El tipo más común de alimentación de antena que se usa hoy en día es el cable coaxial de RF. Es cómodo y proporciona un buen nivel de rendimiento. Por esta razón, se produce una gran cantidad de cables coaxiales para diversos fines.
Usos
Los cables de este tipo se utilizan cuando es necesario transmitir señales eléctricas de radiofrecuencia. Su área de uso más obvia es la transmisión de imágenes a televisores domésticos, pero tienen demanda en muchas otras áreas. Los cables coaxiales también se utilizan para la videovigilancia y la conexión de receptores y antenas por parte de consumidores comerciales e industriales. Se necesitan cuando es necesario transmitir señales de alta frecuencia a distancia.
El diseño de los cables coaxiales minimiza las pérdidas y las interferencias. Por lo tanto, son ampliamente utilizados en la organización de conexiones de red. Por ejemplo, los cables coaxiales digitales se utilizaron a principiosformas de redes de área local Ethernet, aunque hoy en día han sido reemplazadas por fibras ópticas para velocidades de transferencia de datos más rápidas y pares trenzados más económicos cuando la frecuencia de la señal no es tan alta.
Historia de la Creación
El cable coaxial RF es una parte importante de la electrónica moderna. La primera implementación conocida apareció en 1884, cuando Ernst von Siemens (uno de los fundadores de Siemens) patentó su idea, pero en ese momento no había aplicaciones para ella. No fue hasta 1929 que Bell Laboratories patentó los cables coaxiales comerciales modernos, aunque su uso fue relativamente pequeño. Por ejemplo, se utilizaron en 1934 para transmitir una imagen de televisión de los Juegos Olímpicos de Berlín a Leipzig. En 1936 se tendió un cable coaxial para 40 conexiones telefónicas entre Londres y Birmingham, y en Estados Unidos, entre Nueva York y Filadelfia, se creó una línea experimental para transmitir imágenes de televisión.
Después del inicio del uso comercial, se han descubierto otras aplicaciones que están bien establecidas y se utilizan ampliamente en los negocios y en el hogar.
¿Qué es un cable coaxial?
Parece un cable eléctrico grueso. Fabricado con piezas que proporcionan transmisión de señal de RF de baja pérdida. Sus elementos principales son:
- conductor central;
- dieléctrico aislante;
- conductor exterior;
- contención exterior.
El conductor central casi siempre está hecho de cobre. A veces se utiliza una aleación de cobre o aluminio. Puede constar de uno o más cables.
El dieléctrico aislante separa los conductores y es una de las principales causas de la atenuación de la señal. Puede ser sólido o semi-aire. Se realiza en forma de largos tubos de polietileno o fluoroplástico, o espuma, la mayor parte de la cual es aire.
El conductor exterior suele ser una trenza de cobre. Esto proporciona al cable trenzado coaxial suficiente flexibilidad. A veces se utilizan 2 o incluso 3 capas para mejorar el blindaje. Esto generalmente se logra colocando una trenza directamente sobre la otra, aunque en algunos casos se puede usar lámina o cinta de cobre. Con el uso de capas de blindaje adicionales, los niveles de interferencia y radiación se reducen significativamente.
La capa protectora exterior evita la formación de retroalimentación parasitaria. También proporciona protección contra la entrada de suciedad y humedad, y evita que el cable se dañe por otros medios mecánicos.
Principio de funcionamiento
El cable coaxial conduce la corriente a través de los conductores interior y exterior. Estas corrientes son iguales y tienen polaridad opuesta, por lo que todos los campos permanecen en el cable, no se irradian más allá y no están sujetos a interferencias. Por lo tanto, ningún objeto externo afecta a los campos. Así, el alimentador coaxial es ideal para su instalación en el interior o cerca de edificios u otros objetos. Esta es su principal ventaja frente, por ejemplo, al par trenzado.
A la hora de elegir el tipo de cable coaxial hay que tener en cuenta sus especificaciones y parámetros.
Impedancia
La característica más importante de un cable coaxial es su impedancia, que está determinada por su diámetro y material dieléctrico. El parámetro se mide en ohmios. Sus significados más comunes son:
- Cable coaxial 50 ohmios. Proporciona una pérdida de señal mínima para un peso de conductor determinado. Suele utilizarse con fines profesionales.
- Cable coaxial 75 ohmios. Tiene un peso mínimo para un determinado nivel de pérdidas. Ampliamente utilizado en televisores domésticos y equipos Hi-Fi.
- El cable de 93 ohmios se usaba anteriormente para enlazar computadoras y conectar monitores.
Otros valores de impedancia están disponibles, pero tienen mucha menos demanda.
Desaparecer
Otro parámetro importante de un cable coaxial trenzado es su pérdida de transmisión de señal. Su nivel depende de una serie de factores, incluida la calidad de los materiales dieléctricos y conductores. La atenuación de la señal es proporcional a la longitud del cable. Las especificaciones suelen indicar la pérdida en decibelios por unidad de longitud. Por ejemplo, el cable coaxial RG-6A/U tiene una atenuación de 1,0 dB/10 m a 100 MHz. Lamentablemente, no todos los fabricantes utilizan la misma longitud, por lo que es posible que se necesiten cálculos adicionales para la comparación.
Potencia máxima permitida
Aunque esta especificación no es muy importante para aplicaciones de baja señal, puede convertirse en un problema al transmitir alta potencia. Por lo general, surgen limitaciones debido a las pérdidas de calor en el cable. Si se espera una transmisión de alta potencia, compruebe el voltaje de funcionamiento.
Factor de reducción
Esta es la relación entre la velocidad de transmisión de la señal en un cable coaxial y la velocidad de su propagación en el vacío (la velocidad de la luz).
En algunos casos, el valor del factor de velocidad puede ser de gran importancia, por ejemplo, cuando la fase de la señal es importante. Siempre es menor que 1. En muchos aspectos, está determinado por el material del dieléctrico. Para cables coaxiales digitales con un dieléctrico de polietileno sólido, el factor de acortamiento es 0,66 y con espuma de polietileno, en el rango de 0,80-0,88.
Capacidad
Debido a que los conductores interno y externo forman capacitancia, es proporcional a sus diámetros, longitud del cable y constante dieléctrica.
Voltaje máximo
En algunos casos, el voltaje alcanza valores altos. Debido a esto, el cable puede fallar. El voltaje aumenta como resultado del alto nivel de ondas estacionarias y la alta potencia. Antes de elegir un tipo específico de cable coaxial, es necesario verificar cómo soporta el voltaje esperado.
Dimensiones físicas
Esta característica es importante por varias razones. conductoreslos diámetros más grandes a menudo tienen pérdidas más bajas y clasificaciones de potencia más altas. Por ejemplo, el popular cable coaxial RG-6/U de 75 ohmios tiene un diámetro exterior de 6,86 mm.
Además, el cable debe coincidir con los tamaños de orificio disponibles y con el tipo correcto de enchufe. A menudo, estos últimos están hechos para adaptarse a los tipos de cable más populares.
Guía de instalación
El cable coaxial RF se usa ampliamente para transmitir señales desde el transmisor o el receptor. Aunque es muy fácil de instalar, para que dure mucho tiempo se deben cumplir ciertas condiciones. Esto es especialmente importante porque a menudo se instala al aire libre y debe soportar condiciones ambientales adversas.
Cosas como la humedad pueden degradar su eficacia con el tiempo. Tal disminución pasa desapercibida hasta que llega al punto en que se vuelve inservible. Algunas precauciones simples mantendrán la eficiencia de su cable coaxial y reducirán significativamente la degradación del cable.
Seleccionar pedido
Existe una gran variedad de cables coaxiales en el mercado y, a primera vista, la elección puede parecer difícil. La primera decisión a tomar es elegir una impedancia adecuada. Las antenas de vídeo y Hi-Fi domésticas utilizan un cable coaxial de 75 ohmios. Los usuarios profesionales y los radioaficionados suelen seleccionar una impedancia de 50 ohmios.
La próxima decisión a tomar es el nivel de atenuación de la señal que es aceptable. Cómomenor pérdida, cuanto mayor sea el diámetro del cable, así como su costo. Por lo general, puede encontrar varias marcas con las mismas características y, a menudo, la decisión sobre un tipo en particular dependerá de la posición de los proveedores.
Una vez que se ha encontrado un cable adecuado, se puede comprar e instalar.
Protección contra condiciones climáticas adversas
Cuando se instala al aire libre, por ejemplo, un cable coaxial para videovigilancia, es muy importante asegurarse de que esté debidamente protegido. Esto es de gran importancia, porque cualquier humedad conducirá a un aumento significativo de las pérdidas. Si el dieléctrico que separa los conductores interior y exterior se moja, se degradará su rendimiento y aumentará la atenuación. La humedad también oxida la trenza y reduce su conductividad.
Por eso es tan importante sellar el extremo del cable si se usa al aire libre y evitar que entre la humedad. Es necesario asegurarse de que la cubierta exterior permanezca intacta y no se dañe durante la instalación y el funcionamiento posterior.
Un método adicional para evitar que entren grandes cantidades de humedad en el cable es formar un bucle hacia arriba y hacia abajo. Esto evita que el agua que ha penetrado en el interior se mueva. Sin embargo, la humedad seguirá propagándose por acción capilar, por lo que siempre es mejor asegurarse de que los extremos estén correctamente sellados y protegidos.
Recomendaciones generales de instalación
Todos los cables tienen un radio de curvatura. Para evitar daños, no deben doblarse más de este valor. De lo contrarioEn este caso, la estructura interna puede dañarse y las pérdidas aumentarán significativamente.
También debe tener cuidado de que el cable no se deforme. Esto conducirá a un cambio en su tamaño y resistencia a las olas. Además, el daño al dieléctrico puede aumentar el nivel de pérdidas.
Si el cable está físicamente dañado, asegúrese de que su cubierta permanezca intacta. Si se rompe su integridad, esto puede provocar la penetración de humedad, la oxidación del cable y la humectación del dieléctrico, lo que aumentará el nivel de pérdidas.
En algunos casos, es necesario enterrar el cable coaxial. Los sellos ordinarios no se pueden colocar en el suelo, ya que su caparazón no está diseñado para estas condiciones. Pero se pueden colocar en un canal especialmente diseñado para esto. Esto tiene la ventaja de que el cable es fácil de reemplazar. Sin embargo, asegúrese de que no entre agua en el canal. Una alternativa es utilizar un cable especialmente diseñado para el tendido en el suelo, cuya cubierta pueda soportar tales condiciones.
Finalización
Al instalar un cable coaxial, es importante terminarlo correctamente. En la mayoría de los casos, la terminación física es un enchufe y el dispositivo final es una antena o un receptor. Las conexiones deben realizarse de manera correcta y eficiente.
Aunque los conectores residenciales suelen tener un bajo rendimiento de RF, existen pocas alternativas. Se necesitan conexiones de mayor calidad para uso profesional, aunque en este caso también debes asegurarte de queque sean adecuados para las frecuencias utilizadas. Algunos modelos baratos no cumplen los requisitos y degradan el rendimiento del cable coaxial. Por lo tanto, es mejor comprar conectores de vendedores de confianza.
La instalación adecuada de un cable coaxial proporcionará muchos años de servicio. Sin embargo, el desgaste y las influencias ambientales harán que sea necesario reemplazarlo después de un tiempo. Debido a que la degradación del rendimiento ocurre lentamente, es posible que no se note. Solo se hace evidente después de la sustitución completa del cable.
