În domeniul modern al comunicațiilor electronice, cablurile coaxiale RF sunt componente cheie utilizate pe scară largă în scenarii precum comunicațiile fără fir, radioul și televiziunea și navigația radar. Ele constau dintr-un conductor interior, un strat izolator, un conductor exterior și o manta exterioară. Conductorul interior transmite semnale și poate fi un singur fir solid sau un fir răsucit cu mai multe fire; stratul izolator este realizat din materiale precum polietilena pentru a menține izolarea electrică și suportul structural; conductorul exterior este realizat în principal din plasă de cupru împletită sau folie de aluminiu pentru a proteja interferențele electromagnetice; mantaua exterioară protejează cablul de eroziunea mediului. Avantajul său principal constă în limitarea energiei electromagnetice în mediu pentru transmisie printr-o structură concentrică, realizând transmisia semnalului cu atenuare scăzută, performanță ridicată de ecranare și o bandă largă de frecvență, făcându-l deosebit de potrivit pentru scenariile de frecvență cu microunde.
I. Caracteristici de bază
(1) Impedanta caracteristica
Acesta este un indicator cheie care determină eficiența transmisiei semnalului, direct legat de raportul de dimensiune a conductorilor interior și exterior și afectat semnificativ de efectul pielii. Impedanța comună de 50 ohmi poate echilibra transmisia și pierderea de putere, se poate adapta la majoritatea echipamentelor și este utilizată pe scară largă în domenii precum comunicațiile fără fir; 75 de ohmi este folosit în principal în rețelele de televiziune prin cablu (CATV), cu o lățime de bandă de transmisie de până la 1GHz, iar lățimea de bandă a modelelor utilizate în mod obișnuit este de 750MHz.
(2) VSWR și pierdere de rentabilitate
VSWR reflectă gradul de reflexie a semnalului, iar o valoare mai mică indică o mai bună consistență a cablului. VSWR al ansamblurilor tipice de cablu cu microunde este între 1,1-1,5, corespunzând unei pierderi de retur de 26,4-14dB, iar eficiența transmisiei ajunge la 96%-99,8% în acest moment. În aplicațiile practice, un VSWR mai mic de 1,5 poate satisface majoritatea nevoilor.
(3) Performanța de atenuare
Atenuarea (pierderea de inserție) este compusă din pierderi dielectrice, conductori și radiații. Cu cât frecvența este mai mare și cu cât dimensiunea conductorului este mai mică, cu atât atenuarea este mai evidentă și creșterea temperaturii va agrava, de asemenea, pierderea. La selectare, este necesar să se ia în considerare distanța și frecvența de transmisie pentru a asigura transmisia eficientă a semnalului.
(4) Capacitatea de putere
Este împărțit în putere maximă și putere medie. Prima depinde de capacitatea de rezistență la tensiune, iar cea de-a doua este legată de capacitatea de disipare a căldurii, afectată de factori precum rezistența la temperatură a mediului, temperatura ambiantă și altitudinea. Trebuie luată în considerare în mod cuprinzător în combinație cu puterea și frecvența reală.
(5) Alte caracteristici
Viteza de propagare este invers proporțională cu constanta dielectrică a mediului. Cu cât constanta dielectrică este mai mică, cu atât este mai aproape de viteza luminii, ceea ce ajută la localizarea defecțiunii; distorsiunea intermodulației pasive este cauzată de factori neliniari și poate fi redusă cu materiale de înaltă calitate; stabilitatea fazei în timpul îndoirii este crucială pentru sisteme precum rețelele în fază, iar cablurile dielectrice cu densitate scăzută funcționează mai bine.
II. Criterii de selecție
(1) Potrivirea impedanței
Trebuie să fie în concordanță cu impedanța echipamentului sistemului. Pentru majoritatea scenariilor sunt selectați 50 ohmi, iar în domeniul radio și televiziune se preferă 75 ohmi pentru a evita reflectarea semnalului și pierderea eficienței.
(2) VSWR și pierdere de rentabilitate
Se acordă prioritate produselor cu VSWR mic și pierderi mari de rentabilitate. Sunt necesare standarde mai înalte pentru scenariile de înaltă precizie și ar trebui să se acorde atenție, de asemenea, stabilității performanței întregii benzi de frecvență.
(3) Atenuare și putere
Pentru testarea pe distanțe scurte, cablurile pot fi selectate în funcție de toleranța echipamentului, iar modelele cu pierderi reduse sunt necesare pentru distanțe lungi; pentru scenarii de mare putere, capacitatea de putere trebuie să fie strict adaptată și evaluată în combinație cu factori precum frecvența și mediul.
(4) Protecție și durabilitate
În mediile cu interferențe electromagnetice puternice, sunt necesare cabluri cu eficiență ridicată de ecranare. Ecranarea cu un singur strat, cu două straturi și, respectiv, cu trei straturi, sunt potrivite pentru diferite frecvențe și scenarii; pentru scenariile cu îndoire frecventă, trebuie acordată atenție duratei de îndoire și stabilității fazei, iar pentru mediile de testare, trebuie luată în considerare durata de viață a conectorilor.
III. Aplicații tipice
(1) Comunicații fără fir
Este folosit pentru conectarea stațiilor de bază și a antenelor, în interiorul terminalelor mobile și a punctelor de acces fără fir. Sunt necesare cabluri cu pierderi reduse, ecranare mare și potrivire a impedanței, iar cablurile flexibile sunt potrivite pentru nevoile echipamentelor miniaturizate.
(2) Radio și Televiziune
Cablurile de 75 de ohmi sunt nucleul rețelelor de televiziune prin cablu, iar amplificatoarele trebuie utilizate pentru transmisia pe distanțe lungi; transmițătoarele le folosesc pentru a conecta transmițătoare și antene pentru a asigura lărgimea acoperirii semnalului.
(3) Radar și navigație
Sistemele radar se bazează pe cabluri cu capacitate mare de putere, pierderi reduse și ecranare puternică pentru a transmite semnale de impuls; în echipamentele de navigație, este necesară transmiterea stabilă a semnalelor slabe de satelit pentru a asigura o poziționare precisă.
Cu structura și performanțele sale unice, cablurile coaxiale RF au devenit „canalele nervoase” ale comunicațiilor moderne. Înțelegerea caracteristicilor și a logicii de selecție a acestora poate răspunde mai bine nevoilor diferitelor scenarii.
