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Les meilleurs câbles coaxiaux pour les radioamateurs et l'industrie

Les meilleurs câbles coaxiaux
pour les radioamateurs et l'industrie


Les câbles coaxiaux ou câbles coaxiaux sont des câbles pour le domaine HF avec un conducteur intérieur et un conducteur extérieur, tous deux coaxiaux - c'est-à-dire dans un axe commun - l'un par rapport à l'autre et séparés par un diélectrique. Les câbles d'antenne modernes sont à 95% des câbles coaxiaux.

Vous êtes radioamateur ou à la recherche d'une solution pour votre entreprise ? Découvrez sur cette page ce qui fait un bon câble coaxial et comment trouver le bon câble pour votre application. Car en radioamateurisme, le sans-fil ne fonctionne vraiment que d'antenne à antenne, tout le reste, avant et après, nécessite des câbles, beaucoup de câbles, de bons câbles !

L'EFFET PEAU

Qu'est-ce que c'est?
BOÎTE À SAVOIR

PROPRIÉTÉS DES CÂBLES COAXIAUX

Un câble coaxial possède diverses propriétés électriques, que nous allons expliquer brièvement ici. Elles sont déterminantes pour le choix du meilleur câble pour l'application concernée. Il s'agit, entre autres:

  • l'atténuation du câble, c'est-à-dire le degré d'affaiblissement d'un signal.
  • l'impédance, les effets de la résistance du câble au courant alternatif
  • d'autres mesures telles que le blindage, le facteur de vélocité, la puissance maximale admissible, etc.
L'atténuation
L'atténuation d'un câble coaxial résulte des propriétés physiques et de perte des conducteurs métalliques. Concrètement, cela signifie qu'un signal est affaibli, il arrive avec un niveau plus faible après transmission via le câble qu'au départ. Les règles simples suivantes s'appliquent : les câbles coaxiaux plus épais atténuent moins que les câbles minces, l'atténuation augmente avec la fréquence. Donc, en fait, "plus c'est mieux" est correct pour les câbles plus épais dans ce cas, ou plus précisément : on perd moins car la distance entre la gaine et le conducteur interne est plus grande et donc les pertes dans le diélectrique sont plus faibles (le diélectrique est la zone entre le conducteur interne et externe). En outre, l'atténuation dépend de la fréquence, c'est-à-dire qu'elle augmente avec les fréquences. C'est pourquoi un bon câble (= faible atténuation) est particulièrement important en VHF (2m et plus). L'atténuation est donnée avec le facteur sans dimension décibel (dB), plus précisément "x dB d'atténuation par 100 m de longueur de câble". Une atténuation de 3 dB signifierait un facteur 2, c'est-à-dire une perte de 50%, une atténuation de 6 dB par un facteur 4 (arrivée de 25% seulement), etc. Les valeurs typiques des pertes d'un câble coaxial vont d'environ 30 dB/100m à 144 MHz (forte atténuation) à moins de 4 dB/100m à 144 MHz (faible atténuation).
En particulier pour la réception, nous avons affaire à des niveaux de signal extrêmement faibles. Par conséquent, l'atténuation est l'un des critères de sélection les plus importants d'un câble coaxial. Pourtant, le câble présentant la plus faible atténuation n'est pas toujours le meilleur, car qui peut percer des trous de plusieurs centimètres d'épaisseur dans le mur pour poser des câbles épais comme un bras ? Il s'agit donc de trouver un compromis judicieux entre l'atténuation, la facilité d'installation, le poids et le prix. Et - vous devriez toujours garder le câble aussi court que possible.
L'impédance
Dans le domaine de la radio commerciale comme dans celui de la radio amateur, les câbles coaxiaux d'une impédance de 50 ohms sont aujourd'hui les plus courants. Dans la technologie de la télévision, on trouve très souvent des câbles de 75 ohms. La valeur est essentiellement le rapport entre le diamètre du conducteur intérieur et la distance du conducteur extérieur. Les câbles ayant une impédance plus élevée ont généralement une atténuation plus faible, mais sont proportionnellement plus épais. La valeur de 50 ohms a été choisie car il s'agit d'un bon compromis entre les pertes et l'impédance des antennes et autres dispositifs à connecter. L'impédance ne peut pas être influencée par l'utilisateur, donc tout ce que vous avez à faire lors du choix est de vous assurer que l'impédance est de 50 ohms. C'est la valeur correcte pour les radioamateurs, ainsi que pour presque toutes les antennes WLAN, radio mobile, LoRa et autres.
Le facteur de blindage
Le conducteur extérieur (le blindage) d'un câble coaxial est généralement constitué d'une tresse de fils de cuivre fins. Les câbles bon marché utilisent ici relativement peu de fils, de sorte que l'efficacité du blindage est faible (environ 60 dB). Le facteur de blindage décrit le blindage du câble vers l'extérieur. Cet effet est intéressant dans deux directions : un bon blindage protège des rayonnements vers l'extérieur et évite les interférences dans les systèmes (TV, réseau, etc.). De même, un bon blindage protège des interférences de l'extérieur sur le signal reçu.
Plus le câble est de qualité, plus la tresse du conducteur extérieur est dense. Les câbles qui utilisent une feuille supplémentaire au-dessus de la tresse offrent le meilleur blindage. Ces câbles ont un blindage pouvant atteindre 100 dB ou plus. Cependant, ces feuilles rendent l'assemblage de la prise un peu plus compliqué, nous y reviendrons plus tard.
La puissance
Les câbles plus épais permettent une puissance plus élevée - non seulement en raison de l'atténuation plus faible, mais aussi en raison d'une tension admissible plus élevée, car la distance entre le conducteur interne et externe est plus grande. Le diélectrique s'échauffe moins en raison des pertes. Par conséquent, seuls quelques watts doivent être transmis par un câble fin du type "RG-174". Une traversée de câble mince à la fenêtre ne pose aucun problème pour un câble de réception satellite, mais est moins recommandable pour un câble provenant d'un amplificateur de puissance.
Le facteur de vélocité (vitesse de propagation)
Dans l'espace libre, les ondes à haute fréquence se déplacent presque à la vitesse de la lumière. Il en va tout autrement sur un câble ! Ici, la vitesse de propagation est beaucoup plus faible, généralement autour de 60 à 70% de la vitesse de la lumière dans le vide. Cette valeur est importante lorsque j'utilise un câble coaxial pour retarder spécifiquement un signal à l'aide de la longueur du câble. Cela se fait, par exemple, avec des câbles dits de phase, qui interconnectent plusieurs antennes. Ou avec un balun qui agit comme un transformateur pour adapter l'impédance d'une antenne à l'impédance du câble. Une autre application est un filtre réalisé à partir d'un court morceau de câble coaxial. Coupé à la bonne longueur - en tenant compte du facteur de vélocité - il est possible de construire des filtres passe-bande très bon marché, par exemple pour filtrer la bande de radiodiffusion.
Construction du conducteur central
Il existe deux façons de construire le conducteur centrale d'un câble coaxial : un conducteur toronné composé de plusieurs fils individuels (fil de litz) et un conducteur interne plein composé d'un seul fil. Toutes deux présentent des avantages et des inconvénients. Un câble avec un fil toronné est généralement plus flexible. Plus il y a de fils dans le toron, plus la flexibilité est grande et plus la surface est grande, voir « effet de peau ». Cependant, l'effort de fabrication augmente et le câble devient plus cher.
Les câbles avec un conducteur interne solide sont souvent mieux adaptés aux fortes puissances, mais ils deviennent plus lourds. Pour compenser cet inconvénient, on utilise souvent un fil massif en aluminium, qui est recouvert de cuivre à l'extérieur pour une meilleure conductivité. C'est suffisant, car -> voir l'effet de peau. Si vous voulez poser un câble pour une antenne rotative autour du rotor, les deux types de câble (toronné, solide) fonctionnent. Les câbles toronnés sont un peu moins problématiques ; cela a aussi quelque chose à voir avec le connecteur, nous y reviendrons plus tard.

UNE BRÈVE INTRODUCTION AUX DIFFÉRENTS TYPES DE CÂBLES

(sélection incomplète)

RG-58

Le câble RG-58 est l'un des câbles les plus connus et les plus utilisés. Il a un diamètre extérieur de 5 mm et est assez flexible. Il convient donc à de nombreuses applications, même lorsque vous devez le faire passer dans des endroits exigus. Cependant, l'atténuation du RG-58 est très élevée et il existe suffisamment d'alternatives modernes (H-155, Aircell-5, Airborne-5) avec un double blindage, une atténuation beaucoup plus faible et d'autres meilleures propriétés. Il est donc facile de passer à ces meilleurs types de câbles pour les nouvelles installations.

RG-213

Le RG-213, d'une largeur d'environ 10 mm, est disponible en plusieurs versions, reconnaissables aux lettres supplémentaires après la désignation, comme RG-213CU-MIL-C17 ou similaire. Ce câble est très populaire en raison de sa robustesse et de sa grande disponibilité (= prix bas). Il est presque uniquement utilisé sur les ondes courtes pour les applications de haute puissance, car pour les VHF, il présente une atténuation trop élevée.

Ecoflex-10, Ecoflex-15

Le câble Ecoflex-10 du fabricant allemand SSB Electronic est très populaire car il répond aux normes de qualité les plus élevées. Il est doublement blindé, présente une atténuation relativement faible et est également assez léger. Il peut donc être utilisé jusqu'à la gamme de fréquences WLAN et sur les bandes radioamateur 2m et 70cm, même sur de grandes longueurs.
Le câble est également disponible dans d'autres variantes, par exemple en Ecoflex-10 Plus (plus léger, fréquence de coupure plus élevée) ou en Ecoflex-10 Plus Heatex avec des propriétés ignifuges pour les bâtiments publics. La variante plus épaisse Ecoflex-15 (diamètre extérieur de 15 mm) présente à nouveau une atténuation nettement inférieure. Il existe également une version Ecoflex-15 "Plus".

Ultraflex-10, Ultraflex-13

Le fabricant Messi & Paoloni consacre beaucoup d'efforts à la production de câbles coaxiaux de haute qualité dans sa propre usine de production en Italie. Le câble Ultraflex-10 de 10 mm peut être utilisé jusqu'à 6 GHz et est suffisamment flexible grâce à son conducteur interne toronné. Le double blindage fait de toute façon partie de la norme de qualité. Le câble est également disponible en versions de 7 mm et 13 mm de diamètre.

QUEL CÂBLE POUR QUELLE APPLICATION ?

En matière de câbles et de prises, le plus cher n'est pas automatiquement le meilleur. Il doit être adapté à l'application. Nous avons déjà donné quelques indications : sur les ondes courtes, on peut normalement gérer des niveaux de puissance plus élevés que sur les VHF/UHF/SHF, mais dans les bandes supérieures, une faible atténuation est cruciale. Les deux conduisent à des câbles de plus grand diamètre, mais certaines séries comme Ecoflex ou Aircom sont spécialement optimisées pour les hautes fréquences jusqu'à 6 GHz ou même 12 GHz, d'autres comme Aircell plutôt pour les ondes courtes et les VHF. Le GSM/LTE/5G ainsi que le WiFi nécessitent des câbles avec une faible atténuation sur les hautes fréquences, la puissance transmise peut être négligée car elle est généralement très faible pour les applications grand public.

Ondes courtes jusqu'à 6m, puissance faible à moyenne.
Les câbles standard tels que RG-213 conviennent ici. Si vous souhaitez obtenir le moins d'interférences possible, vous devez utiliser un câble à double blindage tel que Aircell-7 ou Ultraflex-7.
Ondes courtes jusqu'à 6m, haute puissance
Pour une puissance plus élevée, le RG-213 convient encore dans de nombreux cas, sinon un bon câble de 10 mm est nécessaire. Donc Ecoflex-10, Ultraflex-10 etc.
VHF, FM (relais, radio marine, radio professionnelle)
Le FM sur VHF ne nécessite pas nécessairement un câble de la plus haute qualité, les niveaux sont généralement suffisants pour s'en sortir avec un câble fin de 5mm. Utilisez H-155, Aircell-5 ou Airborne-5, si vous recherchez le meilleur prix, RG-58 peut suffire. Cependant, la longueur ne doit pas dépasser 10 m.
VHF SSB (modes de signal faible)
Les radioamateurs avec des antennes directionnelles de 2m et plus veulent couvrir les plus grandes distances possibles, les signaux sont donc petits. Ici, chaque dB compte et il ne faut donc pas économiser sur le câble. Les longueurs doivent être aussi courtes que possible. Les câbles les plus populaires dans ce domaine sont Ecoflex-10, Ecoflex-15, Ultra/Hyperflex-10 et Ultraflex-13. Pour les longueurs extrêmes, il faut essayer d'obtenir un câble de très haute qualité d'un système commercial sur le marché de l'occasion, comme le Cellflex ou d'autres câbles "hardline" de grand diamètre.
Wifi, LoRa (Helium Miner)
Pour ces applications, l'accent est mis sur les plages de fréquences plus élevées, c'est-à-dire 868 MHz (LoRa, Helium) ou 2,4 ou 5-6 GHz pour le Wifi. Donc ici, cela dépend vraiment de l'atténuation du câble. Mais, là encore, il faut souvent faire un compromis, car les mini-connecteurs largement utilisés pour les appareils Wifi ne sont pas disponibles pour les câbles épais. Cela signifie que vous êtes souvent obligé de travailler avec des adaptateurs de câble (appelés pigtails). Le mieux est de regarder la distance totale et de calculer ce qui est le mieux - câble épais + adaptateur ou câble plus fin sans adaptateur. La plupart du temps un câble de 10 mm est utilisé, pour les longues distances > 10m parfois un Ecoflex-15 épais et ensuite adapté à l'appareil respectif avec un pigtail de 20cm de long.
Antennes actives pour ondes courtes et VHF
Les antennes actives, qui ne sont utilisées que pour la réception, ont un amplificateur intégré à la base de l'antenne. Le niveau de sortie est généralement très élevé et, sur certaines antennes, il est même réglable. Cela vous permet d'économiser sur le câble coaxial vers le récepteur et d'utiliser le câble le plus simple et le plus fin que vous pouvez trouver - à ces niveaux de signal élevés, l'atténuation n'a pas beaucoup d'importance. Des longueurs de câble extrêmes de 100 m ou plus sont possibles. Cependant, pour des raisons mécaniques, on n'utilise pas le très fin RG-174, mais le RG-58 ou similaire.
Applications spéciales
Parfois, vous avez besoin d'un câble capable de supporter une grande puissance dans un espace très réduit. C'est le cas, par exemple, lors du bobinage de baluns ou pour le câblage interne. Dans ce cas, les câbles dotés d'un diélectrique particulièrement résistant, à savoir le téflon, constituent le meilleur choix. Il s'agit alors de types de câbles tels que RG-316, RG-142 ou RG-400.

SOLUTIONS OFFERTES PAR WIMO

Cet article vous a présenté les caractéristiques techniques d'un câble coaxial, et a brièvement exposé celles qui sont les plus importantes pour nous radioamateurs. Nous avons aussi présenté les différents types de câbles et les cas d'utilisation pour vous aider à choisir le bon câble.

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