Come funziona Coax: la risposta breve
Il cavo coassiale trasmette segnali elettrici utilizzando due conduttori concentrici - un conduttore interno solido circondato da un conduttore esterno tubolare (schermatura) - separati da un isolante dielettrico e avvolti in una guaina esterna protettiva. La geometria mantiene il segnale confinato all'interno del cavo, riducendo drasticamente le interferenze elettromagnetiche (EMI) e la perdita di segnale rispetto al doppino intrecciato standard o al cavo parallelo. Questo è il motivo per cui il cavo coassiale rimane la scelta ideale per la trasmissione RF, Internet a banda larga, televisione via cavo e strumentazione di precisione, anche con l'espansione delle alternative in fibra e wireless.
Ogni strato di un cavo coassiale ha uno scopo fisico ed elettrico specifico. Il conduttore trasporta corrente; il dielettrico controlla l'impedenza e la velocità di propagazione; lo scudo blocca il rumore; la giacca protegge dai danni meccanici e ambientali. Togli uno strato qualsiasi e il cavo smetterà di funzionare correttamente. Comprendere ogni livello e il modo in cui interagiscono spiega perché l'ingegneria coassiale è più impegnativa di quanto sembri.
La struttura fisica di un cavo coassiale, strato per strato
Conduttore interiore
Il conduttore centrale è generalmente in rame solido o intrecciato, sebbene l'acciaio rivestito di rame (CCS) e il rame argentato siano utilizzati in applicazioni ad alta frequenza o ad alta resistenza. Il diametro varia da meno di 0,5 mm nei cavi RF miniaturizzati a oltre 10 mm nei cavi trunk CATV di grandi dimensioni. Alle alte frequenze, la corrente viaggia vicino alla superficie del conduttore – un fenomeno chiamato effetto pelle – quindi la qualità della superficie e la conduttività del conduttore influiscono direttamente sui valori di perdita. La placcatura in argento aumenta la conduttività superficiale, motivo per cui i cavi per microonde spesso la utilizzano.
Isolante dielettrico
Inserito tra i conduttori interno ed esterno, il dielettrico controlla due parametri critici: impedenza e velocità di propagazione (VoP). I materiali dielettrici comuni includono polietilene solido (PE), polietilene espanso, politetrafluoroetilene (PTFE) e design con spaziatura in aria. Il PE espanso abbassa la costante dielettrica da circa 2,25 (PE solido) a circa 1,4–1,6 , che aumenta il VoP da circa il 66% al 78-85% della velocità della luce e contemporaneamente riduce la perdita dielettrica, entrambi auspicabili per applicazioni a banda larga o a lungo termine. Il PTFE viene scelto quando è importante la stabilità della temperatura; mantiene le sue proprietà elettriche da –65 °C a 200 °C.
Lo spessore e l'uniformità dello strato dielettrico determinano direttamente l'impedenza caratteristica del cavo. Anche una leggera eccentricità, ovvero il posizionamento decentrato del conduttore interno, sposta l'impedenza e crea riflessioni. Questo è il motivo per cui la precisione dell'estrusore per fili e cavi è così importante nella produzione: la matrice a croce deve centrare il conduttore entro una tolleranza misurata in micrometri.
Conduttore esterno (schermatura)
La schermatura svolge due funzioni contemporaneamente: è il percorso della corrente di ritorno per il segnale ed è la barriera elettromagnetica che impedisce al rumore esterno di accoppiarsi nel cavo. Le costruzioni comuni dello scudo includono:
- Tubo solido in alluminio o rame — utilizzato nei cavi CATV hard-line; copertura quasi del 100%, perdita molto bassa, rigido
- Scudo intrecciato — copertura ottica tipicamente dell'85–98%; flessibile, durevole, utilizzato in RG-58, RG-6, RG-11
- Combinazione di trecce in lamina — la lamina fornisce una copertura del 100%; la treccia aggiunge resistenza meccanica e continuità DC; comune nei cavi satellitari e a banda larga
- Tri-scudo e quad-scudo — strati multipli di lamina e treccia per ambienti ad alta interferenza; l'efficacia della schermatura può superare i 90 dB
Giacca esterna
La guaina è lo strato protettivo più esterno, comunemente realizzato in PVC, polietilene, LSZH (low smoke zero halogen) o fluoropolimeri. La scelta del materiale del rivestimento dipende dall'ambiente di installazione: il PVC è economico e ignifugo per uso interno; PE e LLDPE offrono resistenza ai raggi UV e all'umidità per l'interramento all'aperto; LSZH è obbligatorio negli spazi pubblici e nelle infrastrutture di trasporto a causa della ridotta emissione di gas tossici negli incendi. La guaina viene applicata da un estrusore per fili e cavi in un passaggio di estrusione separato dopo che la schermatura è stata completata.
Impedenza caratteristica: perché dominano 50 Ω e 75 Ω
L'impedenza caratteristica non è una resistenza CC: è una proprietà indipendente dalla frequenza determinata interamente dalla geometria del cavo e dalla costante dielettrica dell'isolante. La formula è:
Z₀ = (138 / √εr) × log₁₀(D/d)
Dove εr è la permettività relativa del dielettrico, D è il diametro interno del conduttore esterno e d è il diametro esterno del conduttore interno. Due valori di impedenza dominano il mondo coassiale per ragioni ingegneristiche ben consolidate:
| Parametro | Coassiale da 50 Ω | Coassiale da 75 Ω |
|---|---|---|
| Ottimizzato per | Gestione della potenza | Perdita minima del segnale |
| Applicazioni tipiche | Trasmettitori RF, antenne, apparecchiature di prova, Ethernet (10BASE2) | CATV, satellite, HDTV, distribuzione a banda larga |
| Tipi di cavi comuni | RG-58, RG-8, LMR-400 | RG-6, RG-11, RG-59 |
| Attenuazione a 1 GHz (tipica) | ~5–6 dB/100 m (RG-58) | ~4–5 dB/100 m (RG-6) |
L'impedenza di perdita minima teorica per un cavo coassiale con dielettrico in polietilene è di circa 77 Ω, motivo per cui 75 Ω è diventato lo standard del settore broadcast. Il valore di 50 Ω è un compromesso tra la gestione della potenza massima (~30 Ω ottimale) e la perdita minima, rendendolo più adatto per collegamenti RF bidirezionali. L'impedenza non corrispondente tra sorgente, cavo e carico provoca riflessioni del segnale, onde stazionarie e perdita di potenza, problemi quantificati dal rapporto delle onde stazionarie della tensione (VSWR).
Meccanica di trasmissione del segnale all'interno del cavo
Il cavo coassiale non trasmette segnali nel modo in cui la maggior parte delle persone immagina intuitivamente. L'energia non scorre attraverso il conduttore come l'acqua scorre attraverso un tubo. Si propaga invece come un’onda elettromagnetica nello spazio tra i conduttori interno ed esterno: la regione dielettrica. I conduttori agiscono come condizioni al contorno che guidano e confinano l'onda. Questa modalità di propagazione è chiamata modalità TEM (elettromagnetica trasversale), in cui sia la componente elettrica che quella magnetica sono interamente trasversali alla direzione di viaggio.
Il campo elettrico si irradia radialmente tra il conduttore interno ( ) e il conduttore esterno (–), mentre il campo magnetico forma cerchi concentrici attorno al conduttore interno. Poiché il campo è interamente racchiuso all'interno dello schermo, il cavo non irradia quasi alcuna energia verso l'esterno ed è quasi immune ai campi esterni, purché venga mantenuta l'integrità dello schermo. Una rottura nella schermatura, un connettore scadente o un cavo attorcigliato interrompono la geometria del campo e introducono rumore e perdite.
Velocità di propagazione e lunghezza elettrica
I segnali viaggiano attraverso il cavo coassiale a una velocità che è una frazione della velocità della luce nel vuoto, determinata dal dielettrico. Il PE solido offre un VoP di circa il 66%; il PE espanso lo aumenta al 78–85%; I design con spazio d'aria in PTFE possono raggiungere il 93–98%. Per un cavo da 10 metri con PE solido, il ritardo del segnale unidirezionale è di circa 50 nanosecondi. Ciò è importante nei tempi di precisione, nei sistemi radar e nelle antenne a schiera di fase, dove le lunghezze dei cavi vengono tagliate a lunghezze elettriche specifiche (frazioni o multipli della lunghezza d'onda del segnale) per ottenere relazioni di fase controllate.
Meccanismi di attenuazione
La perdita di segnale nel cavo coassiale proviene da tre fonti principali:
- Perdita del conduttore — riscaldamento resistivo nel conduttore interno e nello schermo, dominante alle frequenze più basse e proporzionale a √f per effetto pelle
- Perdita dielettrica — energia assorbita dall'isolante poiché il campo alternato sollecita la sua struttura molecolare; cresce linearmente con la frequenza ed è per questo che alle frequenze delle microonde vengono utilizzati dielettrici a bassa perdita come il PTFE e il PE espanso
- Perdita di radiazioni — perdite attraverso le imperfezioni dello schermo; generalmente trascurabile nei cavi ben costruiti ma significativo se la schermatura è danneggiata o se le modalità di propagazione di ordine superiore vengono eccitate al di sopra della frequenza di taglio del cavo
L'attenuazione è specificata in dB per unità di lunghezza a frequenze specifiche. Un cavo standard a quattro schermature RG-6 ha circa 2,0 dB/100 piedi a 100 MHz e 6,5 dB/100 piedi a 900 MHz , illustrando come la perdita aumenta significativamente con la frequenza. I cavi di fascia alta a bassa perdita come LMR-400 riducono l'attenuazione di 900 MHz a circa 2,7 dB/100 piedi attraverso conduttori più grandi e dielettrico in schiuma.
Come viene prodotto il cavo coassiale: il ruolo del Estrusore per fili e cavi
La produzione di cavi coassiali è un processo in più fasi in cui la precisione dimensionale in ogni fase determina le prestazioni elettriche del cavo. Un estrusore per fili e cavi è fondamentale per due delle fasi più critiche: isolamento dielettrico e applicazione del rivestimento esterno.
Conduttore interiore Drawing and Stranding
Il processo inizia con la barra di rame trafilata attraverso una serie di matrici per raggiungere il diametro del conduttore desiderato. Le tolleranze sono strette: per un cavo da 50 Ω con un conduttore da 0,9 mm, anche una deviazione di ±0,01 mm sposta notevolmente l'impedenza. I conduttori a trefolo passano attraverso una macchina per la legatura o la cordatura prima della linea di estrusione.
Estrusione dielettrica
È qui che l'estrusore di fili e cavi svolge la sua funzione più critica. Il conduttore viene alimentato attraverso una matrice a croce e attorno ad esso viene applicato PE fuso, PE espanso o composto PTFE sotto pressione e temperatura controllate. La concentricità del dielettrico, ossia la precisione con cui il conduttore è centrato all'interno dell'isolamento, deve essere mantenuta entro ±1–2% dello spessore della parete dielettrica per mantenere l'impedenza entro le specifiche.
Per i cavi in PE espanso, il gas (tipicamente azoto) viene iniettato nel flusso di polimero fuso per creare una struttura cellulare controllata. La densità della schiuma imposta direttamente la costante dielettrica , quindi la pressione del gas, la temperatura di fusione e la velocità della linea devono essere strettamente coordinate. Le moderne linee di estrusori per cavi utilizzano la misurazione della capacità in tempo reale dopo lo stampo: la misurazione della capacità per unità di lunghezza fornisce un'indicazione immediata del diametro dell'isolamento e della costante dielettrica, consentendo un feedback automatico al sistema di controllo dell'estrusore.
Dopo l'estrusione, il conduttore isolato passa attraverso una vasca di raffreddamento ad acqua per solidificare il dielettrico prima che raggiunga l'unità di traino a cingoli. Le velocità della linea per l'estrusione di dielettrico coassiale di piccolo diametro variano generalmente da 100 a oltre 500 metri al minuto, a seconda delle dimensioni del conduttore e dello spessore del dielettrico.
Schermatura
Dopo che il dielettrico si è raffreddato ed è stato avvolto, il cavo va a una linea di schermatura. Gli schermi in lamina vengono applicati avvolgendo il nastro laminato di alluminio-poliestere longitudinalmente o elicoialmente sul dielettrico. Gli schermi intrecciati vengono applicati su una macchina trecciatrice con dozzine o centinaia di bobine che trasportano filo di rame sottile o di rame stagnato. Per i cavi che richiedono una struttura lamina più treccia, entrambe le operazioni possono essere combinate in un unico passaggio macchina.
Estrusione di rivestimento
La fase di estrusione finale applica il rivestimento esterno utilizzando un altro estrusore per fili e cavi, in genere una macchina monovite o bivite a seconda del composto. Le linee di rivestimento in PVC normalmente funzionano a 50–150 m/min; I composti PE e LSZH richiedono un'attenta profilazione della temperatura lungo il cilindro dell'estrusore per prevenirne il degrado. L'uniformità dello spessore della parete del rivestimento viene controllata mediante test della scintilla (test di continuità ad alta tensione a 2–6 kV) e misuratori di diametro laser in linea. I cavi finiti sono stampati con designazione del tipo, impedenza, tensione nominale e data di produzione per l'identificazione sul campo.
Tipi comuni di cavi coassiali e relative specifiche
La designazione "RG" (Radio Guide) era originariamente un sistema di specifiche militari statunitensi. Sebbene molte designazioni RG siano state sostituite da codici articolo specifici del produttore per i cavi moderni, le designazioni legacy rimangono ampiamente riconosciute nel settore. Comprendere le differenze aiuta a selezionare il cavo giusto per una determinata applicazione.
| Tipo di cavo | Impedenza | Dielettrico | DE (circa) | Uso tipico |
|---|---|---|---|---|
| RG-58 | 50 Ω | PE solido | 4,95 mm | Radio amatoriale, Ethernet sottile, cavi di test |
| RG-8 / LMR-400 | 50 Ω | PE espanso | 10,3 mm | Lunghe corse dell'antenna, stazioni base |
| RG-59 | 75 Ω | PE solido | 6,15 mm | CCTV, brevi corse CATV (per lo più sostituite da RG-6) |
| RG-6 | 75 Ω | PE espanso | 6,86 mm | CATV, satellite, banda larga |
| RG-11 | 75 Ω | PE espanso | 10,5 mm | Lunghe tratte di distribuzione, linee principali |
| Semirigido (UT-141) | 50 Ω | PTFE | 3,58 mm | Moduli a microonde, interconnessioni PCB |
Connettori e terminazioni: dove iniziano la maggior parte dei problemi
Il cavo stesso è solo una parte di un collegamento coassiale. Il connettore effettua la transizione del segnale dal cavo all'apparecchiatura e, se realizzato o installato in modo inadeguato, diventa la fonte principale di perdita, riflessione e guasto del segnale. Il connettore deve mantenere la stessa impedenza caratteristica del cavo attraverso la sua geometria interna: qualsiasi discontinuità provoca una riflessione.
Tipi comuni di connettori coassiali
- BNC (Baionetta Neill-Concelman) — 50 Ω, nominale a ~4 GHz, chiusura a baionetta a un quarto di giro; standard nelle apparecchiature di prova, nei video e nella strumentazione
- SMA (versione subminiaturizzata A) — 50 Ω, nominale a 18 GHz, filettato; ampiamente utilizzato in moduli RF, antenne e gruppi di microonde
- Tipo N — 50 Ω o 75 Ω, nominale per 11–18 GHz, resistente alle intemperie; utilizzato nelle antenne esterne e nelle apparecchiature delle stazioni base
- Tipo F — 75 Ω, fino a ~3 GHz; onnipresente nelle installazioni CATV residenziali e satellitari; il conduttore centrale del cavo stesso funge da pin del connettore
- PL-259 (UHF) — nominalmente 50 Ω ma impedenza non realmente costante; valutato a ~300 MHz in pratica; comune nei radioamatori
Una terminazione corretta richiede la spelatura del cavo alle dimensioni esatte, senza schiacciare la treccia, mantenendo la concentricità del dielettrico sull'interfaccia del connettore e applicando la coppia corretta durante l'accoppiamento. Un singolo connettore F installato in modo errato in un sistema di distribuzione TV via cavo può causare l'ingresso del segnale (perdita di segnali esterni) e l'uscita del segnale (perdita di segnali via cavo), degradando le prestazioni dell'intero nodo.
Coassiale e altri mezzi di trasmissione: quando sceglierlo
Il cavo coassiale non è la scelta giusta per ogni applicazione, ma presenta evidenti vantaggi in scenari specifici. Il confronto con le alternative comuni chiarisce dove si adatta meglio.
Cavo coassiale e doppino intrecciato (Cat5e/Cat6/Cat8)
Il doppino intrecciato si basa sulla segnalazione differenziale e su velocità di torsione strette per annullare l'EMI: un approccio fondamentalmente diverso dalla modalità TEM schermata del coassiale. Il doppino intrecciato domina il cablaggio Ethernet strutturato perché è più economico, leggero e facile da terminare. Tuttavia, non può eguagliare il cavo coassiale a frequenze RF superiori a poche centinaia di MHz o in ambienti ad alta interferenza. Cat8 supporta 40 Gbps ma solo oltre i 30 metri funziona a 2 GHz ; un cavo coassiale RG-6 installato correttamente gestisce i segnali a banda larga fino a 3 GHz su distanze molto più lunghe con un'amplificazione molto più semplice.
Coassiale e fibra ottica
La fibra offre essenzialmente una suscettibilità alle interferenze elettromagnetiche pari a zero, un'attenuazione molto più bassa su lunghe distanze (~0,2 dB/km per la modalità singola contro 40–100 dB/km per il cavo coassiale alle frequenze delle microonde) e una capacità di larghezza di banda che fa impallidire il rame. I compromessi sono il costo dell'elettronica del ricetrasmettitore, la fragilità e l'incapacità di trasportare alimentazione CC insieme al segnale. Il coassiale rimane preferito per collegamenti RF brevi, linee di alimentazione di antenne e applicazioni che richiedono segnale di alimentazione su un cavo (ad esempio, microfoni con alimentazione phantom, LNB satellitari attivi alimentati tramite coassiale).
Coassiale contro guida d'onda
A frequenze superiori a circa 18 GHz, le perdite del cavo coassiale diventano proibitive e la guida d’onda – un tubo metallico cavo che trasporta onde EM – offre un’attenuazione molto inferiore. La guida d'onda non ha conduttore interno e quindi nessuna perdita del conduttore al centro; la sua struttura rigida e la natura selettiva della frequenza (la guida d'onda trasmette solo segnali al di sopra della sua frequenza di taglio) lo rendono inadatto alla banda larga o all'installazione flessibile. Il cavo coassiale domina al di sotto dei 18 GHz ovunque siano necessarie flessibilità e connettività.
Controllo di qualità nella produzione di cavi coassiali
Le esigenze di precisione della produzione di cavi coassiali rendono il controllo qualità un processo continuo e in linea anziché un'ispezione finale in batch. Una linea di estrusore per fili e cavi per la produzione di cavi coassiali in genere integra più sistemi di misurazione contemporaneamente:
- Misuratori di diametro laser — misurazione senza contatto del diametro esterno dielettrico, generalmente accurata fino a ±0,001 mm; posto immediatamente dopo la vasca di raffreddamento
- Monitor di capacità — misurare la capacità per unità di lunghezza, che è correlata allo spessore della parete dielettrica e alla costante dielettrica; le deviazioni attivano correzioni automatiche della velocità della linea o del numero di giri dell'estrusore
- Scanner di eccentricità — Gli scanner a raggi X o ad ultrasuoni controllano in tempo reale la concentricità del conduttore interno all'interno del dielettrico
- Tester di scintille — applicare 2–10 kV CC o CA attraverso il dielettrico per rilevare eventuali fori di spillo o punti sottili che potrebbero causare guasti all'isolamento in servizio
- Test TDR del cavo terminato — la riflettometria nel dominio del tempo identifica le discontinuità di impedenza lungo il cavo finito inviando un impulso lungo la linea e analizzando le riflessioni
Le specifiche di uniformità dell'impedenza per i cavi CATV di tipo broadcast sono in genere ±2 Ω sull'intera lunghezza del cavo , con requisiti di perdita di ritorno strutturale (SRL) di 23–30 dB nella banda 5–1000 MHz. Il raggiungimento costante di questi numeri a velocità di produzione superiori a 200 m/min richiede una progettazione estremamente precisa dello stampo, consistenza del materiale e controllo del processo a circuito chiuso, il tutto incentrato sulle prestazioni dell'estrusore di fili e cavi e dei relativi sistemi di misurazione associati.
Applicazioni del mondo reale che mostrano come funziona Coax nella pratica
Distribuzione della televisione via cavo (CATV).
Un head-end CATV riceve i segnali e li distribuisce su una rete ibrida in fibra coassiale (HFC). La fibra trasporta il segnale dal head-end ai nodi vicini; RG-11 o cavo coassiale hard-line lo trasporta dal nodo al rubinetto (tipicamente entro 500 metri); Le gocce RG-6 si collegano dal rubinetto alle singole case. Ciascun segmento utilizza amplificatori per superare l'attenuazione del cavo, distanziati in base alla perdita del cavo alla frequenza portante più alta, in genere 1 GHz o superiore nei sistemi DOCSIS 3.1.
Stazioni base cellulari
Il cavo di alimentazione tra un'unità radio BTS e l'antenna in cima a una torre è quasi sempre coassiale: coassiale ondulato flessibile o linea dura rigida. Un LMR-400 da 30 metri eseguito a 900 MHz perde circa 0,8 dB; a 2.1 GHz (3G UMTS), la stessa corsa perde circa 1.3 dB. Ogni dB di perdita di alimentazione riduce direttamente la potenza irradiata effettiva, motivo per cui le installazioni di testine radio remote (RRH) che montano l’unità radio in cima alla torre – collegata all’unità in banda base tramite fibra – sono diventate dominanti: eliminano completamente la perdita di alimentazione.
Strumentazione medica e industriale
I trasduttori a ultrasuoni, le catene di segnali MRI e i misuratori di livello radar industriali si affidano tutti a connessioni coassiali per lo stesso motivo dei sistemi di trasmissione: integrità della schermatura e impedenza controllata. Negli ultrasuoni, il cavo coassiale trasporta impulsi nella gamma MHz da e verso trasduttori piezoelettrici con una distorsione minima. I materiali dielettrici e conduttori devono essere biocompatibili in alcuni casi e il cavo deve sopravvivere ai cicli di sterilizzazione, requisiti che spingono i progetti verso dielettrici speciali in fluoropolimeri prodotti su linee di estrusori dedicate per fili e cavi.
Ricevitori GPS e satellitari
Il GPS funziona a 1575,42 MHz (L1) e 1227,60 MHz (L2). Il percorso coassiale da un'antenna GPS attiva a un ricevitore alimenta sia il segnale RF che l'alimentazione CC per l'LNA integrato dell'antenna sullo stesso cavo. La perdita del cavo degrada direttamente il rapporto segnale-rumore. Un RG-6 da 10 metri eseguito a 1,5 GHz introduce circa 1,0 dB di perdita — gestibile; una corsa di 50 metri consumerebbe quasi 5 dB, in genere superando il guadagno LNA di un'antenna attiva standard e richiedendo un amplificatore di segnale alimentato in linea.
Domande frequenti su come funziona Coax
Perché il cavo coassiale ha una reiezione EMI così buona?
Perché il campo elettromagnetico che trasporta il segnale è interamente racchiuso tra i conduttori interno ed esterno. I campi esterni non possono penetrare in uno schermo continuo: inducono correnti sulla superficie esterna dello schermo, ma tali correnti non influenzano il campo interno. È vero anche il contrario: il campo del segnale interno del cavo non si irradia verso l'esterno, impedendo interferenze con altri sistemi. Questa "simmetria coassiale" è la ragione fondamentale per cui il cavo coassiale supera le prestazioni del cavo aperto o del doppino intrecciato negli ambienti RF.
Cosa succede se si utilizza il cavo di impedenza sbagliato?
L'utilizzo di un cavo da 75 Ω in un sistema da 50 Ω crea un disadattamento di impedenza. Parte della potenza del segnale viene riflessa verso la sorgente ad ogni transizione, all'ingresso e all'uscita. Le onde riflesse e incidenti si combinano per creare onde stazionarie sul cavo, il che significa che l'ampiezza del segnale varia lungo la lunghezza del cavo invece di essere costante. Un VSWR di 1,5:1 (un modesto disadattamento da una giunzione 50/75 Ω) rappresenta circa il 4% della potenza riflessa. Nei trasmettitori RF ad alta potenza, un'eccessiva potenza riflessa può danneggiare l'amplificatore dello stadio finale. Nella misurazione di precisione, introduce errori nel segnale misurato.
È possibile far passare l'alimentazione e il segnale attraverso il cavo coassiale allo stesso tempo?
SÌ. Questo si chiama Power over Coax (PoC) o, nel contesto satellitare, alimentazione LNB. Una tensione CC (tipicamente 13 V o 18 V per LNB satellitari; varia per CCTV) è sovrapposta al conduttore interno insieme al segnale RF. Un bias tee, una semplice rete induttore-condensatore, separa i percorsi DC e RF a ciascuna estremità, consentendo all'apparecchiatura di estrarre o iniettare DC senza influenzare il segnale RF. I valori di corrente sono limitati dalle dimensioni del conduttore e dai valori di contatto del connettore, generalmente poche centinaia di milliampere per il cavo coassiale standard.
Cosa limita la frequenza massima che un cavo coassiale può gestire?
Due fattori stabiliscono il limite di frequenza superiore. Innanzitutto, l'attenuazione cresce con la frequenza, rendendo il cavo poco pratico. In secondo luogo, e più fondamentale, quando la lunghezza d'onda del segnale diventa paragonabile alle dimensioni trasversali del cavo, è possibile eccitare modalità di propagazione di ordine superiore (modalità TE e TM) oltre alla modalità TEM. Queste modalità viaggiano a velocità diverse, causando distorsione del segnale e perdite irradiate. La frequenza di taglio per la prima modalità di ordine superiore è di circa f_c = 7,52 / (D d) GHz (con dimensioni in cm). Lo standard RG-58 interrompe circa 11 GHz; cavi di diametro inferiore come UT-047 possono spingersi oltre i 65 GHz.
In che modo la flessione influisce sulle prestazioni del cavo coassiale?
Piegare un cavo coassiale al di sotto del suo raggio di curvatura minimo distorce il dielettrico, sposta il conduttore interno fuori centro e può deformare in modo permanente il conduttore esterno, tutti fattori che modificano l'impedenza locale e aumentano la riflessione del segnale. I produttori specificano un raggio di curvatura minimo generalmente pari a 10–20 volte il diametro esterno del cavo per l'installazione fissa e 6–10 volte per applicazioni flessibili ripetute. Le pieghe taglienti sono permanentemente dannose. Nelle applicazioni ad alta frequenza superiori a 10 GHz, anche le piegature leggere del cavo semirigido devono essere prese in considerazione nelle prestazioni elettriche del gruppo.
E-mail: info@gem-cablesolution.com
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