Conectores Coaxiales

Mostramos qué tipos de conectores existen, qué opciones de montaje hay y hablamos de diferentes aplicaciones. El objetivo es facilitarle la elección del conector coaxial adecuado.

Los conectores para cables coaxiales se utilizan para realizar la conexión entre el cable y un dispositivo o una antena. Al igual que hay muchos cables coaxiales diferentes, hay también muchos tipos de conectores. Por un lado, difieren en el diámetro -que debe ajustarse exactamente al cable- y, por otro, hay diferencias en el ámbito de aplicación. Sin embargo, la mayoría de las veces, el tipo de conector se especifica con precisión, concretamente por el dispositivo que queremos conectar: la radio o la antena.

Propiedades técnicas de un conector coaxial

Las características técnicas esenciales de un conector coaxial son fáciles de enumerar:

  • La impedancia
  • La frecuencia máxima permitida
  • La forma de montaje del conector en el cable
La impedancia de un conector

La impedancia es la resistencia a la corriente alterna de un componente eléctrico. Es decir, el valor que resulta de la relación entre una tensión alterna (la tensión de alta frecuencia) y la corriente que circula entonces. También hay que tener en cuenta la relación de fase entre la tensión y la corriente. Los cables coaxiales y los conectores que tienen la misma impedancia que la radio y la antena conectadas son la base para una transmisión óptima de la señal. Al igual que con los cables, en la radioafición se utilizan casi exclusivamente conectores con una impedancia de 50 ohmios. Esto viene dado por la tecnología de los equipos y las antenas.

Explicación Impedancia

La impedancia es la relación entre una tensión eléctrica en la carga y la corriente que se consume previamente. Los cables coaxiales cuyas clavijas coaxiales tienen la misma impedancia que la radio conectada y la antena adaptada son la base para una transmisión óptima de la señal. Por tanto, la impedancia desempeña un papel importante en la elección del conector.

La frecuencia máxima

Por lo general, los conectores coaxiales sólo pueden utilizarse hasta una determinada frecuencia máxima. En el caso de los conectores sencillos, se trata de unos cientos de MHz. Los conectores fabricados con gran precisión y con un recubrimiento superficial adecuado (plata, oro u otras aleaciones) son adecuados hasta la gama de GHz. ¿Y qué hay de la amortiguación? Esto era tan importante para los cables, ¿por qué no se especifica también para los enchufes? Normalmente hay pocas opciones para los conectores. El tipo se determina por el lado de acoplamiento, el diámetro por el cable. En muy pocos casos hay diferentes tapones con diferente atenuación para elegir en estas condiciones. Por lo tanto, se calcula una atenuación adicional de aproximadamente 0,2 a 1 dB para cada enchufe, según el tipo y la frecuencia.

El montaje del conector

Por supuesto, el conector coaxial debe ajustarse de forma limpia y precisa al cable. Si no se hace correctamente, se producirá un empalme (una transición repentina de una impedancia a otra) que provoca reflexiones y una mala adaptación. El resultado es la pérdida de la señal y posiblemente la interferencia debido a la resistencia de la transición, e incluso un fuerte calentamiento. Si los conectores se montan de forma incorrecta, también puede penetrar la humedad, lo que puede provocar gradualmente un deterioro considerable de la señal.

A la hora de montar, hay que distinguir de qué conductor se trata, si del interior o del exterior.

El montaje del conector

Conexión del conductor interno de los conectores coaxiales

Existen tres técnicas principales de montaje para el conductor interno.

  • Soldar
  • Engarce
  • Conexiones sin soldadura

Algunos tipos de conectores (por ejemplo, los PL) tienen el conductor interno instalado permanentemente en el cuerpo del conector, en cuyo caso la soldadura es el único método disponible. Hay otros tipos de conectores con un contacto interior suelto, que también se sueldan. Esto es fácil de hacer si puedes instalar las clavijas cómodamente en tu lugar de trabajo. Esto se vuelve mucho más difícil cuando se instala un cable en un vehículo o en la parte superior del mástil de la antena. Especialmente si el cable debe instalarse al principio sin conector.

Por este motivo (instalación lejos de la fuente de alimentación, en lugares incómodos), se ha impuesto la tecnología de crimpado, especialmente en el sector profesional. En este caso, colocamos el contacto central en el conductor interior y lo presionamos con una presión definida con precisión mediante una herramienta de engaste especial. El resultado es una soldadura en frío con muy buenas propiedades de contacto. Tras un poco de práctica, el engaste suele ser más rápido y fiable que la soldadura. Es importante utilizar el contacto que coincida exactamente con el diámetro del conductor interno y la herramienta de engaste que se ajuste exactamente al diámetro.

Para algunos tipos de conectores, es incluso más fácil utilizar contactos sin soldadura para el conductor interno. Con esta técnica de montaje, el contacto está dotado de un emplumado metálico en el interior, que encaja exactamente en el conductor interno. Para los conectores grandes (N, 7/16", etc.) este montaje es ahora el estándar. El contacto es muy bueno, pero lo importante aquí es el mecanizado muy preciso del cable. Las longitudes y las distancias deben encajar con mucha precisión para que el contacto interior se asiente bien en el aislante del cuerpo. La ventaja del montaje sin soldadura es, por supuesto, la simplicidad, pero también la mayor flexibilidad, por ejemplo con antenas giratorias o con la expansión del cable debido a los cambios de temperatura.

Montaje del conductor exterior de las clavijas coaxiales

Algunos tipos de conectores (por ejemplo, los PL) tienen el conductor interno instalado permanentemente en el cuerpo del conector, en cuyo caso la soldadura es el único método disponible. Hay otros tipos de conectores con un contacto interior suelto, que también se sueldan. Esto es fácil de hacer si puedes instalar las clavijas cómodamente en tu lugar de trabajo. Esto se vuelve mucho más difícil cuando se instala un cable en un vehículo o en la parte superior del mástil de la antena. Especialmente si el cable debe instalarse al principio sin conector. Por este motivo (instalación lejos de la fuente de alimentación, en lugares incómodos), se ha impuesto la tecnología de crimpado, especialmente en el sector profesional. En este caso, colocamos el contacto central en el conductor interior y lo presionamos con una presión definida con precisión mediante una herramienta de engaste especial. El resultado es una soldadura en frío con muy buenas propiedades de contacto. Tras un poco de práctica, el engaste suele ser más rápido y fiable que la soldadura. Es importante utilizar el contacto que coincida exactamente con el diámetro del conductor interno y la herramienta de engaste que se ajuste exactamente al diámetro.

Para algunos tipos de conectores, es incluso más fácil utilizar contactos sin soldadura para el conductor interno. Con esta técnica de montaje, el contacto está dotado de un emplumado metálico en el interior, que encaja exactamente en el conductor interno. Para los conectores grandes (N, 7/16", etc.) este montaje es ahora el estándar. El contacto es muy bueno, pero lo importante aquí es el mecanizado muy preciso del cable. Las longitudes y las distancias deben encajar con mucha precisión para que el contacto interior se asiente bien en el aislante del cuerpo. La ventaja del montaje sin soldadura es, por supuesto, la simplicidad, pero también la mayor flexibilidad, por ejemplo con antenas giratorias o con la expansión del cable debido a los cambios de temperatura.

Protección contra la intemperie

No importa cómo montemos un conector en el cable coaxial, si se utiliza en el exterior, debemos protegerlo adicionalmente contra la entrada de agua. Esto también se aplica a los tipos que ya son impermeables de por sí (por ejemplo, los conectores N), más vale prevenir que curar.

Para esta protección contra la intemperie y el agua, utilice una buena cinta de goma autovulcanizante. Este material es resistente a la temperatura y se coloca alrededor del extremo del enchufe como si fuera plastilina. Si tiene una pistola de calor, también puede utilizar tubo termorretráctil. Lo mejor es utilizar uno que tenga adhesivo en el interior.

Breve introducción a los diferentes tipos de conectores coaxiales

Existe un gran número de tipos de conectores para el cable coaxial. A veces es difícil seguir la pista de ellos, por lo que esperamos ofrecer una orientación con esta breve tabla.

El conector BNC

La clavija BNC se patentó ya en 1951. BNC son las siglas de Bayonet Neill-Concelman en honor a sus dos inventores, Paul Neill y Carl Concelman, y a la bayoneta en lugar de la fijación por tornillo. Tiene una impedancia característica definida y un contacto limpio también en el lado de la tierra/blindaje. El sistema es muy adecuado para cables finos y permite una rápida fijación/desfijación. Sin embargo, el conector BNC debe utilizarse sólo hasta un determinado diámetro de cable, para no sobrecargarlo mecánicamente. En el pasado, muchas radios de aficionados, normalmente radios de mano, tenían un conector BNC, pero hoy en día este conector se utiliza normalmente en la radioafición más bien para salidas de FI o similares. Desgraciadamente, los conectores BNC no son resistentes al agua; no están pensados para su uso en exteriores.

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PL-259/SO-239

Es el sistema de conexión de alta frecuencia más antiguo: Las clavijas de plátano, que aún hoy se encuentran en los instrumentos de medición universales y en las fuentes de alimentación de los laboratorios y de las radios, también se utilizaban antiguamente en las radios para la conexión de las antenas. Alrededor de 1930, se añadió un blindaje sólido para las aplicaciones profesionales. Esto hizo que los conectores fueran mucho más adecuados y fiables para las transmisiones de radio. El sistema es robusto y fácil de conectar debido a su tamaño. El conector también se denomina PL-259 debido a un listado en los requisitos del ejército, el enchufe SO-239 (PL = 'enchufe', SO = 'toma'). Otro nombre para este sistema de conectores es ""UHF"", aunque no es adecuado para el funcionamiento actual de las radios UHF. La razón de este nombre es que en los años 30, los ingenieros consideraban las frecuencias superiores a 30 MHz como ""UHF"", frecuencias ultra altas. Hoy definimos UHF como el rango de 300 a 3000 MHz. El problema del conector PL es la falta de estandarización de los parámetros mecánicos y eléctricos: la impedancia característica no está bien definida y no es constante a 50 o 75 ohmios como en los sistemas modernos. Esto lo hace bastante adecuado para HF hasta 30 MHz, pero sólo condicionalmente adecuado para VHF y ya no utilizable para UHF.

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El conector tipo N

Si desea la estabilidad y el tamaño del sistema PL/SO, pero fijándose por medio de tornillos con un sistema que también es adecuado para frecuencias más altas, debe optar por el conector ""tipo N"". Eléctricamente es comparable al BNC, tiene una impedancia característica bien definida y un contacto limpio también en el lado de tierra/apantallamiento. Las tomas son más grandes que las PL/SO y alivian la conexión mecánicamente. Esto hace que este sistema de conectores sea adecuado para cables de mayor diámetro. Por lo tanto, los conectores N se encuentran entre los conectores más utilizados en la tecnología de radio, ya que están disponibles para prácticamente todos los cables. La ventaja es su robustez y su sencillo montaje sin necesidad de herramientas especiales, aparte de los alicates de engarce para los conectores crimpados. Además, los conectores N son en gran medida resistentes al agua si se montan correctamente.

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SMA

En la década de los 60 surgió la necesidad de contar con conectores más pequeños para frecuencias muy altas, como las microondas, por lo que apareció en el mercado el conector SMA (versión subminiatura A). Hoy en día, este tipo de conector se emplea para aplicaciones de hasta 14 GHz, y en algunos casos existen modelos que se utilizan hasta 25 GHz. Por su naturaleza, el SMA no es adecuado para cables especialmente gruesos, pero ha sustituido al conector BNC en todas las aplicaciones para frecuencias altas y más altas, y también se utiliza para conexiones internas en equipos de radio. Hoy en día, las antenas de las radios portátiles también utilizan mayoritariamente conectores SMA, a veces invertidos por razones mecánicas (toma en la antena, enchufe en el aparato). La mayoría de los receptores SDR también utilizan el conector SMA. Aunque la conexión SMA es fiable, no es resistente a la intemperie y los enchufes no soportan un gran número de ciclos de acoplamiento. Dependiendo del recubrimiento, el SMA suele soportar hasta 500 ciclos de conexión/desconexión. Cualquier uso que supere este número de ciclos puede provocar un deterioro del rendimiento (mayor pérdida de inserción, corrosión, etc.)

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FME

El conector FME (For Mobile Equipment) se desarrolló especialmente para la instalación de teléfonos móviles en los coches. En vista de las condiciones especialmente estrechas de los coches, se necesitaba un conector fácil de usar con un diámetro pequeño. El pequeño diámetro exterior permite que el conector pase a través de pequeñas aberturas, su frecuencia máxima es de unos 2 GHz, perfecta para la mayoría de las aplicaciones móviles. En combinación con los omnipresentes cables RG-58 (o los mejores sustitutos como el H-155 o el Aircell-5) este conector se utiliza ampliamente en todo el mundo. Con los adaptadores apropiados, se pueden armar rápidamente cables adecuados con diferentes conectores. En WiMo, muchas antenas de coche, interruptores y filtros utilizan el conector FME. Con el FME, la distinción entre clavija y enchufe se vuelve un poco confusa: el enchufe FME es la parte del cable que tiene una rosca exterior; el conductor interior es hembra. El enchufe FME, en cambio, es la parte del dispositivo o la antena que tiene una rosca interior y el conductor central es una clavija macho.

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Otros conectores coaxiales diversos

Por supuesto, hay muchos más tipos de conectores, cada área de aplicación parece inventar su propio tipo de conector. El conector F, especialmente sencillo y económico, se utiliza para los sistemas de satélite de 75 ohmios. Las tarjetas Wifi utilizan conectores extremadamente pequeños, MMCX, MC-Card, SSMB son ejemplos. En cambio, los conectores de 7/16" son bastante grandes. Algunas aplicaciones a muy alta potencia y a altas frecuencias requieren este tipo de conector.

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Campos de aplicación de los conectores coaxiales

Para clasificar los conectores de los cables coaxiales, hay que tener en cuenta algunos campos de aplicación

tecnología de medición

Un área importante es la tecnología de medición. Aquí queremos desconectar y reconectar rápidamente un conector, y hacerlo muy a menudo. Para ello, el conector BNC con cierre de bayoneta es ideal. Este conector está disponible hasta la gama baja de GHz y para casi todos los tipos de cable (diámetro). Para las frecuencias muy altas, la mayoría de los dispositivos de la tecnología de medición utilizan conectores "N", y algunas radios comerciales (sobre todo militares) utilizan ocasionalmente conectores "tipo C".

Para nosotros, los radioaficionados, el factor más determinante es si el cable se utiliza en interiores o en exteriores. En el exterior, por supuesto, un cable debe ser resistente a la intemperie; es obligatorio evitar la entrada de agua en el enchufe. Algunos tipos de enchufes son en gran medida resistentes al agua cuando se montan correctamente. Este es el caso, por ejemplo, de los enchufes N o los PL, que están construidos de la misma manera que los enchufes N en el lado del cable. Otros tipos de conectores no son impermeables debido a su diseño y deben evitarse en el exterior, por ejemplo, los conectores BNC o SMA.

Cableado interno

Otro ámbito de aplicación es el cableado interno de dispositivos para la construcción de bricolaje. Como esto suele implicar poca potencia en un espacio reducido, solemos preferir los conectores en miniatura. Se trata, por ejemplo, de SMA o SMB, pero también de MCX u otros tipos de conectores similares muy pequeños. Estos conectores suelen estar disponibles sólo para cables muy finos. Lo positivo es que estos conectores están disponibles hasta la gama superior de SHF.

Con todos los conectores, debes prestar atención a cuántos ciclos de acoplamiento pueden soportar. En el caso de algunos conectores, suelen ser sólo de 30 a 50 ciclos de acoplamiento, es decir, demasiado pocos para ser utilizados constantemente en el día a día.

Conclusión

En este texto hemos mostrado lo que es importante para los conectores coaxiales: calidad, parámetros técnicos y una cuidadosa selección en función de la aplicación. Teniendo en cuenta estos sencillos principios, tendrá "tranquilidad" durante mucho tiempo con los conectores coaxiales en su propia estación y podrá transmitir sin preocupaciones, incluso en las frecuencias más altas y con alta potencia.

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  1. N plug (Broad-Pro 50)
    N plug (Broad-Pro 50)

    Conector N para montaje con cable Broad-Pro 50, para soldar

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