Cabos coaxiais são amplamente utilizados na transmissão de sinais de radiofrequência (RF) em várias aplicações, incluindo telecomunicações, radiodifusão e sistemas militares. A sua conceção assegura um desempenho fiável, tornando-os essenciais para a transmissão de sinais de alta qualidade. Este guia explora os diferentes tipos de cabos coaxiais, as suas estruturas e as suas aplicações específicas, juntamente com uma comparação detalhada para o ajudar a tomar decisões informadas.
Índice
O que é um cabo coaxial?
Estrutura do cabo coaxial
Os utilizadores gostam de cabos coaxiais, naturalmente, porque têm um excelente desempenho na transmissão de sinais, elevada frequência de transmissão, boa capacidade anti-interferência e qualidade de sinal estável. Especialmente nos sistemas de áudio, os cabos coaxiais podem garantir a clareza e a exatidão do processo de transmissão do sinal.
Todos os cabos coaxiais são inseparáveis da estrutura "condutor central-camada de isolamento-camada de blindagem-bainha exterior".
O condutor central é a parte central do cabo coaxial, que é o principal responsável pela transmissão de sinais eléctricos e é normalmente feito de cobre, cobre prateado e outros materiais. Existe uma camada isolante em torno do condutor central, cuja principal função é separar o condutor central da camada de proteção externa e manter a impedância caraterística do cabo.
No exterior da camada isolante encontra-se uma camada de blindagem metálica, que desempenha um papel de blindagem contra interferências electromagnéticas e interferências de radiofrequência, o que pode impedir a fuga de sinais de transmissão por cabo e impedir que sinais externos interfiram com os sinais de transmissão coaxial. A camada de blindagem é feita de uma variedade de materiais, tais como folha de alumínio entrançado metálico, folha de cobre, fio de cobre, etc.
Por último, existe a proteção da camada exterior do cabo coaxial, que está em contacto direto com o ambiente externo para proteger o interior do cabo de interferências e danos externos. Tal como outros tipos de fios, a proteção da camada exterior é geralmente feita de PVC, PE e outros materiais.
Como é que os cabos coaxiais funcionam?
A corrente de alta frequência transmitida pelo condutor central do cabo coaxial pode ser considerada como uma antena que emite ondas de rádio para o exterior, o que é essencialmente uma espécie de "corrente alternada". Recorde-se o conhecimento da física do ensino secundário, "a direção da corrente alternada muda periodicamente e inverte-se várias vezes num segundo". Para reduzir o impacto da incerteza da direção da corrente, a conceção da linha coaxial acrescenta "isolamento da camada condutora de malha", ou seja, a camada de blindagem, que pode controlar as ondas de rádio emitidas pelo condutor central através da ligação à terra.
No entanto, o processo de transmissão atual não é tão suave. Se uma secção do fio coaxial encontrar uma extrusão ou distorção relativamente grande, é provável que as ondas de rádio internas sejam reflectidas de volta para a fonte de transmissão do sinal, afectando a qualidade do sinal na extremidade recetora. Por conseguinte, para ultrapassar este problema, é necessário adicionar uma camada de isolante entre o condutor central e a camada de blindagem para garantir que a distância entre eles é consistente e manter a estabilidade da transmissão do sinal atual.
Tipos de cabos coaxiais
A variedade de tipos de cabos coaxiais disponíveis permite uma utilização adaptada a aplicações específicas. Segue-se uma análise pormenorizada dos tipos mais comuns:
Cabos da série RG
Os cabos da série RG (Radio Guide) são tipos de cabos coaxiais padronizados, originalmente desenvolvidos para aplicações militares. Cada tipo tem caraterísticas específicas optimizadas para diferentes utilizações e ambientes. Vários dos tipos de cabos coaxiais RG utilizados são descritos em pormenor abaixo:
RG-6/U
O RG-6 é um cabo coaxial de 75 ohms de alto desempenho, concebido principalmente para instalações de TV por cabo digital e satélite. Possui uma blindagem superior com um design de blindagem quádrupla e um condutor de 18 AWG, o que o torna maior do que o RG-59. A sua construção permite uma excelente transmissão de sinais digitais de alta frequência com perdas mínimas, o que o torna particularmente adequado para longas extensões de cabos em aplicações digitais modernas.
- Impedância: 75 Ohm
- Tamanho do núcleo: 1,024 mm
- Tipo dielétrico: PF
- Atenuação nominal por MHz (dB/100 pés):850/8,5dB; 1900/13,6dB
RG-8
O RG-8 é um cabo coaxial de 50 ohms de alto desempenho com um condutor central de 13 AWG, optimizado para aplicações de RF exigentes. A sua construção robusta proporciona um excelente manuseamento de potência e uma baixa perda de sinal. Com blindagem superior e opções de condutor sólido e trançado, é ideal para estações base de rádio amador e instalações profissionais de RF.
- Impedância: 50 Ohm
- Tamanho do núcleo: 2,17 mm
- Tipo dielétrico: PF
- Atenuação nominal por MHz (dB/100 pés): 850/6,4dB; 1900/10,4dB
RG-11
O RG-11 é um cabo coaxial de 75 ohms de nível profissional que se distingue pelo seu grande tamanho de condutor de 14 AWG e capacidade superior de transporte de sinal. Com blindagem quádrupla abrangente e a menor perda de sinal entre os cabos comuns, ele se destaca em aplicações de HDTV e vídeo profissional. A sua construção robusta torna-o a escolha preferida para a transmissão de sinais a longa distância, onde é necessário um desempenho máximo.
- Impedância: 75 Ohm
- Tamanho do núcleo: 1,67 mm
- Tipo dielétrico: PF
- Atenuação nominal por MHz (dB/100 pés):850/6,25dB
RG-59
O RG-59 é um cabo coaxial de 75 ohms amplamente utilizado em sistemas analógicos de vídeo e CCTV. O seu condutor de 23 AWG e o design de blindagem flexível adequam-se a instalações com restrições de espaço, oferecendo uma transmissão de sinal analógico económica para percursos mais curtos.
- Impedância: 75 Ohm
- Tamanho do núcleo: 0,64 mm
- Tipo dielétrico: PF
- Atenuação nominal por MHz (dB/100 pés):N/A
Cabos da série LMR
Os cabos da série LMR, fabricados pela Sistemas de micro-ondas Timessão tipos de cabos coaxiais flexíveis e de baixa perda, concebidos para comunicações RF. Estes cabos são adequados para instalações no exterior e no interior, oferecendo uma excelente resistência às intempéries e um elevado desempenho em várias aplicações. Segue-se uma comparação pormenorizada de diferentes cabos LMR:
| Tipo de cabo | Impedância (Ohms) | Tamanho do núcleo (mm) | Tipo dielétrico | Atenuação nominal por MHz (dB/100 pés) | Aplicações |
|---|---|---|---|---|---|
| LMR®200 | 50 | 1.12 | PF | 850/9,6 dB; 1900/14,6 dB | Trajectos curtos do alimentador de antena, aplicações de baixo PIM |
| LMR®240 | 50 | 1.42 | PF | 850/7,2 dB; 1900/11,2 dB | GPS, WLAN, antenas móveis |
| LMR®400 | 50 | 2.74 | PF | 850/3,8 dB; 1900/5,8 dB | Conjuntos de jumpers, sistemas sem fios |
| LMR®600 | 50 | 4.47 | PF | 850/2,4 dB; 1900/3,8 dB | Longos percursos de antena, sistemas de micro-ondas |
| LMR®900 | 50 | 6.65 | PF | 850/1,6 dB; 1900/2,6 dB | Alimentadores de antenas médias, configurações de RF flexíveis |
| LMR®1200 | 50 | 8.66 | PF | 850/1,2dB; 1900/1,9dB | Instalações de RF em grande escala |
| LMR®1700 | 50 | 13.39 | PF | 850/0,9dB; 1900/1,5dB | Comunicações de ultra-longa distância |
Destaques dos cabos LMR:
- LMR®200: Compacto e flexível, este cabo é perfeito para ligações de curto alcance, tais como ligações de alimentadores de antenas e aplicações que requerem um PIM baixo.
- LMR®240: Equilibra flexibilidade e baixa atenuação, tornando-o ideal para sistemas GPS, WLAN e configurações de antenas móveis.
- LMR®400: Concebido como substituto dos cabos RG-8, destaca-se em conjuntos de jumpers e sistemas de comunicação sem fios que requerem flexão repetida.
- LMR®600: Conhecido como o cabo "Meia Polegada", proporciona uma qualidade de sinal superior para percursos de RF de longo alcance e é mais fácil de manusear do que os cabos dieléctricos de ar.
- LMR®900: De maiores dimensões e concebido para extensões médias de alimentadores de antenas, este cabo oferece baixas perdas e elevada flexibilidade para uma série de aplicações.
- LMR®1200 E LMR®1700: Ideais para aplicações de RF de grande escala e de ultra-longa distância, estes cabos proporcionam um desempenho e uma durabilidade excepcionais para instalações exigentes.
Cabo Coaxial Hardline
Os cabos coaxiais de linha dura são concebidos para transmissão de alta resistência e são normalmente utilizados em sinais militares, transmissão de rádio e ligação de transmissores ao nível do solo a receptores aéreos. Esses tipos de cabos coaxiais apresentam diâmetros grossos (≥ ½ polegada) e são construídos com materiais como cobre, prata, alumínio ou aço para o condutor central e a blindagem. É frequentemente adicionado um tampão dielétrico, como espuma de polietileno ou azoto pressurizado, para evitar a formação de arcos e a contaminação por humidade. A blindagem pode variar de tubos rígidos a materiais ondulados, tornando-os adequados para aplicações robustas que exigem durabilidade e fiabilidade.
Cabo coaxial radiante
Os cabos coaxiais irradiantes, também conhecidos como "cabos com fugas", têm um design único que incorpora ranhuras cortadas na blindagem. Estas ranhuras são sintonizadas para comprimentos de onda específicos, permitindo uma fuga de sinal controlada. Estes tipos de cabos coaxiais são ideais para ambientes onde as antenas tradicionais não são práticas, como túneis, elevadores ou instalações subterrâneas. Ao permitir uma quantidade pré-determinada de transmissão de sinal entre o transmissor e o recetor, os cabos radiantes proporcionam uma cobertura consistente e fiável.
Cabo Coaxial Twinaxial
Os cabos Twinaxial, ou "Twinax", são um tipo especializado de cabo coaxial que apresenta dois condutores centrais em vez de um. Estes tipos de cabos coaxiais são amplamente utilizados para aplicações de sinalização de alta velocidade e curto alcance, como em centros de dados ou hardware de rede com interfaces SFP+. O design de condutor duplo permite que os cabos Twinax atinjam taxas de transmissão de dados mais rápidas, mantendo o mínimo de interferência, tornando-os uma escolha popular para sistemas de rede modernos.
Cabo Coaxial Semi-Rígido
Os cabos coaxiais semi-rígidos apresentam um dielétrico suportado por PTFE e uma blindagem de condutor sólido, oferecendo propriedades dieléctricas superiores para aplicações de alta frequência. Estes tipos de cabos coaxiais são limitados em termos de tamanho e transmissão de frequência, mas proporcionam um excelente desempenho em ambientes que exigem precisão e perda mínima de sinal. A sua estrutura rígida torna-os adequados para sistemas aeroespaciais e de defesa.
Cabo coaxial triaxial
Os cabos triaxiais, ou "Triax", são uma variação avançada dos tipos de cabos coaxiais que incluem uma camada adicional de isolamento e uma segunda bainha condutora. Esta conceção proporciona uma largura de banda superior e uma melhor proteção contra interferências, tornando estes cabos ideais para aplicações na produção televisiva e em ambientes com elevada interferência electromagnética. Embora mais caros do que os cabos coaxiais normais, os cabos Triax oferecem um desempenho e uma fiabilidade excepcionais em casos de utilização exigentes.
Cabo coaxial de linha rígida
Os cabos coaxiais rígidos são construídos com dois tubos de cobre e um tampão dielétrico de PTFE suportado em intervalos ao longo do cabo. Esses tipos de cabos coaxiais são significativamente maiores, com diâmetros que variam de ⅘ polegadas a 8/₁₆ polegadas, e são projetados para capacidades de alta potência. As linhas rígidas são normalmente utilizadas para frequências de TV e FM, suportando a transmissão multi-canal com perdas mínimas. Devido ao seu design robusto, são ideais para aplicações industriais e de radiodifusão em grande escala.
Factores a considerar na escolha de um tipo de cabo coaxial
A seleção do cabo coaxial adequado requer uma análise cuidadosa da aplicação, dos factores ambientais, das especificações de impedância e dos atributos físicos do cabo. A combinação destes factores assegura uma transmissão de sinal óptima, longevidade e um desempenho fiável do sistema. Avalie os requisitos exclusivos do seu projeto para fazer uma escolha bem informada e eficaz.
| Fator | Considerações |
|---|---|
| Impedância | Faça corresponder a impedância do seu equipamento para evitar a reflexão e a perda de sinal. |
| Atenuação | Uma atenuação mais baixa é melhor para longas distâncias e sinais de alta frequência. |
| Gama de frequências | Certifique-se de que o cabo suporta a frequência da sua aplicação. |
| Durabilidade | Selecione um cabo com o material de revestimento adequado ao seu ambiente. |
| Flexibilidade | Para espaços apertados ou configurações móveis, escolha cabos flexíveis como RG-58 ou LMR-240. |
| Blindagem | A blindagem dupla é preferível em ambientes de elevada interferência. |
| Comprimento | Os percursos mais longos requerem cabos com menor atenuação (por exemplo, LMR-400 ou RG-11). |
Algumas perguntas frequentes
Quais são os três tipos de cabo coaxial?
Os três tipos de cabos coaxiais mais comuns são:
- Cabos da série RG: Versátil para aplicações residenciais e comerciais.
- Cabos de linha dura: Utilizados para transmissões de alta potência, como radiodifusão.
- Cabos de irradiação: Concebidos para controlar a fuga de sinal em ambientes onde as antenas não são práticas.
Qual é melhor, o cabo coaxial RG6 ou RG11?
O RG11 é melhor para transmissões de longa distância devido a uma menor perda de sinal, enquanto o RG6 é mais flexível e adequado para percursos curtos, como ligações interiores para TV por cabo e Internet.
Para que é utilizado o cabo coaxial RG-8 e RG11?
- RG-8: Normalmente utilizado para aplicações de RF de alta potência, incluindo rádio amador e ligações de antena.
- RG-11: Ideal para instalações de longa distância, como ligações exteriores de TV por cabo ou satélite.
Como é que sei que tipo de cabo coaxial tenho?
Verifique as marcações impressas do cabo, que normalmente incluem o seu tipo (por exemplo, RG6, RG11). Também pode medir o seu diâmetro e compará-lo com as especificações, ou examinar a sua construção (por exemplo, tamanho do condutor, blindagem e material do revestimento).
Conclusão
A escolha dos tipos de cabos coaxiais corretos depende da sua aplicação específica, das condições ambientais e dos requisitos de desempenho. Os cabos da série RG são adequados para uso geral, enquanto os cabos da série LMR e os tipos de cabos coaxiais especializados, como os cabos hardline, radiantes e Twinax, atendem a instalações de nível profissional. Compreender as diferenças entre os tipos de cabos coaxiais garante um ótimo desempenho e longevidade para os seus sistemas de comunicação.
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