Cavi coassiali sono ampiamente utilizzati per la trasmissione di segnali a radiofrequenza (RF) in diverse applicazioni, tra cui telecomunicazioni, radiodiffusione e sistemi militari. Il loro design garantisce prestazioni affidabili, rendendoli essenziali per la trasmissione di segnali di alta qualità. Questa guida illustra i diversi tipi di cavi coassiali, le loro strutture e le loro applicazioni specifiche, oltre a un confronto dettagliato per aiutarvi a prendere decisioni informate.
Indice dei contenuti
Che cos'è un cavo coassiale?
Struttura del cavo coassiale
Gli utenti amano i cavi coassiali, ovviamente, perché hanno eccellenti prestazioni di trasmissione del segnale, un'elevata frequenza di trasmissione, una buona capacità anti-interferenza e una qualità del segnale stabile. Soprattutto nei sistemi audio, i cavi coassiali possono garantire la chiarezza e la precisione del processo di trasmissione del segnale.
Tutti i cavi coassiali sono inseparabili dalla struttura "conduttore centrale-strato isolante-strato schermante-guaina esterna".
Il conduttore centrale è la parte centrale del cavo coassiale, che è principalmente responsabile della trasmissione dei segnali elettrici ed è solitamente realizzato in rame, rame argentato e altri materiali. Il conduttore centrale è circondato da uno strato isolante la cui funzione principale è quella di separare il conduttore centrale dallo strato di schermatura esterno e mantenere l'impedenza caratteristica del cavo.
All'esterno dello strato isolante si trova uno strato di schermatura metallica, che svolge un ruolo di schermatura contro le interferenze elettromagnetiche e le interferenze a radiofrequenza, in grado di impedire la dispersione dei segnali di trasmissione del cavo e di impedire che i segnali esterni interferiscano con i segnali di trasmissione coassiali. Lo strato di schermatura è costituito da una varietà di materiali, come fogli di alluminio intrecciati di metallo, fogli di rame, fili di rame, ecc.
Infine, c'è lo strato di protezione esterno del cavo coassiale, che è a diretto contatto con l'ambiente esterno per proteggere l'interno del cavo da interferenze e danni esterni. Come altri tipi di cavi, lo strato di protezione esterno è generalmente realizzato in PVC, PE e altri materiali.
Come funzionano i cavi coassiali?
La corrente ad alta frequenza trasmessa dal conduttore centrale del cavo coassiale può essere considerata come un'antenna che emette onde radio verso l'esterno, che è essenzialmente un tipo di "corrente alternata". Ricordiamo le nozioni di fisica delle scuole medie: "la direzione della corrente alternata cambia periodicamente e si inverte più volte nell'arco di un secondo". Per ridurre l'impatto dell'incertezza della direzione della corrente, la progettazione della linea coassiale prevede l'aggiunta di un "isolamento dello strato conduttivo a maglie", cioè lo strato di schermatura, che può controllare le onde radio emesse dal conduttore centrale mediante la messa a terra.
Tuttavia, il processo di trasmissione attuale non è così fluido. Se una sezione del filo coassiale incontra un'estrusione o una distorsione relativamente grande, è probabile che le onde radio interne si riflettano verso la sorgente di trasmissione del segnale, compromettendo la qualità del segnale all'estremità ricevente. Per ovviare a questo problema, quindi, è necessario aggiungere uno strato di isolante tra il conduttore centrale e lo strato di schermatura per garantire che la distanza tra di essi sia costante e mantenere la stabilità della trasmissione del segnale corrente.
Tipi di cavo coassiale
La varietà di tipi di cavi coassiali disponibili consente un utilizzo personalizzato in applicazioni specifiche. Di seguito viene fornita un'analisi approfondita dei tipi più comuni:
Cavi serie RG
I cavi della serie RG (Radio Guide) sono tipi di cavi coassiali standardizzati, originariamente sviluppati per applicazioni militari. Ogni tipo ha caratteristiche specifiche ottimizzate per usi e ambienti diversi. Di seguito sono descritti in dettaglio alcuni dei tipi di cavi coassiali RG utilizzati:
RG-6/U
RG-6 è un cavo coassiale da 75 ohm ad alte prestazioni, progettato principalmente per le installazioni di TV digitale via cavo e satellite. È dotato di una schermatura superiore con un design a quadruplo schermo e un conduttore da 18 AWG, che lo rende più grande dell'RG-59. La sua struttura consente un'eccellente trasmissione del segnale digitale ad alta frequenza con una perdita minima, rendendolo particolarmente adatto a lunghe tratte di cavo nelle moderne applicazioni digitali.
- Impedenza: 75 Ohm
- Dimensione del nucleo: 1,024 mm
- Tipo dielettrico: PF
- Attenuazione nominale per MHz (dB/100 ft):850/8,5 dB; 1900/13,6 dB
RG-8
RG-8 è un cavo coassiale da 50 ohm ad alte prestazioni con conduttore centrale da 13 AWG, ottimizzato per le applicazioni RF più esigenti. La sua struttura robusta offre un'eccellente gestione della potenza e una bassa perdita di segnale. Grazie alla schermatura superiore e alle opzioni di conduttori solidi e a trefoli, è ideale per le stazioni radio base amatoriali e le installazioni RF professionali.
- Impedenza: 50 Ohm
- Dimensione del nucleo: 2,17 mm
- Tipo dielettrico: PF
- Attenuazione nominale per MHz (dB/100 ft): 850/6,4 dB; 1900/10,4 dB
RG-11
RG-11 è un cavo coassiale da 75 ohm di livello professionale che si distingue per le grandi dimensioni del conduttore da 14 AWG e per la superiore capacità di trasporto del segnale. Dotato di una schermatura quadrupla completa e della più bassa perdita di segnale tra i cavi comuni, eccelle nelle applicazioni HDTV e video professionali. La sua struttura robusta lo rende la scelta preferita per la trasmissione di segnali a lunga distanza dove sono richieste le massime prestazioni.
- Impedenza: 75 Ohm
- Dimensione del nucleo: 1,67 mm
- Tipo dielettrico: PF
- Attenuazione nominale per MHz (dB/100 ft):850/6,25 dB
RG-59
RG-59 è un cavo coassiale da 75 ohm ampiamente utilizzato nei sistemi video analogici e CCTV. Il suo conduttore da 23 AWG e il design flessibile della schermatura si adattano alle installazioni in spazi ristretti, offrendo una trasmissione del segnale analogico conveniente per le tratte più brevi.
- Impedenza: 75 Ohm
- Dimensione del nucleo: 0,64 mm
- Tipo dielettrico: PF
- Attenuazione nominale per MHz (dB/100 ft):N/D
Cavi serie LMR
I cavi della serie LMR, prodotti da Sistemi a microonde Timessono cavi coassiali flessibili a bassa perdita progettati per le comunicazioni RF. Questi cavi sono adatti per installazioni all'interno e all'esterno e offrono un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e prestazioni elevate in diverse applicazioni. Di seguito è riportato un confronto dettagliato dei diversi cavi LMR:
| Tipo di cavo | Impedenza (Ohm) | Dimensione del nucleo (mm) | Tipo dielettrico | Attenuazione nominale per MHz (dB/100 ft) | Applicazioni |
|---|---|---|---|---|---|
| LMR®200 | 50 | 1.12 | PF | 850/9,6 dB; 1900/14,6 dB | Corse brevi del feeder dell'antenna, applicazioni a basso PIM |
| LMR®240 | 50 | 1.42 | PF | 850/7,2 dB; 1900/11,2 dB | GPS, WLAN, antenne mobili |
| LMR®400 | 50 | 2.74 | PF | 850/3,8 dB; 1900/5,8 dB | Gruppi di ponticelli, sistemi wireless |
| LMR®600 | 50 | 4.47 | PF | 850/2,4 dB; 1900/3,8 dB | Lunghe tratte d'antenna, sistemi a microonde |
| LMR®900 | 50 | 6.65 | PF | 850/1,6 dB; 1900/2,6 dB | Piste di alimentazione dell'antenna di medie dimensioni, configurazioni RF flessibili |
| LMR®1200 | 50 | 8.66 | PF | 850/1,2dB; 1900/1,9dB | Installazioni RF su larga scala |
| LMR®1700 | 50 | 13.39 | PF | 850/0.9dB; 1900/1.5dB | Comunicazioni a lunghissima distanza |
Punti salienti dei cavi LMR:
- LMR®200: Compatto e flessibile, questo cavo è perfetto per le connessioni a corto raggio, come le tratte di alimentazione delle antenne e le applicazioni che richiedono un basso PIM.
- LMR®240: bilancia la flessibilità e la bassa attenuazione, rendendola ideale per i sistemi GPS, WLAN e le configurazioni di antenne mobili.
- LMR®400: progettato come sostituto dei cavi RG-8, eccelle nei gruppi di ponticelli e nei sistemi di comunicazione wireless che richiedono flessioni ripetute.
- LMR®600: conosciuto come il cavo da "mezzo pollice", offre una qualità di segnale superiore per i percorsi RF a lunga distanza ed è più facile da maneggiare rispetto ai cavi con dielettrico ad aria.
- LMR®900: Più grande e progettato per le medie tratte di alimentazione dell'antenna, questo cavo offre una bassa perdita e un'elevata flessibilità per una vasta gamma di applicazioni.
- LMR®1200 E LMR®1700: Ideali per applicazioni RF su larga scala e a lunghissima distanza, questi cavi offrono prestazioni e durata eccezionali per installazioni impegnative.
Cavo coassiale Hardline
I cavi coassiali hardline sono progettati per una trasmissione ad alta resistenza e sono comunemente utilizzati per i segnali militari, la radiodiffusione e il collegamento di trasmettitori a terra a ricevitori aerei. Questi tipi di cavi coassiali presentano diametri elevati (≥ ½ pollice) e sono costruiti con materiali come rame, argento, alluminio o acciaio per il conduttore centrale e lo schermo. Spesso viene aggiunto un tampone dielettrico, come la schiuma di polietilene o l'azoto pressurizzato, per evitare l'arco elettrico e la contaminazione da umidità. La schermatura può variare da tubi rigidi a materiali ondulati, rendendoli adatti ad applicazioni robuste che richiedono durata e affidabilità.
Cavo coassiale radiante
I cavi coassiali radianti, noti anche come "cavi che perdono", hanno un design unico che incorpora fessure tagliate nello schermo. Queste fessure sono sintonizzate su lunghezze d'onda specifiche, consentendo una dispersione controllata del segnale. Questi tipi di cavi coassiali sono ideali per gli ambienti in cui le antenne tradizionali non sono praticabili, come gallerie, ascensori o strutture sotterranee. Consentendo una quantità predeterminata di trasmissione del segnale tra il trasmettitore e il ricevitore, i cavi radianti forniscono una copertura costante e affidabile.
Cavo coassiale biassiale
I cavi biassiali o "Twinax" sono un tipo particolare di cavo coassiale che presenta due conduttori centrali anziché uno. Questi tipi di cavi coassiali sono ampiamente utilizzati per applicazioni di segnalazione ad alta velocità e a corto raggio, come nei data center o nell'hardware di rete con interfacce SFP+. Il design a doppio conduttore consente ai cavi Twinax di raggiungere velocità di trasmissione dati più elevate mantenendo al contempo un'interferenza minima, rendendoli una scelta popolare per i moderni sistemi di rete.
Cavo coassiale semirigido
I cavi coassiali semirigidi sono caratterizzati da un dielettrico supportato da PTFE e da uno schermo a conduttore solido, che offre proprietà dielettriche superiori per le applicazioni ad alta frequenza. Questi tipi di cavi coassiali sono limitati nelle dimensioni e nella frequenza di trasmissione, ma offrono prestazioni eccellenti in ambienti che richiedono precisione e perdita minima di segnale. La loro struttura rigida li rende adatti ai sistemi aerospaziali e di difesa.
Cavo coassiale triassiale
I cavi triassiali o "Triax" sono una variante avanzata dei cavi coassiali che includono un ulteriore strato di isolamento e una seconda guaina conduttiva. Questo design offre una larghezza di banda superiore e una maggiore protezione dalle interferenze, rendendo questi cavi ideali per applicazioni nella produzione televisiva e in ambienti con elevate interferenze elettromagnetiche. Sebbene siano più costosi dei cavi coassiali standard, i cavi Triax offrono prestazioni e affidabilità eccezionali nei casi di utilizzo più impegnativi.
Cavo coassiale di linea rigido
I cavi coassiali rigidi sono costruiti con due tubi di rame e un tampone dielettrico in PTFE supportato a intervalli lungo il cavo. Questi tipi di cavi coassiali sono significativamente più grandi, con diametri che vanno da ⅘ pollici a 8/₁₆ pollici, e sono progettati per capacità di alta potenza. Le linee rigide sono comunemente utilizzate per le frequenze TV e FM e supportano la trasmissione multicanale con perdite minime. Grazie al loro design robusto, sono ideali per le trasmissioni su larga scala e le applicazioni industriali.
Fattori da considerare nella scelta del tipo di cavo coassiale
La scelta del cavo coassiale appropriato richiede un'attenta considerazione dell'applicazione, dei fattori ambientali, delle specifiche di impedenza e degli attributi fisici del cavo. La corrispondenza di questi fattori garantisce una trasmissione ottimale del segnale, una lunga durata e prestazioni affidabili del sistema. Valutate i requisiti unici del vostro progetto per fare una scelta informata ed efficace.
| Fattore | Considerazioni |
|---|---|
| Impedenza | Adattare l'impedenza delle apparecchiature per evitare riflessioni e perdite di segnale. |
| Attenuazione | Un'attenuazione inferiore è migliore per le lunghe distanze e per i segnali ad alta frequenza. |
| Gamma di frequenza | Assicurarsi che il cavo supporti la frequenza dell'applicazione. |
| Durata | Scegliere un cavo con il materiale della guaina adatto all'ambiente. |
| Flessibilità | Per gli spazi ristretti o le configurazioni mobili, scegliere cavi flessibili come RG-58 o LMR-240. |
| Schermatura | La doppia schermatura è preferibile in ambienti ad alta interferenza. |
| Lunghezza | Le tratte più lunghe richiedono cavi con un'attenuazione inferiore (ad esempio, LMR-400 o RG-11). |
Alcune domande frequenti
Quali sono i tre tipi di cavo coassiale?
I tre tipi di cavo coassiale più comuni sono:
- Cavi della serie RG: Versatili per applicazioni residenziali e commerciali.
- Cavi Hardline: Utilizzati per trasmissioni ad alta potenza come la radiodiffusione.
- Cavi radianti: Progettati per controllare la dispersione del segnale in ambienti in cui le antenne non sono praticabili.
Qual è il cavo coassiale migliore, RG6 o RG11?
L'RG11 è migliore per le trasmissioni a lunga distanza grazie alla minore perdita di segnale, mentre l'RG6 è più flessibile e adatto a brevi tratte, come i collegamenti interni per la TV via cavo e Internet.
A cosa servono i cavi coassiali RG-8 e RG11?
- RG-8: comunemente utilizzato per applicazioni RF ad alta potenza, compresi i collegamenti di antenne e radioamatori.
- RG-11: ideale per le installazioni a lunga distanza, come le connessioni esterne alla TV via cavo o al satellite.
Come faccio a sapere che tipo di cavo coassiale ho?
Controllare le marcature stampate del cavo, che di solito includono il tipo (ad esempio, RG6, RG11). È inoltre possibile misurarne il diametro e confrontarlo con le specifiche, oppure esaminarne la costruzione (ad esempio, le dimensioni dei conduttori, la schermatura e il materiale del rivestimento).
Conclusione
La scelta del tipo di cavo coassiale giusto dipende dall'applicazione specifica, dalle condizioni ambientali e dalle prestazioni richieste. I cavi della serie RG sono adatti all'uso generale, mentre quelli della serie LMR e i tipi di cavi coassiali specializzati, come i cavi hardline, radianti e Twinax, sono adatti alle installazioni di livello professionale. La comprensione delle differenze tra i vari tipi di cavo coassiale garantisce prestazioni e durata ottimali per i vostri sistemi di comunicazione.
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