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I migliori cavi coassiali per radioamatori e industria

I migliori cavi coassiali
per radioamatori e industria


I cavi coassiali o cavi coassiali sono cavi per la gamma HF con un conduttore interno e un conduttore esterno, entrambi coassiali - cioè con un asse comune - tra loro e separati da un dielettrico. I moderni cavi d'antenna sono per il 95% cavi coassiali.

Siete radioamatori o state cercando una soluzione per la vostra azienda? Scoprite in questa pagina quali sono le caratteristiche di un buon cavo coassiale e come trovare il cavo giusto per la vostra applicazione. Perché il vero wireless nei radioamatori è solo da antenna ad antenna, tutto il resto prima e dietro ha bisogno di cavi, molti cavi, buoni cavi!

L'EFFETTO DELLA PELLE

Cos'è quello?
SCATOLA DELLA CONOSCENZA

PROPRIETÀ DEI CAVI COASSIALI

Un cavo coassiale ha diverse proprietà elettriche, che spiegheremo brevemente qui. Sono determinanti per la scelta del cavo migliore per l'applicazione in questione. Questi includono:

  • Attenuazione del cavo, ovvero il grado di attenuazione di un segnale
  • impedenza, gli effetti della resistenza del cavo alla corrente alternata
  • altre misure come la schermatura, il fattore di velocità, la potenza massima consentita, ecc..
Mitigazione
L'attenuazione di un cavo coassiale deriva dalle proprietà fisiche e di perdita dei conduttori metallici. In termini pratici, ciò significa che un segnale viene attenuato, arrivando a un livello inferiore dopo la trasmissione attraverso il cavo rispetto a quando è stato trasmesso per la prima volta. Si applicano le seguenti semplici regole: i cavi coassiali più spessi attenuano meno di quelli sottili, l'attenuazione aumenta con la frequenza. In questo caso, quindi, più è meglio" è corretto per i cavi più spessi, o più precisamente: si perde meno perché la distanza tra la guaina e il conduttore interno è maggiore e quindi le perdite nel dielettrico sono minori (il dielettrico è l'area tra il conduttore interno e quello esterno). Inoltre, l'attenuazione dipende dalla frequenza, cioè aumenta con la frequenza. Ecco perché un buon cavo (= bassa attenuazione) è particolarmente importante in VHF (2m e oltre). L'attenuazione viene indicata con il fattore adimensionale decibel (dB), più precisamente ""x dB di attenuazione per 100 m di lunghezza del cavo"". Un'attenuazione di 3 dB significa un fattore 2, cioè una perdita del 50%, un'attenuazione di 6 dB un fattore 4 (solo il 25% di arrivo), ecc.
I valori tipici delle perdite dei cavi coassiali vanno da circa 30 dB/100m a 144 MHz (alta attenuazione) a meno di 4 dB/100m a 144 MHz (bassa attenuazione).
Soprattutto per la ricezione, abbiamo a che fare con livelli di segnale estremamente bassi. Pertanto, l'attenuazione è uno dei criteri di selezione più importanti per un cavo coassiale. Tuttavia, il cavo con l'attenuazione più bassa non è sempre il migliore, perché chi può praticare fori di diversi centimetri nel muro per posare cavi spessi come un braccio? Si tratta quindi di trovare un buon compromesso tra attenuazione, facilità di installazione, peso e prezzo. Inoltre, il cavo deve essere sempre il più corto possibile.
L'impedenza
Sia in ambito commerciale che amatoriale, i cavi coassiali con un'impedenza di 50 ohm sono oggi i più comuni. Nella tecnologia televisiva, i cavi da 75 ohm sono molto comuni. Il valore è essenzialmente il rapporto tra il diametro del conduttore interno e la distanza del conduttore esterno. I cavi con un'impedenza più elevata hanno generalmente un'attenuazione minore, ma sono proporzionalmente più spessi. Il valore di 50 ohm è stato scelto perché è un buon compromesso tra le perdite e l'impedenza delle antenne e degli altri dispositivi da collegare. L'impedenza non può essere influenzata dall'utente, quindi nella scelta è sufficiente assicurarsi che l'impedenza sia di 50 ohm. Questo è il valore corretto per i radioamatori e per quasi tutte le antenne WLAN, radio mobili, LoRa e altre.
Dimensione della schermatura
Il conduttore esterno (lo schermo) di un cavo coassiale è solitamente costituito da una treccia di sottili fili di rame. I cavi economici utilizzano relativamente pochi fili, quindi l'efficienza della schermatura è bassa (circa 60 dB). Il fattore di schermatura descrive la schermatura esterna del cavo. Questo effetto è interessante in due direzioni: una buona schermatura protegge dalle radiazioni esterne ed evita le interferenze nei sistemi (TV, rete, ecc.). Una buona schermatura protegge inoltre il segnale ricevuto dalle interferenze esterne.
Quanto migliore è il cavo, tanto più densa è la treccia del conduttore esterno. I cavi che utilizzano una lamina supplementare sopra la treccia offrono la migliore schermatura. Questi cavi hanno una schermatura fino a 100 dB o più. Tuttavia, queste lamine rendono l'assemblaggio dell'innesto un po' più complicato, ma di questo parleremo più avanti.
Il potere
I cavi più spessi consentono di ottenere una potenza maggiore, non solo grazie alla minore attenuazione, ma anche alla maggiore capacità di trasporto della tensione, poiché la distanza tra il conduttore interno e quello esterno è maggiore. Il dielettrico si riscalda meno a causa delle perdite. Pertanto, è necessario trasmettere solo pochi watt attraverso un cavo sottile del tipo "RG-174". Un cavo sottile che passa attraverso la finestra non è un problema per un cavo satellitare, ma è meno raccomandabile per un cavo proveniente da un amplificatore di potenza.
Il fattore velocità (velocità di propagazione)
Nello spazio libero, le onde ad alta frequenza viaggiano quasi alla velocità della luce. Questo non è il caso di un cavo! In questo caso, la velocità di propagazione è molto più bassa, di solito circa il 60-70% della velocità della luce nel vuoto. Questo valore è importante quando utilizzo un cavo coassiale per ritardare in modo specifico un segnale utilizzando la lunghezza del cavo. Ciò avviene, ad esempio, con i cosiddetti cavi di fase, che collegano diverse antenne. Oppure con un balun, che agisce come un trasformatore per adattare l'impedenza dell'antenna all'impedenza del cavo. Un'altra applicazione è un filtro ricavato da un breve pezzo di cavo coassiale. Tagliati alla giusta lunghezza - tenendo conto del fattore velocità - è possibile costruire filtri passabanda molto economici, ad esempio per filtrare la banda di trasmissione.
Costruzione del conduttore centrale
Esistono due modi per costruire il conduttore centrale di un cavo coassiale: un conduttore a trefoli composto da diversi fili singoli (litz wire) e un conduttore interno solido composto da un unico filo. Entrambi presentano vantaggi e svantaggi. Un cavo con un filo a trefoli è generalmente più flessibile. Più fili ci sono nel filo, maggiore è la flessibilità e la superficie, vedi "effetto pelle". Tuttavia, lo sforzo di produzione aumenta e il cavo diventa più costoso I cavi con un conduttore interno solido sono spesso più adatti per potenze elevate, ma diventano più pesanti. Per compensare questo inconveniente, spesso si utilizza un filo di alluminio solido, rivestito esternamente di rame per una migliore conduttività. Questo è sufficiente, perché -> si vede l'effetto pelle. Se si desidera posare un cavo per un'antenna rotante attorno al rotore, entrambi i tipi di cavo (a trefoli o solido) funzionano. I cavi a trefoli sono un po' meno problematici; ciò ha anche a che fare con il connettore, ma se ne parlerà più avanti.

UNA BREVE INTRODUCCIÓN A LOS DIFERENTES TIPOS DE CABLES

(selección incompleta)

RG-58

Il cavo RG-58 è uno dei cavi più conosciuti e utilizzati. Ha un diametro esterno di 5 mm ed è piuttosto flessibile. Questo lo rende adatto a molte applicazioni, anche quando è necessario farlo funzionare in spazi ristretti. Tuttavia, l'attenuazione dell'RG-58 è molto elevata ed esistono alternative moderne (H-155, Aircell-5, Airborne-5) con doppia schermatura, attenuazione molto più bassa e altre proprietà migliori. È quindi facile passare a questi tipi di cavi migliori per le nuove installazioni.

RG-213

L'RG-213, spesso circa 10 mm, è disponibile in molte versioni, riconoscibili dalle lettere aggiuntive dopo la denominazione, come RG-213CU-MIL-C17 o simili. Il cavo è molto popolare per la sua robustezza e l'elevata disponibilità (= prezzo più basso). Viene utilizzato quasi solo in onde corte per le alte potenze, perché ha un'attenuazione troppo elevata per le VHF.

Ecoflex-10, Ecoflex-15

Il cavo Ecoflex-10 del produttore tedesco SSB Electronic è molto apprezzato perché soddisfa gli standard di qualità più elevati. È doppiamente schermato, ha un'attenuazione relativamente bassa ed è anche piuttosto leggero. Può quindi essere utilizzato fino alla gamma di frequenze WLAN e nelle bande radioamatoriali di 2m e 70cm, anche in lunghezze elevate.
Il cavo è disponibile anche in altre varianti, ad esempio Ecoflex-10 Plus (più leggero, frequenza di taglio più alta) o Ecoflex-10 Plus Heatex con proprietà ignifughe per gli edifici pubblici. Anche la versione Ecoflex-15 più spessa (diametro esterno di 15 mm) presenta un'attenuazione significativamente inferiore. Esiste anche una versione Ecoflex-15 "Plus".

Ultraflex-10, Ultraflex-13

Il produttore Messi & Paoloni si impegna a fondo nella produzione di cavi coassiali di alta qualità nel proprio stabilimento di produzione in Italia. Il cavo Ultraflex-10 da 10 mm può essere utilizzato fino a 6 GHz ed è sufficientemente flessibile grazie al conduttore interno a trefoli. Tuttavia, la doppia schermatura fa parte dello standard di qualità. Il cavo è disponibile anche nelle versioni con diametro di 7 mm e 13 mm.

QUALE CAVO PER QUALE APPLICAZIONE?

Quando si tratta di cavi e spine, il più costoso non è automaticamente il migliore. Deve essere adattato all'applicazione. Abbiamo già dato alcune indicazioni: sulle onde corte si possono normalmente gestire livelli di potenza più elevati rispetto alle VHF/UHF/SHF, ma nelle bande più alte è fondamentale una bassa attenuazione. Entrambi portano a cavi di diametro maggiore, ma alcune serie come Ecoflex o Aircom sono ottimizzate appositamente per le alte frequenze fino a 6 GHz o addirittura 12 GHz, altre come Aircell piuttosto per le onde corte e le VHF. Il GSM/LTE/5G e il WiFi richiedono cavi con una bassa attenuazione sulle alte frequenze; la potenza trasmessa può essere trascurata in quanto è solitamente molto bassa per le applicazioni consumer.

Onde corte fino a 6 m, potenza medio-bassa.
In questo caso sono adatti cavi standard come l'RG-213. Se si desidera ridurre al minimo le interferenze, è consigliabile utilizzare un cavo a doppia schermatura come Aircell-7 o Ultraflex-7.
Onde corte fino a 6 m, alta potenza
Per potenze più elevate, l'RG-213 è ancora adatto in molti casi, altrimenti è necessario un buon cavo da 10 mm. Quindi Ecoflex-10, Ultraflex-10 ecc.
VHF, FM (relè, radio marina, radio professionale)
L'FM in VHF non richiede necessariamente un cavo di altissima qualità, i livelli sono di solito sufficienti per cavarsela con un sottile cavo da 5 mm. Utilizzare H-155, Aircell-5 o Airborne-5; se si cerca il prezzo migliore, RG-58 può essere sufficiente. Tuttavia, la lunghezza non deve superare i 10 metri.
VHF SSB (modalità segnale debole)
I radioamatori con antenne direzionali di 2 m o più vogliono coprire le maggiori distanze possibili, quindi i segnali sono piccoli. Ogni dB conta, quindi non risparmiate sul cavo. Le lunghezze devono essere il più possibile ridotte. I cavi più diffusi in quest'area sono Ecoflex-10, Ecoflex-15, Ultra/Hyperflex-10 e Ultraflex-13. Per lunghezze estreme, cercate di ottenere un cavo di altissima qualità da un sistema commerciale sul mercato dell'usato, come Cellflex o altri cavi "hardline" di grande diametro.
Wifi, LoRa (Helium Miner)
Per queste applicazioni, l'attenzione si concentra sulle gamme di frequenza più elevate, ossia 868 MHz (LoRa, Helium) o 2,4 o 5-6 GHz per il WiFi. Quindi dipende dall'attenuazione del cavo. Ma anche in questo caso c'è spesso un compromesso, poiché i mini connettori ampiamente utilizzati per i dispositivi Wifi non sono disponibili per i cavi spessi. Ciò significa che spesso si è costretti a lavorare con adattatori per cavi (chiamati pigtail). È meglio considerare la distanza totale e calcolare cosa è meglio: cavo spesso + adattatore o cavo più sottile senza adattatore. Nella maggior parte dei casi si utilizza un cavo da 10 mm, per le lunghe distanze > 10 m talvolta un Ecoflex-15 spesso e poi adattato al rispettivo dispositivo con un pigtail lungo 20 cm.
Antenne attive per onde corte e VHF
Le antenne attive, utilizzate solo per la ricezione, hanno un amplificatore incorporato alla base dell'antenna. Il livello di uscita è solitamente molto alto e su alcune antenne è addirittura regolabile. Ciò consente di risparmiare sul cavo coassiale verso il ricevitore e di utilizzare il cavo più semplice e sottile che si possa trovare: a questi livelli di segnale elevati, l'attenuazione non ha molta importanza. È possibile raggiungere lunghezze estreme di 100 m o più. Tuttavia, per motivi meccanici, non viene utilizzato il sottilissimo RG-174, ma l'RG-58 o un modello simile.
Applicazioni speciali
A volte è necessario un cavo in grado di gestire una grande potenza in uno spazio molto ridotto. Questo è il caso, ad esempio, dell'avvolgimento di balun o del cablaggio interno. In questo caso, i cavi con un dielettrico particolarmente resistente, come il Teflon, sono la scelta migliore. Si tratta di tipi di cavo come RG-316, RG-142 o RG-400.

SOLUZIONI OFFERTE DA WIMO

Questo articolo vi ha introdotto alle caratteristiche tecniche di un cavo coassiale, delineando brevemente quelle più importanti per noi radioamatori. Abbiamo anche presentato i diversi tipi di cavo e i casi d'uso per aiutarvi a scegliere il cavo giusto.

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