Diverso

Atenuación / pérdida del cable coaxial

Atenuación / pérdida del cable coaxial

Al decidir sobre cualquier tipo de cable coaxial, es necesario evaluar la pérdida que introducirá. La pérdida o atenuación es uno de los problemas clave.

La pérdida introducida en el cable coaxial debe evaluarse en términos de lo que se puede tolerar dentro del sistema. Obviamente, la pérdida mínima es ideal, pero como el cable coaxial de baja pérdida es más caro, obviamente existe un equilibrio entre la pérdida y el costo.

Atenuación del cable coaxial

La pérdida de potencia causada por un cable coaxial se denomina atenuación.

Obviamente, cuanto más largo es el cable coaxial, mayor es la pérdida, pero también se encuentra que la pérdida depende de la frecuencia, aumentando ampliamente con la frecuencia, aunque el nivel real de pérdida no depende linealmente de la frecuencia.

Como resultado, se especifica en las hojas de datos en términos de decibeles por unidad de longitud y con una frecuencia determinada.

Hay tres componentes principales de la pérdida del cable coaxial.

  • Pérdida resistiva: Las pérdidas resistivas dentro del cable coaxial surgen de la resistencia de los conductores y la corriente que fluye en los conductores provoca la disipación del calor. El área real a través de la cual fluye la corriente en el conductor está limitada por el efecto piel, que se vuelve progresivamente más evidente a medida que aumenta la frecuencia. Para ayudar a superar esto, a menudo se utilizan conductores de múltiples hilos.

    Para reducir el nivel de pérdida debido en el cable coaxial, se debe aumentar el área conductora y esto da como resultado que los cables coaxiales de baja pérdida se hagan más grandes. Es importante destacar que se encuentra que las pérdidas resistivas aumentan como la raíz cuadrada de la frecuencia.

  • Pérdida dieléctrica: Las pérdidas dieléctricas representan otra de las mayores pérdidas que surgen en la mayoría de cables coaxiales. Nuevamente, la energía como resultado de la pérdida dieléctrica se manifiesta como calor disipado dentro del dieléctrico.

    Se encuentra que la pérdida dieléctrica es independiente del tamaño del cable de RF y aumenta linealmente con la frecuencia. Esto significa que las pérdidas resistivas normalmente dominan a frecuencias más bajas. Sin embargo, a medida que aumentan las pérdidas resistivas a medida que aumenta la raíz cuadrada de la frecuencia y las pérdidas dieléctricas aumentan linealmente, las pérdidas dieléctricas dominan a frecuencias más altas.

  • Pérdida radiada: La pérdida radiada de un cable coaxial es normalmente mucho menor que las pérdidas resistivas y dieléctricas. Sin embargo, algunos cables coaxiales muy baratos pueden tener una trenza exterior muy pobre y en estos casos puede representar un elemento notable de la pérdida.

    La energía irradiada o captada por un cable coaxial es un problema mayor en términos de interferencia. La señal radiada por el cable coaxial puede resultar en niveles altos de señal presentes donde no son deseados. Por ejemplo, una fuga de un cable coaxial que transporta una alimentación de un transmisor de alta potencia puede dar lugar a interferencias en receptores sensibles que pueden estar ubicados cerca del cable coaxial. Alternativamente, un cable coaxial que se utiliza para recibir puede captar interferencias si pasa a través de un entorno eléctricamente ruidoso. Normalmente, es por estas razones que se toman medidas adicionales para asegurar que la pantalla exterior o el conductor sea efectivo. Se encuentran disponibles cables coaxiales con apantallamiento doble o incluso triple para reducir los niveles de fugas a niveles muy bajos.

Atenuación del cable coaxial con el tiempo

A menudo es tentador utilizar cables viejos que pueden estar disponibles. Puede que esto no siempre sea aconsejable.

Se encuentra que la atenuación de los cables coaxiales aumenta durante un período de tiempo por varias razones.

  • Pérdida de cable por flexión: Aunque muchos cables coaxiales son flexibles, el nivel de pérdida o atenuación aumentará, especialmente si el cable de RF se dobla bruscamente, incluso si se encuentra dentro del radio de curvatura recomendado por el fabricante. Este aumento en la pérdida puede surgir como resultado de la interrupción de la trenza o la pantalla y como resultado de cambios en el dieléctrico. A frecuencias de 1 GHz con cables de RF que normalmente presentan una pérdida de 10 dB, podría haber un aumento de un decibelio más o menos.
  • Mayor atenuación debido a la contaminación de la trenza: Incluso si un cable no está flexionado, puede haber una degradación gradual en el rendimiento con el tiempo. Esto puede deberse a la contaminación de la trenza por los plastificantes de la vaina exterior.
  • Pérdida por entrada de humedad: La penetración de la humedad puede afectar tanto a la trenza donde causa la corrosión, como puede entrar al dieléctrico donde la humedad tenderá a absorber energía. Los diferentes tipos de dieléctricos se ven afectados de manera diferente. Se ha encontrado que algunas versiones de polietileno pueden absorber la humedad más fácilmente que otros tipos. Aunque la espuma de polietileno ofrece un menor nivel de pérdida o atenuación cuando es nueva, absorbe la humedad más fácilmente que los tipos sólidos. En consecuencia, los cables coaxiales con polietileno dieléctrico sólido son más adecuados para entornos donde el nivel de pérdida debe permanecer constante o donde se puede encontrar humedad.
  • Pérdida por degradación de la trenza: Se encuentra que la pérdida en los cables coaxiales que usan trenzado de cobre desnudo o trenzado de cobre estañado exhibe más degradación que aquellos con trenzas plateadas, aunque los últimos son más costosos. Además, se ha encontrado que las trenzas que utilizan cobre estañado presentan una pérdida aproximadamente un 20% mayor que las que utilizan cobre desnudo, pero son más estables con el tiempo.

La entrada de humedad es un problema importante y aunque los cables de RF están encerrados en una funda de plástico, muchos de los plásticos utilizados permitirán que algo de humedad pase a través de ellos. Para aplicaciones donde se puede encontrar humedad, se deben usar cables especializados, de lo contrario el rendimiento se degradará.

La pérdida introducida por un cable coaxial es obviamente muy importante porque la energía perdida nunca se puede recuperar. Esto puede degradar el rendimiento general del sistema. Sin embargo, cualquier decisión sobre el tipo de cable coaxial que se utilizará será un equilibrio de una serie de factores que incluyen pérdida, tamaño, peso, estabilidad a largo plazo y también su costo.

Ver el vídeo: Cómo empalmar cables coaxiales de señal de (Octubre 2020).