ГлавнаяТехнические статьи и рекомендации инженеров компанииВыбор антенных разъемов и кабелей
Выбор антенных разъемов и кабелей

Выбор антенных разъемов и кабелей

31.10.2022

Качество беспроводной связи зависит от каждого компонента, начиная от выходного сигнала усилителя мощности передатчика до антенны, включая линию передачи и используемые разъемы. Этот подход в равной степени важен для тракта принимаемого сигнала, где амплитуды сигналов измеряются мкВ. Для большинства радиочастотных приложений с низким энергопотреблением, таких как Wi-Fi, Bluetooth, LTE, линия передачи является простой, обычно это просто отрезок коаксиального кабеля.

Характеристики коаксиального кабеля

Типичный коаксиальный кабель содержит внутренний центральный проводник, обычно медный, окруженный диэлектрической пластиковой сердцевиной, которая, в свою очередь, покрыта одним или несколькими проводящими слоями, а затем окончательной внешней оболочкой. Центральный проводник может представлять собой одну сплошную жилу или, что более типично, несколько жил. Внешний проводник обычно состоит из луженой медной оплетки, а иногда и дополнительной медной фольги для обеспечения дополнительного экранирования. Внешняя оболочка обеспечивает защитный слой для предотвращения попадания влаги и грязи, а также служит физической защитой кабеля.

Общий диаметр коаксиального кабеля оказывает значительное влияние на его вес на метр и минимальный радиус изгиба. Тем не менее, в основном, электрические факторы определяют используемый метод построения схем и типы подходящих приложений.

Основные параметры коаксиального кабеля

Характеристический импеданс: Импеданс является важным критерием выбора и должен соответствовать антенне на одном конце и передатчику или приемнику на другом конце для достижения максимальной эффективности передачи сигнала. Большинство коаксиальных кабелей доступны с импедансом 50 Ом или 75 Ом. При этом для профессионального применения импеданс обычно выбирают 50 Ом. Определение полного сопротивления коаксиального кабеля является сложной задачей и может потребовать дополнительного исследования диэлектрической емкости между центральным и внешним проводниками.

Потери или затухание: Не менее важными критериями выбора являются характеристики потерь или затухания кабеля. Обычно характеристики затухания указаны в дБ на 100 метров и в диапазоне частот. Характеристики затухания показывают, сколько мощности передатчика или принимаемого сигнала теряется на его длине. Резистивные и диэлектрические свойства кабеля существенно влияют на его характеристики затухания.

Возможность управления мощностью: Максимальная мощность кабеля зависит от нескольких факторов, включая пиковые рабочие напряжения, которые может выдержать диэлектрик, потери на сопротивление, которые могут проявляться в виде нагрева и влиять на максимальную рабочую температуру, и обратные потери / КСВН антенны.

Скорость распространения: В свободном пространстве электромагнитная волна распространяется со скоростью света; однако в коаксиальном кабеле емкостные и индуктивные свойства, скин-эффект и диэлектрические потери снижают скорость распространения сигналов. Скорость влияет на фазировку передаваемых и принимаемых сигналов, что может иметь решающее значение для нескольких антенн.

Примеры радиочастотного коаксиального кабеля

С годами появилось несколько стандартов радиочастотного коаксиального кабеля, наиболее широко признанным из которых является система RG. Рассмотрим такие известные типы кабелей, как RG58, RG59 и RG174.

RG58
    RG58 – это 50–и омный коаксиальный кабель от Bedea – имеет внешний диаметр 5,0 мм, экран с медной оплеткой и коэффициент скорости 0,66 (см. рис.1). Ослабление на 100 м при 100 МГц составляет 15,2 дБ, увеличиваясь до 34,4 дБ / 100 м при 500 МГц. С точки зрения механики минимальный радиус изгиба составляет 25 мм, а вес - 36 кг / км.

RG59
    RG59 - примером коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом является RG59 Flex от Tasker. С наружным диаметром 6,1 мм и максимальным напряжением 2000 В. Характеристики ослабления составляют 15,7 дБ / 100 м при 200 МГц и 33,6 дБ / 100 м при 800 МГц.

RG174.jpg
    RG174 (LMR–100A) - диаметр этого коаксиального кабеля RG174 от Bedea составляет 2,8 мм, имеет сопротивление 50 Ом и максимальное номинальное напряжение 1100 В. При частоте 200 МГц затухание составляет 41,5 дБ / 100 м и 68 дБ / 100 м при частоте 500 МГц.

Радиочастотные разъемы

Радиочастотные разъемы в целом делятся на две категории. Существуют разъемы, подходящие для установки снаружи оборудования, и для использования внутри корпуса. Большинство разъемов, как правило, предназначены для размещения более толстых коаксиальных кабелей, которые обеспечивают определенную степень снятия напряжения и обычно обеспечивают средство фиксации штекеров и разъемов вместе. К таким разъемам относятся разъемы N-типа, TNCBNCUHF (PL259), SMA и RPSMA (SMA с обратной полярностью).

Радиочастотные разъемы также используются для подключения антенн внутри, например, от беспроводного модуля к встроенной антенне. Серия Fl от Hirose и серия MHF от IPEX. Обе серии имеют определенную степень перекрестной совместимости.

Как и большинство разъемов, они определяются по признаку «вилка – розетка» и обычно вмещают ограниченное количество типов коаксиальных кабелей. Большинство указанных здесь разъемов имеют максимальные рабочие частоты в десятки ГГц. При выборе разъемов также проверьте характеристики обратных потерь и возможности управления мощностью.

SMA-штекер от RND, RND 205-00490

SMA
    Разъем имеет сопротивление 50 Ом и обычно способен работать на частоте до 20 ГГц. Он имеет латунный корпус диаметром 7,9 мм с тефлоновым изолятором и позолоченным центральным контактом. Поддерживаемый тип кабеля - RG-174. Также доступна серия «гнездо» (RPSMA).

Разъем N-типа от Rosenberger, 53S107-106N5

N-ТИП
    Рассчитанный на частоту до 11 ГГц и способный выдерживать до 1000 Вт ВЧ мощности на частоте 1 ГГц, он обеспечивает обратные потери не более 32 дБ на частоте до 2,5 ГГц.

Разъем FL

Разъем FL
    Обычно устанавливается на заводе-изготовителе на коаксиальных кабелях для антенн. Он имеет размер 2 мм и не обеспечивает снятия напряжения или возможности блокировки. Разъемы u.FL обычно монтируются на поверхности печатных плат.

Выбор правильной антенны, коаксиального кабеля и разъемов для радиочастотных приложений гарантирует, что беспроводные устройства смогут обеспечить надежную связь. В этой короткой статье, мы выделили ключевые параметры спецификации, с которыми вам следует ознакомиться в процессе выбора РЧ кабелей и разъёмов к ним.

Перейти к списку статей