Wyjaśnienie typów kabli RG: impedancja, ekranowanie i rzeczywista wydajność RF

Zamień krótką zworkę RG-58 na zworkę RG-174 w łańcuchu pomiarowym 2,4 GHz, a odbierany poziom spadnie o około 1,5 dB. Nie ma w tym nic złego: cieńszy kabel po prostu przenosi większe straty na metr przy tej częstotliwości. Numer RG wydrukowany na okładce jest najbardziej widoczną etykietą na kablu koncentrycznym i najmniej użyteczną samą w sobie.

Krótka odpowiedź: Oznaczenia RG to starsze identyfikatory MIL-17, które ustalają nominalny rozmiar i rodzinę impedancji, a nie klasę wydajności. Dwie szpule sprzedawane jako RG-58 mogą różnić się pokryciem oplotu, dielektrykiem, prędkością propagacji i materiałem płaszcza, a co za tym idzie, tłumieniem, ekranowaniem i temperaturą znamionową.

Najpierw sprawdź impedancję: 50 Ω dla radia, sprzętu testowego i anten; 75 Ω dla wideo, CATV i satelitarnego IF.
Następnie przeczytaj konstrukcję: materiał dielektryczny, styl i pokrycie osłony, materiał płaszcza.
Na koniec sprawdź tłumienie na częstotliwości roboczej, a nie nagłówku „DC do 1 GHz”.

Co numer RG robi, a czego nie mówi

Przedrostek RG pochodzi od oznaczeń „Radio Guide” używanych podczas drugiej wojny światowej i później znormalizowanych w MIL-C-17, obecnie MIL-DTL-17. Numer podstawowy ustala konstrukcję nominalną, podczas gdy przyrostek ukośnika ustala wersję. RG-58A/U, RG-58C/U i szpula typu „RG-58” nie są wymienne w ramach budżetu łącza, ponieważ splot przewodnika, związek dielektryczny i pokrycie oplotu zmieniały się pomiędzy wersjami.

Dane nominalne zestawione z arkuszy danych typu MIL-DTL-17; komercyjne odpowiedniki często różnią się pokryciem oplotu i składem kurtki.
Wpisz	Impedancja	Dielektryk	Tarcza	Typowe OD	Gdzie to pasuje
RG-6	75 Ω	Spieniony PE	Warkocz foliowy	6,9 mm	Spadają satelity i CATV
RG-11	75 Ω	Spieniony PE	Warkocz foliowy	10,3 mm	Długie biegi magistrali 75 Ω
RG-59	75 Ω	Solidny PE	Pojedynczy warkocz	6,1 mm	Krótkie starsze wideo, CCTV
RG-58	50 Ω	Solidny PE	Pojedynczy warkocz	4,95 mm	Zworki HF/VHF, starsze zestawy
RG-8X	50 Ω	Spieniony PE	Pojedynczy warkocz	6,1 mm	Amatorski HF, trasy budżetowe
RG-213	50 Ω	Solidny PE	Pojedynczy warkocz	10,3 mm	Podajniki antenowe VHF/UHF
RG-142	50 Ω	Solidny PTFE	Podwójny warkocz	4,95 mm	Praca na ławce, trasy o wysokiej temperaturze
RG-316	50 Ω	Solidny PTFE	Pojedynczy lub podwójny warkocz	2,5 mm	Ciasne zakręty, okablowanie wewnętrzne
RG-174	50 Ω	Solidny PE	Pojedynczy warkocz	2,5 mm	Krótkie zworki niskiej częstotliwości

Traktuj tabelę jako punkt wyjścia, a nie specyfikację. Tani RG-6 z pokryciem lekkim oplotem i RG-6 klasy drop-grade z folią i gęstym oplotem mają tę samą etykietę RG i zachowują się zupełnie inaczej w teście skuteczności ekranowania lub utraty odbicia.

Najpierw impedancja: 50 Ω i 75 Ω nie mieszać

Złącze 50 Ω na kablu 75 Ω zwykle łączy się bez reklamacji i właśnie w ten sposób błąd rozprzestrzenia się w szafie. Złącze jest nieciągłością schodkową o współczynniku odbicia 0,2:

1,5:1 VSWR na złączu 50/75 Ω

14dB Strata powrotna, to samo skrzyżowanie

0,18 dB Utrata niedopasowania na przejście

To 0,18 dB wygląda nieszkodliwie na łączu tylko odbiorczym, ale odbicia to nie tylko strata. Przesuwają fazę, niszczą pomiary strat odbiciowych na stole laboratoryjnym, a w systemach dupleksowych zwiększają budżet wektora błędu. Zachowaj jedną impedancję od radia do anteny, adaptery i przegrody są dołączone.

Cztery warstwy określające straty, ekranowanie i żywotność

Każdy kabel RG to ten sam stos czterech części. To, co różni się między typami, to materiał i grubość każdej warstwy.

Przewodnik centralny i dielektryk

Środkowy przewodnik przenosi sygnał, a przy dużej częstotliwości prąd gromadzi się na jego powierzchni, dlatego w kablach precyzyjnych stosuje się miedź posrebrzaną, a nie zwykłą miedź. Dielektryk ustawia zarówno impedancję, jak i prędkość propagacji (Vp), liczbę decydującą o tym, czy dwa kable „tego samego” typu pozostaną w fazie w układzie wielokanałowym.

Typowe wartości Vp; spieniony PE zwykle mieści się w przedziale od 78% do 84%, w zależności od procesu spieniania.

Stały polietylen jest tani i stabilny, ale spowalnia falę do około 66% prędkości światła. Spieniony PE podnosi Vp do około 80% i zmniejsza straty, za cenę wrażliwości mechanicznej. PTFE zachowuje swoje właściwości w temperaturze około 200°C i jest materiałem domyślnym do zastosowań laboratoryjnych i lotniczych.

Tarcza i kurtka

Pojedynczy warkocz przy pokryciu 95% to koń pociągowy. Podwójny oplot poprawia impedancję przenoszenia i trwałość przy zginaniu, podczas gdy folia i oplot osiągają 100% pokrycia przy niskich częstotliwościach, ale są sztywniejsze i niewygodne w zakończeniu w terenie. Wybór płaszcza zależy od temperatury i substancji chemicznych: PVC do stosowania w pomieszczeniach i na stanowiskach laboratoryjnych, FEP lub PTFE, gdy kabel przebiega w pobliżu wzmacniacza mocy lub gorącej komory silnika.

Tłumienie według rodzaju: średnica bije język marketingowy

Opublikowane typowe wartości; typy o małej średnicy (pomarańczowe) są wyróżnione, ponieważ dominują w budżecie strat w krótkich skoczkach.

Wykres wyjaśniają dwie zasady. Strata skaluje się mniej więcej wraz z pierwiastkiem kwadratowym częstotliwości, więc podwojenie częstotliwości dodaje około 41% więcej tłumienia. Straty maleją wraz ze wzrostem średnicy dielektryka, dlatego 10,3 mm RG-213 pokonuje 4,95 mm RG-58 o ponad 8 dB na 100 m przy 100 MHz.

Zrób to w prawdziwym biegu. Dwadzieścia metrów RG-58 kosztuje około 3 dB przy 100 MHz i około 6,4 dB przy 400 MHz, więc przy UHF połowa mocy nadawczej już minęła, zanim antena cokolwiek zauważyła. Ten sam przebieg w RG-213 traci około 1,3 dB przy 100 MHz.

Dopasowanie typu do stanowiska

Transmisja i dystrybucja wideo

RG-6 i RG-11 przenoszą sygnały 75 Ω z ekranowaniem folia plus oplot i zakończeniami BNC F lub 75 Ω. Zarezerwuj RG-59 na krótkie przebiegi w szafie, gdzie nie kumulują się jego większe straty.

Ławka i test

RG-142, RG-316 i RG-400 wykorzystują dielektryk PTFE i podwójny oplot, dzięki czemu faza pozostaje stabilna, gdy kabel się nagrzewa. Krótkie serie zapewniają akceptowalne straty znacznie powyżej 6 GHz, gdzie jakość dielektryka i ekranu ma większe znaczenie niż średnica.

Zasilacze antenowe i wzmacniakowe

RG-213 i RG-8X to typowe modele do zastosowań zewnętrznych 50 Ω ze złączami typu N. Powyżej około 30 m przewaga strat wynikająca z większego zespołu o niskich stratach jest warta więcej niż różnica cenowa przy zakupie.

Ciasne trasy i skoczki wewnętrzne

RG-174 i RG-316 przeciskają się przez płaszcz o grubości 2,5 mm i promieniu gięcia wynoszącym kilka milimetrów. Zaakceptuj 19 do 29 dB na 100 m przy 100 MHz jako cenę za tę elastyczność i dbaj o krótkie przebiegi.

Seria złącz koncentrycznych RF typu N Gwintowane złącza 50 Ω/75 Ω, z pokryciem 50 Ω do 18 GHz, istotne, gdy jakość zakończenia wpływa na utratę sygnału zwrotnego, ciągłość ekranu i pasywną intermodulację. Zobacz produkt →

Złącza i zespoły pochłaniają kilka ostatnich decybeli

Czysty zasilacz RG-213 ze słabo przylutowanym złączem N będzie działał gorzej niż krótkie łącze RG-58 zakończone fabrycznie. Jakość terminacji objawia się jako strata na odbiciu, jako ciągłość ekranu, a w lokalizacjach dupleksowych jako pasywna intermodulacja.

Dwa detale konstrukcyjne mają większe znaczenie niż etykieta na kurtce. Zagniatanie w porównaniu z lutowaniem decyduje o długoterminowej niezawodności w warunkach wibracji, a w przypadku zasilania wielokanałowego dopasowanie fazowe do kilku stopni zapewnia spójność układów fazowanych i formowania wiązki. Zespoły zbudowane i przetestowane jako jedna jednostka usuwają większość tych zmiennych terenowych; ten przegląd jak zbudowane są zespoły kabli RF przechodzi przez etapy zakończenia i testowania, które ustalają ostateczne liczby.

Steady Phase Ultra Low-Loss Flexible Cable Assembly

Elastyczny zestaw kabli ze stałą fazą i bardzo niskimi stratami Stabilna faza, elastyczny zespół o niskich stratach dla łączy wysokiej częstotliwości, gdzie dopasowanie fazy i jakość zakończenia mają znaczenie dla złączy SMA, typu N i TNC. Zobacz produkt →

Wybór interfejsu zależy od częstotliwości i standardu łączenia: BNC do szybkiego łączenia poniżej 4 GHz, SMA do kompaktowej pracy w kuchence mikrofalowej i gęstych paneli stojakowych, typ N do zasilaczy zewnętrznych i odporności na warunki atmosferyczne, TNC do połączeń podatnych na wibracje. Każdy dodaje swoje własne małe odbicie, a łańcuch trzech adapterów może kosztować więcej strat na odbiciu niż sam kabel.

Seria złącz koncentrycznych SMA RF Kompaktowe złącza gwintowane 50 Ω o częstotliwości znamionowej 26,5 GHz, przystosowane do pracy w kuchence mikrofalowej i gęstych paneli stelażowych, w których kumulują się odbicia adaptera. Zobacz produkt →

Jeśli budżet jest napięty, przed zamówieniem kołowrotków porównaj standardowy typ RG z specjalnie zaprojektowaną alternatywą. Zespoły kabli o niskich stratach wykorzystujące dielektryki piankowe lub PTFE często odkupują kilka dB na tej samej powierzchni, a aktualizacja krótkich zworek często rozwiązuje problem zakłóceń, którego nie rozwiąże żadne ponowne dokręcenie złącza.

Krótka lista kontrolna zakupów

Impedancja i interfejs potwierdzone na obu końcach, adaptery i przegrody w zestawie.
Tłumienie podane w dB na 100 m przy najwyższej częstotliwości roboczej, wzięte z arkusza danych, a nie z nagłówka katalogu.
Specyfikacja tarczy jest wyraźnie podana: procent pokrycia oplotem, oplot pojedynczy lub podwójny, folia tam, gdzie to konieczne.
Temperatura i płaszcz: PVC poniżej około 80°C, FEP lub PTFE, jeśli w pobliżu znajduje się źródło ciepła lutowniczego lub wzmacniacz mocy.
Promień zgięcia i siła naciągu sprawdzono w odniesieniu do rzeczywistej trasy, a nie trasy na desce kreślarskiej.
Tolerancja Vp i fazy zdefiniowana, jeśli więcej niż jeden kabel zasila ten sam układ anten.
Dane testowe wymagane dla każdej szpuli lub zespołu: tłumienie wtrąceniowe, tłumienie odbiciowe i PIM dla lokalizacji dupleksowych.

Typy kabli RG: częste pytania

Jaka jest różnica między RG-6 i RG-59?

Obydwa mają 75 Ω. RG-6 wykorzystuje większy przewodnik i spieniony dielektryk z ekranowaniem z folii i plecionki, dzięki czemu traci mniej na metr i jest odpowiedni do spadków satelitarnych i CATV. RG-59 jest cieńszy, ma pojedynczy warkocz i należy do krótkich serii wideo.

Czy RG-58 to to samo co RG-58A/U lub RG-58C/U?

Nie. Przyrostek oznacza inną kontrolowaną konstrukcję: skrętka, dielektryk i oplot różnią się w zależności od wersji. Aby uzyskać budżet łącza, użyj wartości tłumienia dla konkretnego wariantu i poproś o arkusz danych.

Czy mogę zamontować złącze typu N 50 Ω na 75 Ω RG-6?

Mechanicznie często pasuje, ale krok impedancji tworzy odbicie około 14 dB straty odbiciowej i VSWR 1,5:1 przed obliczeniem własnego limitu złącza. Zachowaj złącza 75 Ω na kablu 75 Ω.

Który kabel RG jest najlepszy dla 2,4 GHz czy 5,8 GHz?

Przy tych częstotliwościach dominuje strata na metr. Typy PTFE, takie jak RG-142 lub RG-316, nadają się do krótkich serii laboratoryjnych, podczas gdy długie serie wymagają większego zespołu o niskich stratach, a nie jakiejkolwiek szpuli RG-58 lub RG-174.

Gdzie jest miejsce RG-174 i RG-316?

W przypadku krótkich zworek wewnętrznych, ciasnych tras zakrętowych i ścieżek sygnałowych małej mocy. RG-174 to najtańsza i najbardziej stratna opcja; RG-316 dodaje dielektryk PTFE i wyższą temperaturę znamionową przy podobnej średnicy.

Jakie straty dodaje 10 m RG-58 przy 400 MHz?

Około 3 dB. Z opublikowanych danych wynika, że RG-58 osiąga poziom blisko 32 dB na 100 m przy 400 MHz, więc 10 m kosztuje około połowy mocy nadawczej. Strata rośnie wraz z pierwiastkiem kwadratowym częstotliwości, więc podwojenie częstotliwości dodaje około 41%.