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Clasificación / especificación de potencia del cable coaxial

Clasificación / especificación de potencia del cable coaxial

Para algunas aplicaciones, la clasificación de potencia del cable coaxial o la especificación de potencia son de gran importancia.

La potencia nominal del coaxial dependerá de una variedad de factores, pero en general, cuanto mayor sea la potencia nominal, mayor será el diámetro del cable coaxial. Como el cable coaxial de baja pérdida tiende a tener un diámetro amplio, a menudo se combina una mayor potencia nominal con una baja pérdida.

Para la mayoría de las aplicaciones en las que la potencia se aplica de forma continua, el factor limitante surge de la pérdida de calor dentro del cable. Si la energía en el cable de RF debe ser pulsada, entonces es necesario verificar que no se exceda la tensión de funcionamiento.

Pérdida de potencia del cable coaxial RF

El factor principal que generalmente limita la capacidad de manejo de energía de un cable coaxial es el nivel de calor que se disipa como resultado de las pérdidas de energía. Si la temperatura del cable coaxial aumenta demasiado, puede deformarse y dañarse permanentemente.

Hay dos áreas principales de pérdida de calor dentro del cable coaxial:

  • Pérdidas resistivas del conductor: Se encuentra que la mayor parte del calor se genera en el conductor central. Esto se debe a que el conductor central tiene menos área para transportar la corriente. Para muchas frecuencias, el efecto de piel entrará en juego, e incluso si el conductor central tiene varios hilos, el área de superficie general significará que se disipa más que la salida. El exterior es a menudo una trenza que tendrá una gran área de superficie, y si es sólida, el área de la superficie será mucho mayor que la del conductor central.
  • Pérdidas dieléctricas: Además, cualquier calor generado como resultado de las pérdidas dieléctricas se disipará dentro del dieléctrico. Por lo tanto, la construcción del dieléctrico es de importancia clave para determinar la capacidad de manejo de potencia del cable coaxial. Su temperatura máxima de funcionamiento y su coeficiente de transferencia de calor tienen un efecto importante.

Se puede ver que cuanto menores son las pérdidas del cable por todas las causas, menor es el aumento de temperatura y mayor es la capacidad de manejo de potencia del cable. Como regla general, los cables de menor pérdida tendrán una potencia nominal más alta que los cables de RF de mayor pérdida.

Reducción de potencia del cable coaxial RF

Aunque se puede dar una clasificación de potencia para un cable coaxial en particular, a menudo es necesario reducirlo para satisfacer las condiciones de funcionamiento no óptimas.

  • Temperatura ambiental: La temperatura del medio ambiente es un factor. Si el cable coaxial funciona en un entorno de alta temperatura, no podrá disipar tanto calor y, por lo tanto, la temperatura de funcionamiento aumentará. Incluso a la temperatura de funcionamiento ambiental más alta previsible, el cable de RF debe poder permanecer dentro de su temperatura interna máxima. En consecuencia, se aplica normalmente un factor de reducción si el cable coaxial se va a utilizar a altas temperaturas.
  • Condiciones de VSWR altas: Si el cable coaxial se utiliza en condiciones en las que el VSWR es alto, es necesario reducir la clasificación del cable. La razón de esto es que cuando hay un alto nivel de VSWR, hay posiciones de corriente alta y baja a lo largo del cable coaxial. Estos pueden ser tales que provoquen que la disipación de potencia del cable coaxial aumente significativamente en algunas áreas, provocando niveles más altos de calentamiento local.
  • Operación en altitud: La altitud también tiene un efecto en la capacidad de manejo de potencia del cable coaxial, aunque esto realmente solo entra en juego a alturas significativas. Si el cable se va a operar en altitud y, por lo tanto, a presión reducida, el enfriamiento será menos efectivo. Por lo tanto, el aumento de temperatura dentro del cable será mayor.

Si bien estos son algunos de los factores principales que pueden causar que se reduzca la capacidad de manejo de la potencia de un cable coaxial, siempre es beneficioso conocer las condiciones de funcionamiento en general. También ayuda tener un buen margen para garantizar que, incluso en condiciones de falla, el cable pueda resistir cualquier esfuerzo adicional que pueda ocurrir.

Cables coaxiales de alta potencia

Para cables coaxiales donde es probable que se utilicen altas potencias, se necesitan cables especialmente construidos. Si se usaran cables que utilicen polietileno ordinario, las temperaturas más altas encontradas pronto derretirían y deformarían el cable. Esto luego conduciría a su destrucción.

Para aplicaciones de muy alta potencia, normalmente se utilizan cables que poseen un dieléctrico de aire y se emplean. El conductor central se mantiene en su lugar mediante una forma de bobina que se extiende a lo largo del cable.

Para cables coaxiales de potencia media a alta, se puede utilizar un dieléctrico de teflón. Esto puede soportar altas temperaturas de hasta alrededor de 160 ° C.

Al considerar qué cable utilizar, debe recordarse que a medida que aumenta la frecuencia, el efecto piel se vuelve más pronunciado y, junto con el aumento de las pérdidas en el dieléctrico, esto limita la capacidad de manejo de potencia.

La clasificación de potencia coaxial es una consideración muy importante cuando se utilizan transmisores de radio que tienen una capacidad de potencia media o alta. Es necesario asegurarse de que haya suficiente margen para garantizar que incluso con un VSWR ligeramente más alto de lo normal, el cable coaxial no se dañe al manejar el nivel de potencia requerido.

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