciata o foglio di alluminio per schermare le interferenze elettromagnetiche; la guaina esterna protegge il cavo dall'erosione ambientale. Il suo vantaggio principale risiede nel confinare l'energia elettromagnetica all'interno del mezzo per la trasmissione attraverso una struttura concentrica, ottenendo una trasmissione del segnale con bassa attenuazione, elevate prestazioni di schermatura e un'ampia banda di frequenza, rendendolo particolarmente adatto per scenari di frequenza delle microonde.
I. Caratteristiche principali
(1) Impedenza caratteristica
Questo è un indicatore chiave che determina l'efficienza della trasmissione del segnale, direttamente correlato al rapporto dimensionale dei conduttori interno ed esterno e influenzato in modo significativo dall'effetto pelle. L'impedenza comune di 50 ohm può bilanciare la trasmissione e la perdita di potenza, adattarsi alla maggior parte delle apparecchiature ed è ampiamente utilizzata in campi come le comunicazioni wireless; 75 ohm viene utilizzato principalmente nelle reti televisive via cavo (CATV), con una larghezza di banda di trasmissione fino a 1 GHz e la larghezza di banda dei modelli comunemente utilizzati è 750 MHz.
(2) VSWR e perdita di ritorno
VSWR riflette il grado di riflessione del segnale e un valore più piccolo indica una migliore consistenza del cavo. Il VSWR dei tipici cavi assemblati a microonde è compreso tra 1,1 e 1,5, corrispondente a una perdita di ritorno di 26,4-14 dB, e l'efficienza di trasmissione raggiunge in questo momento il 96%-99,8%. Nelle applicazioni pratiche, un VSWR inferiore a 1,5 può soddisfare la maggior parte delle esigenze.
(3) Prestazioni di attenuazione
L'attenuazione (perdita di inserzione) è composta da perdite dielettriche, conduttrici e di radiazione. Maggiore è la frequenza e minore è la dimensione del conduttore, più evidente è l'attenuazione e anche l'aumento della temperatura aggrava la perdita. Nella scelta è necessario considerare la distanza e la frequenza di trasmissione per garantire una trasmissione efficace del segnale.
(4) Capacità di potenza
È diviso in capacità di potenza di picco e media. Il primo dipende dalla capacità di resistenza alla tensione e il secondo è legato alla capacità di dissipazione del calore, influenzata da fattori quali la resistenza alla temperatura del mezzo, la temperatura ambiente e l'altitudine. Deve essere considerato in modo completo in combinazione con la potenza e la frequenza effettive.
(5) Altre caratteristiche
La velocità di propagazione è inversamente proporzionale alla costante dielettrica del mezzo. Quanto più piccola è la costante dielettrica, tanto più è vicina alla velocità della luce, il che aiuta nella localizzazione del guasto; la distorsione passiva dell'intermodulazione è causata da fattori non lineari e può essere ridotta da materiali di alta qualità; la stabilità di fase durante la piegatura è fondamentale per sistemi come gli array a fasi e i cavi dielettrici a bassa densità funzionano meglio.
II. Criteri di selezione
(1) Adattamento dell'impedenza
Deve essere coerente con l'impedenza dell'apparecchiatura del sistema. Per la maggior parte degli scenari viene selezionato 50 ohm, mentre nel campo radiotelevisivo è preferibile 75 ohm per evitare la riflessione del segnale e la perdita di efficienza.
(2) VSWR e perdita di ritorno
La priorità viene data ai prodotti con piccolo ROS e grande perdita di ritorno. Per scenari ad alta precisione sono necessari standard più elevati e si dovrebbe prestare attenzione anche alla stabilità delle prestazioni dell'intera banda di frequenza.
(3) Attenuazione e potenza
Per i test a breve distanza, i cavi possono essere selezionati in base alla tolleranza dell'apparecchiatura, mentre per le lunghe distanze sono necessari modelli a bassa perdita; per gli scenari ad alta potenza, la capacità di potenza deve essere rigorosamente abbinata e valutata in combinazione con fattori quali frequenza e ambiente.
(4) Schermatura e durata
In ambienti con forti interferenze elettromagnetiche sono necessari cavi con elevata efficienza di schermatura. La schermatura a strato singolo, doppio e triplo strato è rispettivamente adatta a frequenze e scenari diversi; per scenari con flessioni frequenti, è necessario prestare attenzione alla durata di flessione e alla stabilità di fase, mentre per gli ambienti di test, è necessario considerare la durata di inserimento dei connettori.
III. Applicazioni tipiche
(1) Comunicazioni senza fili
Viene utilizzato per collegare stazioni base e antenne, all'interno di terminali mobili e punti di accesso wireless. Sono richiesti cavi con bassa perdita, alta schermatura e adattamento di impedenza, mentre i cavi flessibili sono adatti alle esigenze delle apparecchiature miniaturizzate.
(2) Radio e televisione
I cavi da 75 ohm sono il nucleo delle reti televisive via cavo e gli amplificatori devono essere utilizzati per la trasmissione a lunga distanza; i trasmettitori li utilizzano per collegare trasmettitori e antenne per garantire l'ampiezza della copertura del segnale.
(3) Radar e navigazione
I sistemi radar si affidano a cavi con elevata capacità di potenza, bassa perdita e forte schermatura per trasmettere segnali di impulsi; nelle apparecchiature di navigazione, è necessaria una trasmissione stabile di segnali satellitari deboli per garantire un posizionamento accurato.
Con la loro struttura e prestazioni uniche, i cavi coassiali RF sono diventati i 'canali nervosi' delle comunicazioni moderne. Comprenderne le caratteristiche e la logica di selezione può soddisfare meglio le esigenze di vari scenari.
