Typy RF kabelů: Praktický průvodce styly koaxiálních kabelů, ztrátou signálu a výběrem

Propojka 1 m RG58 vás stojí asi 1 dB na 2,4 GHz, což je zhruba 20 % vstupního výkonu. Vyměňte jej za polotuhý kabel 0,141 a stejný běh ztratí něco přes polovinu. Nic jiného v sestavě se nezměnilo – změnil se pouze typ kabelu.

To je důvod, proč je rodina kabelů obvykle prvním rozhodnutím, které stojí za to udělat při porovnávání typů RF kabelů. Impedance rozhoduje o tom, k čemu se kabel smí připojit, konstrukce rozhoduje o tom, kolik signálu dosáhne na vzdálený konec, a rozhraní konektoru omezuje frekvenci, kterou může hotová sestava přenášet. Následující pojednává o tom, jak se rodiny liší, co ve skutečnosti znamenají čísla datových listů a kde se objednávky nejčastěji pokazí.

Porovnání hlavních typů RF kabelů

Téměř každý katalogový kabel spadá do jedné z pěti rodin. Překrývají se v impedanci a možnostech konektorů, takže skutečné rozdíly se týkají ztráty pro daný průměr, jak pevně je můžete ohnout a zda bude běh někdy přesměrován.

Orientační útlum na 1 GHz pro běžné 50ohmové rodiny; hodnoty se posouvají s průměrem, dielektrikem a výrobcem, proto potvrďte podle datového listu dodavatele.
Rodina	Typické velikosti	Ztráta při 1 GHz (dB/m)	Nejlépe se hodí	Hlavní kompromis
Flexibilní (styl RG)	RG316, RG58, RG213, 1,9–10,3 mm	0,3–1,2	Skoky na lavici, krátké běhy, záplatování laboratoří	Nejvyšší ztráta pro daný průměr
Nízkoztrátová flexibilní	0,240 palce, 0,400 palce, pěna nebo vzduchová mezera	0,1–0,45	Anténní napáječe, vedení v budově	Tužší bunda, širší poloměr ohybu
Polotuhá	0,047–,250 in, masivní PTFE, měděná trubka	0,2–1,2	Fázově kritické cesty, husté vnitřní směrování	Po tvarování nelze přesměrovat
Přizpůsobivé	0,086–.250 in, ručně tvarovatelné	0,25–1,0	Pevné skříně, prototypové směrování	Méně opakovatelné, kratší životnost
vlnité (tvrdé)	1/2 palce, 7/8 palce	0,05–0,15	Dlouhá krmítka, vysoký výkon, venkovní výběhy	Poloměr ohybu a náklady na konektor

Na 10 m při 2 GHz ztrácí RG58 zhruba 9 dB, kdežto 0,240 v nízkoztrátovém kabelu ztrácí asi 3 dB. Tato mezera pochází z dielektrika a stínění, nikoli z mědi.

Impedance je na prvním místě: 50 nebo 75 ohmůů

Dvě impedance pokrývají téměř veškerou RF práci a nejsou zaměnitelné.

50 ohmů

Bezdrátové, radarové, GPS, testovací přístroje
Standardní pro rozhraní SMA, N, TNC a 2,4 mm
Výchozí pro cokoli, co nese modulovaný signál

75 ohm

Vysílání videa, CATV, satelitní IF distribuce
Běžné u BNC a F konektorů
Typ N se zřídka vyrábí v 75 ohmech

75ohmová zástrčka na 50ohmovém jacku přímo neselže – odráží se. Spoj přidává zpětné ztráty, zdroj vidí horší zatížení a rozmítání ukazuje zvlnění, které je často obviňováno z kabelu. Míchání se nejsnáze splete s BNC, kde verze 50 a 75 ohm vypadají zvenčí identicky a liší se pouze dielektrikem a středovým kolíkem.

Uvnitř kabelu: čtyři vrstvy, čtyři úlohy

Každá vrstva se v datovém listu pohybuje o jiné číslo, a proto se dva kabely se stejnou impedancí mohou chovat velmi odlišně.

Výřez koaxiálního kabelu: dielektrikum nastavuje ztrátový a rychlostní faktor, stínění nastavuje únik a stínění.

Středový vodič: pevná měď pro nejnižší ztráty a stabilní fázi; uvízlý pro flexibilní život.
Dielektrikum: pevný PE (faktor rychlosti asi 0,66) je levný a stabilní, pěnový PE (0,80–0,88) snižuje ztráty, ale je měkčí, pevný PTFE (asi 0,70) zvládá teplo a vyhovuje polotuhým konstrukcím.
Štít: jeden oplet poskytuje 90–95% pokrytí, zatímco fólie s opletem se blíží plnému pokrytí a zlepšuje stínění při vysoké frekvenci – za cenu tuhosti.
Plášť: PVC vnitřní, FEP pro teplotní a chemickou odolnost, TPU pro venkovní otěr.

Faktor rychlosti je položka, kterou kupující nejčastěji přeskakují. Pevný PE kabel s faktorem 0,66 je elektricky 1,5násobek své fyzické délky, takže 3 m koaxu se chová jako 4,5 m volného prostoru. To je důležité pro fázově přizpůsobené páry, zpožďovací linky a anténní svazky, kde dva kabely stejné fyzické délky mohou stále vycházet z kroku, pokud se jejich dielektrika liší.

Čtení čísel ztrát, aniž byste se nechali zmást

Útlum v datovém listu se měří na rozmítaném analyzátoru při pokojové teplotě do odpovídajících 50-ohmových zátěží a uvádí se buď v dB na 100 stop nebo v dB na 100 m. Převod jednotek je tam, kde se chyby vkrádají: 0,5 dB/100 ft je stejný kabel jako 1,6 dB/100 m, přesto jsou tato dvě čísla na nabídkovém listu daleko od sebe.

Orientační útlum při 1 GHz, dB na metr. Údaje jsou typické publikované hodnoty a liší se podle tolerance a konstrukce.

Útlum versus frekvence, v dB na metr, za předpokladu, že ztráta roste s druhou odmocninou frekvence.

Ztráta roste zhruba s druhou odmocninou frekvence, takže kabel s frekvencí 1 GHz je při frekvenci 6 GHz asi 2,4krát ztrátovější. Pokud linka běží na 3,5 GHz, požádejte o útlum na 3,5 GHz, nikoli o číslo v nadpisu, a potvrďte toleranci – plus mínus 5 % mezi výrobními šaržemi je normální.

Super Low-Loss Flexible RF Cable Assembly

Sestava flexibilního RF kabelu se super nízkými ztrátami Předem ukončená sestava pro vysokofrekvenční spoje, která nabízí ultranízký vložný útlum a stabilní fázový výkon, kde záleží na každém decibelu. Zobrazit produkt →

Když se počítá každá desetina decibelu, předem ukončená flexibilní sestava se super nízkými ztrátami odstraní z výpočtu krimpování i dohady.

Konektorová rozhraní nastavují strop

Rozhraní zakrývá sestavu. Kabel zakončený SMA nedodá 40 GHz jednoduše proto, že koaxiální kabel má vyšší hodnocení – určuje horní limit konektoru, stejně jako spuštění do desky nebo modulu, se kterým se spojuje.

Typická maximální pracovní frekvence pro běžná 50ohmová rozhraní; skutečný limit závisí na konkrétním těle konektoru, kabelu a spuštění.
Rozhraní	Typické maximum	Společné párování kabelů	Poznámky
BNC	4 GHz	RG58, RG174	Bajonetová spojka, rychlé laboratorní záplatování
TNC	11 GHz	RG58, RG316	Závitová varianta BNC, lepší pod vibracemi
N-typ	11–18 GHz	0,400 palce, 1/2 palce vlnité	Venkovní podavače, střední výkon
SMA	26,5 GHz	.141 v polotuhé, RG316	Nejběžnější mikrovlnné rozhraní
2,4 mm	50 GHz	0,086 palce, 0,141 palce	Test přesnosti, přístrojové porty
1,85 mm	67 GHz	0,047–0,086 palce	Vysokofrekvenční nástroje a moduly

Nejprve vyberte rozhraní a poté kabel, který se k němu hodí. Každé tělo konektoru je vyrobeno pro definovaný rozsah průměrů kabelů, takže konektor vyrobený pro RG58 nebude sedět na kabelu s nízkou ztrátou 0,240, i když oba mají 50 ohmů.

Řada koaxiálních konektorů SMA RF Závitové 50Ω konektory pokrývající DC–26,5 GHz, s samčí a samičí variantou a tabulkami kompatibility kabelů pro přizpůsobení rozhraní k sestavám. Zobrazit produkt →

SMA zůstává tahounem stolní a mikrovlnné práce, a proto se objevuje v tolika sestavách, které vyrábíme.

Odpovídající kabel ke konektoru a k práci

Většina argumentů výběru zmizí, jakmile je aplikace pojmenována. Tato párování pokrývají většinu objednávek:

Lavička a laboratoř, pod 1 m: RG316 nebo RG58 s SMA. Na několika desetinách decibelu nezáleží vedle flexibility a nákladů.
Venkovní podavač, 10–50 m: 0,400 v nízkoztrátovém nebo 1/2 v vlnitém typu N. Na odolnosti spoje proti povětrnostním vlivům záleží více než posledních 0,3 dB.
Fázově kritický svazek: polotuhý nebo ohebný kabel dodávaný jako fázově přizpůsobená sada s uvedenou tolerancí ve stupních při uvedené frekvenci.
Místa s nízkým PIM: sestavy specifikované hodnotou PIM při dvoutónovém testu, obvykle kolem -150 dBc, spíše než samotným vložným útlumem.
Přepážka, vakuová nebo tlaková hranice: hermeticky uzavřené konektory a těsnění sklo-kov, kde musí spoj držet tlak i signál.

Pokud není vlastní krimpování praktické, předběžně ukončené sestavy dorazí otestované a označené; tento přehled co dělají sestavy RF kabelů pokrývá dodatečné kontroly, které jsou s nimi spojeny.

Řada koaxiálních RF konektorů typu N Závitové 50Ω a 75Ω konektory dimenzované na DC–18 GHz a DC–3 GHz, vhodné pro provoz napáječe, který čelí povětrnostním vlivům, točivému momentu a opakovanému spojení. Zobrazit produkt →

U podavačů je tělo typu N obvykle rozhodující částí kusovníku, protože musí odolat počasí, kroutícímu momentu a opakovanému spojení.

Pět detailů, které způsobují přepracování

Míchání dB/100 ft a dB/100 m na stejném srovnávacím listu. Nejprve vše převeďte a poté porovnejte.
Citování spárovaného páru pouze podle délky. Rychlostní faktor se musí také shodovat, nebo je pár spárován pouze na jedné frekvenci.
Objednání konektoru bez kontroly jeho kabelové skupiny. Katalogový list uvádí typy kabelů, pro které bylo tělo vyrobeno.
Ignorování poloměru ohybu. Kink mění impedanci trvale; ohebné kabely jsou běžně uváděny v desetinásobku vnějšího průměru.
Ponechání teploty a vniknutí neuvedené. Plášť z PVC je dobrý v interiéru a špatná volba na stožáru, zatímco FEP nebo TPU obvykle stojí o něco málo víc.

Často kladené otázky

Jaké jsou různé typy koaxiálních kabelů?

Hlavní typy RF kabelů jsou flexibilní RG, nízkoztrátové flexibilní, polotuhé, přizpůsobivé a vlnité pevné linie, každý opět rozdělen podle impedance a průměru.

Je 50 ohm lepší než 75 ohm?

Ani jedno není lepší. 50 ohmů vyhovuje bezdrátovým, radarovým a testovacím zařízením; 75 ohmů vyhovuje video a CATV distribuci. Smíchání těchto dvou způsobí odrazy ve spoji.

Jaký je rozdíl mezi RG58 a RG316?

Oba jsou 50-ohmové flexibilní kabely, ale RG316 má průměr asi 2,5 mm s PTFE dielektrikem, zatímco RG58 má zhruba 5 mm s pevným PE. RG316 se ohýbá pevněji a ztrácí více na metr.

Který typ RF kabelu má nejnižší ztráty?

Velká vlnitá pevná linie je nejnižší, obvykle výrazně pod 0,15 dB/m při 1 GHz. Mezi malými kabely je obvykle praktickou volbou 0,400 v nízkoztrátovém ohebném.

Mohu použít konektor SMA na kabelu RG58?

Pouze s tělem konektoru vyrobeným pro tuto skupinu kabelů. SMA se vyrábí v několika velikostech pro různé průměry a ta špatná nebude správně krimpovat ani nedrží impedanci.

K čemu se používá kabelová sestava s nízkým PIM?

Sestavy s nízkým PIM se používají tam, kde slabé signály sdílejí místo se silnými vysílači, jako jsou mobilní instalace. Udržují pasivní intermodulaci pod stanoveným limitem, obvykle kolem -150 dBc.