کابل کوآکس 50 اهم خط انتقالی با امپدانس مشخصه 50 اهم است و انتخاب پیش فرض در اکثر سیستم های RF است زیرا اتلاف سیگنال کم را با قابلیت مدیریت توان معقول متعادل می کند. درجه بندی "50 اهم" به مقاومت DC اشاره نمی کند که می توانید با مولتی متر اندازه گیری کنید. نحوه حرکت ولتاژ و جریان در طول کابل در فرکانس های رادیویی را شرح می دهد. این مقاله توضیح می‌دهد که واقعاً امپدانس 50 اهم به چه معناست، چرا صنعت آن را اتخاذ کرده است، چگونه با امپدانس‌های دیگر مقایسه می‌شود، و چه چیزی را قبل از خرید باید بررسی کنید. اگر به یک روش انتخاب کامل گام به گام نیاز دارید، به ما مراجعه کنید راهنمای اتصال کواکسیال RF .
50 اهم در کابل کواکس به چه معناست؟
امپدانس مشخصه کابل، نسبت ولتاژ به جریان در موجی است که در طول آن حرکت می کند و توسط هندسه و مواد دی الکتریک کابل ثابت می شود. برای یک کابل کواکسیال، امپدانس تقریباً Z0 = (138 / sqrt(εr)) × log10 (D/d) است، که در آن D قطر داخلی محافظ بیرونی، d قطر خارجی هادی داخلی و εr گذردهی نسبی دی الکتریک است.
این امپدانس مستقل از طول کابل است. یک کابل 50 اهم به طول 10 متر و 100 متر هر دو تقریباً امپدانس مشخصه مشابهی را هنگام اندازه گیری با یک تحلیلگر شبکه نشان می دهند. یک اهم متر DC فقط مقاومت سری پایین را می خواند، اغلب نزدیک به 0 اهم برای یک قطعه کوتاه یا چندین اهم برای مدت طولانی، بنابراین نمی توان از آن برای تأیید رتبه 50 اهم استفاده کرد.
- امپدانس مشخصه توسط ساخت و ساز تنظیم می شود، نه با طول.
- مقدار امپدانس فقط در فرکانس هایی معنی دار است که طول موج سیگنال با طول کابل قابل مقایسه یا کوچکتر باشد.
- عدم تطابق انعکاس هایی را ایجاد می کند که از دست دادن درج و اعوجاج سیگنال را افزایش می دهد.
چرا 50 اهم به استاندارد RF تبدیل شد؟
استاندارد 50 اهم به این دلیل پدیدار شد که بهترین سازش عملی بین میرایی کم و قدرت بالا برای کابل های دی الکتریک هوا بود. برای یک خط کواکسیال با دی الکتریک هوا، حداکثر پیک توان هندلینگ نزدیک به 30 اهم و حداقل تضعیف نزدیک به 77 اهم است. میانگین هندسی این دو مقدار تقریباً 48 اهم است که به طور طبیعی به 50 اهم که امروزه استفاده می کنیم گرد شده است.
هنگامی که پلی اتیلن جامد و سایر دی الکتریک های کم تلفات استاندارد شدند، مقادیر بهینه کمی تغییر کرد، اما 50 اهم به اندازه کافی نزدیک بود و قبلاً به طور گسترده توسط مهندسان مخابرات و تجهیزات آزمایشی استفاده می شد. رادار، فرستنده‌های رادیویی، ابزارآزمایشگاهی، و بعداً تجهیزات سلولی و بی‌سیم، همه بر روی 50 اهم استاندارد شده‌اند.
50 اهم در مقابل 75 اهم در مقابل امپدانس های دیگر
برای کارهای RF همه منظوره، یک کابل 50 اهم انتخاب کنید. کابل 75 اهم را فقط برای برنامه های دریافت کم تلفات مانند پخش ویدئو یا تلویزیون انتخاب کنید، جایی که مدیریت برق در آنها اهمیت کمتری دارد. جدول تفاوت های اصلی را مقایسه می کند.
| امپدانس | استفاده معمولی | از دست دادن سیگنال | کنترل قدرت | انواع رابط |
|---|---|---|---|---|
| 50 اهم | بی سیم، تجهیزات تست، رادیو، فیدرهای آنتن، اینترنت اشیا | کم | متوسط به بالا | BNC، N، SMA، TNC، UHF |
| 75 اهم | پخش ویدئو، دوربین مدار بسته، تلویزیون کابلی، تلفن | کمer than 50 ohm for the same outer size | کمer | BNC، F، RCA |
| 93 اهم | انتقال داده های قدیمی، شبکه های محلی اولیه | برای داده های با سرعت پایین بسیار کم است | خیلی کم | BNC (نادر) |
استفاده از کابل 75 اهم در سیستم 50 اهم عدم تطابق ایجاد می کند که بخشی از سیگنال را منعکس می کند. در فرکانس‌های پایین و طول‌های کوتاه، تأثیر ممکن است ناچیز باشد، اما بالای چند صد مگاهرتز یا برای کابل‌های طولانی، موج‌ها و تلفات اضافه‌شده معمولاً آن را غیرقابل قبول می‌کند.
نحوه انتخاب کابل کواکس 50 اهم
با تنظیم حداکثر تلفات قابل قبول در فرکانس کاری خود شروع کنید، سپس کنترل قدرت، انعطاف‌پذیری مکانیکی، محافظ و تحمل امپدانس را بررسی کنید. رایج‌ترین اشتباه خرید ارزان‌ترین RG-58 مشابه بدون بررسی تضعیف در فرکانس واقعی مورد نظر است.
- بالاترین فرکانس ارسالی را تعیین کنید. تلفات با فرکانس افزایش می یابد، بنابراین کابلی که در 100 مگاهرتز کار می کند ممکن است در 6 گیگاهرتز غیرقابل استفاده باشد.
- محاسبه کل تلفات ناشی از تضعیف کابل در هر متر، که اغلب بر حسب دسی بل در هر 100 متر در 1 گیگاهرتز مشخص می شود. در طول اجرا ضرب کنید و از دست دادن کانکتور را اضافه کنید.
- ساختار هادی بیرونی را بررسی کنید. قیطان انعطاف پذیر است اما نشتی دارد. فویل به علاوه قیطان محافظ بهتری می دهد. مس نیمه صلب و موجدار کمترین تلفات و بهترین محافظ را برای تاسیسات ثابت دارد.
- تحمل امپدانس را بررسی کنید. کابل منعطف خوب 50 اهم معمولاً امپدانس مشخصه ای در محدوده ± 2 اهم دارد. کابل‌های بی کیفیت می‌توانند بیشتر رانده شوند و باعث VSWR بالاتر شوند.
- خانواده رابط و رابط جفت گیری را تأیید کنید. یک کانکتور SMA 50 اهم از نظر مکانیکی یا الکتریکی مشابه یک کانکتور 50 اهم N نیست و نباید به یک پورت BNC 75 اهم فشار داد.
خانواده‌های معمولی کابل‌های 50 اهم عبارتند از RG-58/U برای لیدهای کوتاه انعطاف‌پذیر، RG-213/U برای راه‌اندازی ایستگاه‌های پایه با توان بالاتر و کابل‌های فوم-دی الکتریک کم تلفات برای فیدرهای طولانی. عملکرد واقعی به کیفیت ساخت بستگی دارد، بنابراین همیشه قبل از سفارش، منحنی های تضعیف برگه داده را مقایسه کنید.
تطبیق اتصالات به کابل 50 اهم
هر کابل 50 اهم به یک کانکتور 50 اهم نیاز دارد که با قطر کابل و پورت هدف مطابقت داشته باشد. عدم تطابق امپدانس های کانکتور بازتاب ایجاد می کند و می تواند به رابط آسیب برساند. به عنوان مثال، یک کانکتور BNC 75 اهم می تواند با یک کانکتور BNC 50 اهم جفت شود، اما مرحله امپدانس در محل اتصال VSWR را افزایش می دهد و پین های مرکزی همیشه از نظر ابعادی سازگار نیستند. کانکتورهای نوع N و SMA در سیستم های 50 اهم بسیار سازگارتر هستند، در حالی که TNC یک نسخه رزوه ای و مقاوم در برابر آب و هوا از BNC را ارائه می دهد.
اتصالات SMA
SMA اولین انتخاب برای فرکانس‌های تا 18 گیگاهرتز و برای ماژول‌های فشرده مانند رادیو، آنتن و تجهیزات تست است. کانکتور SMA را انتخاب کنید که با نوع کابل شما مطابقت داشته باشد، خواه منعطف، نیمه صلب یا میکرو نواری.
اتصالات کواکسیال SMA RF برای کاربردهای باند پهن کانکتورهای SMA با امپدانس 50 اهم را بررسی کنید که از DC تا 18 گیگاهرتز در کابل نیمه سفت پشتیبانی می کند. آنها مناسب ماژول های فشرده و مدارهای فرکانس بالا هستند که در متن قبل ذکر شد. مشاهده محصول → N اتصال دهنده ها
کانکتورهای N کانکتورهای ناهموار و 50 اهم با قابلیت تکرار فوق العاده از DC تا 11 گیگاهرتز یا بالاتر هستند. آنها در فیلترهای ایستگاه پایه، تقویت کننده های RF و فیدرهای آنتن در فضای باز رایج هستند.
اتصالات کواکسیال N RF با کوپلینگ پیچی این کانکتورهای مقاوم 50 اهم تا 11 گیگاهرتز روی کابل نیمه سفت کار می کنند. ایده آل برای فیلترهای ایستگاه پایه و فیدرهای فضای باز، همانطور که در بحث اطراف ذکر شد. مشاهده محصول → اتصالات BNC
کانکتورهای BNC برای اتصالات سریع مناسب هستند، اما بررسی کنید که BNC خاص برای 50 اهم و برای محدوده فرکانس شما رتبه بندی شده باشد. از همین پوسته برای مدارهای ویدئویی 75 اهم نیز استفاده می شود، بنابراین قبل از جفت گیری، دیتاشیت را بررسی کنید.
اتصالات کواکسیال BNC RF با کوپلینگ سرنیزه این کانکتورهای BNC 50 یا 75 اهمی را برای نیازهای اتصال و قطع سریع بررسی کنید. متن هشدار می دهد که رتبه بندی فرکانس و امپدانس را قبل از جفت گیری تأیید کنید و این صفحه را مفید می کند. مشاهده محصول → وقتی کابلی را مونتاژ می‌کنید، تأیید کنید که کانکتور دقیقاً برای خانواده کابل‌هایی که استفاده می‌کنید، مانند کابل بافته شده انعطاف‌پذیر یا کابل نیمه سفت، مشخص شده است. اگر دو رابط پورت متفاوت هستند، از 50 اهم کم تلفات استفاده کنید آداپتور RF به جای تطبیق با کابل بلند.
برنامه های کاربردی معمولی و بررسی های نصب
کابل کوآکس 50 اهم را در زیرساخت‌های بی‌سیم، تست و اندازه‌گیری، سیستم‌های اویونیک، دستگاه‌های IoT و هر سیستمی که فرستنده گیرنده آنتن را هدایت می‌کند، پیدا خواهید کرد. در این کاربردها، امپدانس کابل بخشی از یک زنجیره همسان از کانکتور روی PCB به نقطه تغذیه آنتن است.
- لیدهای تست رومیزی و اتصالات آنالایزر طیف از کابل های پچ کوتاه 50 اهم استفاده می کنند.
- فیدرهای آنتن ایستگاه پایه از کابل کم تلفات 50 اهم با کانکتورهای نوع N استفاده می کنند.
- رادیوهای نرم افزاری تعریف شده اغلب RF را به یک پورت مادگی 50 اهم SMA هدایت می کنند.
- گیرنده‌های جی‌پی‌اس، تله‌ماتیک و ماژول‌های رادیویی همان قرارداد امپدانس 50 اهم را دارند.
برای نصب در فضای باز، بررسی کنید که آیا کابل دارای روکش مقاوم در برابر آب و هوا است یا خیر، و یک محافظ برق یا جزء حفاظت در برابر صاعقه در نزدیکی نقطه ورودی اضافه کنید. محافظی که برای عملکرد 50 اهم طراحی شده است، امپدانس مشخصه سیستم را در طول مسیر افزایش حفظ می کند.
سوالات متداول
اینها سوالاتی است که مهندسان اغلب قبل از انتخاب کابل 50 اهم می پرسند.
آیا می توانم از کابل 75 اهم در سیستم 50 اهم استفاده کنم؟
بله، اما فقط برای یک تست موقت کوتاه و نه در توان یا فرکانس بالا. عدم تطابق امپدانس ضریب بازتابی در حدود (75-50)/(75 50) یا 0.2 ایجاد می کند که به این معنی است که تقریباً 4٪ از قدرت سیگنال منعکس می شود. تلفات برگشتی فقط حدود 14 دسی بل است که ممکن است برای کار روی میز قابل قبول باشد اما به ندرت برای فرستنده قابل قبول است.
آیا کابل 50 اهم روی مولتی متر 50 اهم اندازه گیری می کند؟
خیر. یک مولتی متر DC را اعمال می کند و مقاومت سری هادی مرکزی و محافظ را اندازه می گیرد که معمولاً برای کابل کوتاه کمتر از 10 اهم است. امپدانس مشخصه یک ویژگی موج AC است و فقط با آنالیز امپدانس در RF به درستی اندازه گیری می شود، برای مثال با یک تحلیلگر شبکه.
تفاوت بین کانکتورهای BNC 50 اهم و 75 اهم چیست؟
پوسته اصلی یکسان است، اما کانکتورهای BNC 75 اهم دارای مشخصات رسانای مرکزی متفاوتی هستند و با انواع 50 اهم بدون تخریب رابط قابل تعویض نیستند. یک دوشاخه 50 اهم از نظر فیزیکی با جک 75 اهم جفت می شود، اما تغییر امپدانس و نیروی تماس ضعیف می تواند VSWR را افزایش دهد و در اتصالات مکرر به جک آسیب برساند.
برای فیدر آنتن 50 اهم چه کابلی بخرم؟
نازک ترین کابلی را انتخاب کنید که بودجه زیان شما را تامین می کند. برای دویدن کوتاه در داخل ساختمان، نوع RG-58 مناسب است. برای کارکردهای طولانی در فضای باز یا فرکانس‌های بالاتر از 1 گیگاهرتز، یک کابل 50 اهمی کم تلفات با ژاکت سلول بسته و کانکتورهای نوع N انتخاب کنید و تضعیف آن را در فرکانس واقعی خود تأیید کنید.
