یک مهندس RF یک بار به من گفت که اکثر خرابی های میدان خرابی قطعات نیستند. آنها شکست در انتخاب هستند. انتخاب یک کابل کواکسیال با سه تصمیم شروع می شود: امپدانس مشخصه، اندازه کابل و خانواده کانکتور. این سه مورد را به درستی دریافت کنید و بقیه طراحی دارای یک مسیر سیگنال قابل پیش بینی است. یکی را اشتباه بگیرید و هفته ها بازتاب های متناوب را رفع اشکال می کنید.
یک کابل کواکسیال و کانکتور آن یک مجموعه هستند نه دو قسمت. یک جفت مناسب تطبیق امپدانس را از PCB به آنتن یا درگاه ابزار ثابت نگه می دارد، در حالی که یک ترکیب بی همتا باعث ایجاد انعکاس، گرمایش و سیگنال های متناوب می شود. به همین دلیل است که این راهنما کابل و خاتمه آن را به عنوان یک فرآیند انتخاب واحد در نظر می گیرد.
کابل کواکسیال چیست و چرا هندسه اهمیت دارد
کابل کواکسیال یک حامل سیگنال استوانه ای است که از چهار لایه متحدالمرکز ساخته شده است: هادی داخلی، فاصله دهنده دی الکتریک، سپر رسانا، و پوشش محافظ. امپدانس مشخصه آن با نسبت قطر هادی داخلی به قطر سپر ثابت می شود. این نسبت را تغییر دهید یا دی الکتریک را تغییر دهید، امپدانس تغییر می کند حتی اگر قطر بیرونی ثابت بماند.
همین هندسه تضعیف و کنترل قدرت را نیز کنترل می کند. کابل‌های بزرگتر معمولا تلفات کمتر و توان بالاتری دارند، اما هزینه بیشتری دارند، وزن بیشتری دارند و به راحتی خم می‌شوند. این مبادله نقطه شروع هر انتخاب عملی است.
50 اهم برای RF و 75 اهم برای توزیع ویدئو را انتخاب کنید
هر زمان که سیگنال RF، مایکروویو یا مخابرات است از 50 اهم استفاده کنید و برای پخش ویدئو، پخش و پخش تلویزیون کابلی از 75 اهم استفاده کنید. مقدار 50 اهم یک سازش عملی بین تضعیف کم و مدیریت توان بالاتر است، در حالی که 75 اهم تلفات را در فرکانس‌های ویدئویی کاهش می‌دهد و به امپدانس استاندارد برای زیرساخت CATV تبدیل شده است.
اختلاط سیستم‌های امپدانس در طول‌های بسیار کوتاه امکان‌پذیر است، اما معمولاً هزینه‌های برگشتی را به همراه دارد. یک کابل 75 اهمی که در یک سیستم 50 اهم قرار می‌گیرد، در هر انتقال یک برآمدگی امپدانس کوچک ایجاد می‌کند که VSWR را تخریب می‌کند و موج‌هایی را به باند عبور اضافه می‌کند.
| امپدانس | بازار | کابل های معمولی | خانواده های رابط |
|---|---|---|---|
| 50 اهم | RF/مایکروویو، موبایل، Wi-Fi، GPS، تست | RG-58، RG-174، RG-213، نیمه صلب | SMA، N، TNC، BNC، 7-16 |
| 75 اهم | دوربین مدار بسته، تلویزیون کابلی، پخش ویدئو | RG-59، RG-6، RG-11 | F، BNC، RCA |
پارامترهای کلیدی کابل: اتلاف، قدرت، محافظ و انعطاف پذیری
ابتدا چهار پارامتر الکتریکی را مقایسه کنید: تضعیف، کنترل توان، اثربخشی محافظ و پایداری امپدانس. سپس انعطاف مکانیکی و رتبه بندی محیطی را اضافه کنید. تضعیف با فرکانس افزایش می یابد، بنابراین کابلی که برای 100 مگاهرتز انتخاب شده است می تواند در 2.4 گیگاهرتز غیرقابل استفاده شود.
به عنوان مثال، یک دور 10 متری RG-58 در 900 مگاهرتز می تواند بین 6 تا 7 دسی بل کاهش یابد، در حالی که RG-213 با همان طول تقریباً 2 تا 3 دسی بل کاهش می یابد. هادی بزرگتر و دی الکتریک به سادگی انرژی RF کمتری را از بین می برند. RG-174 از RG-58 نازک‌تر و تلف‌کننده‌تر است، که آن را برای اتصالات کوتاه پیگتیل مناسب می‌سازد تا فیدرهای طولانی.
| کابل | امپدانس | قطر | انعطاف پذیری | استفاده معمولی | روند ضرر |
|---|---|---|---|---|---|
| RG-58 | 50 اهم | حدود 5 میلی متر | خوب | سرنخ های تست، جامپرهای RF کوتاه | متوسط |
| RG-174 | 50 اهم | حدود 2.5 میلی متر | خیلی خوبه | سیم کشی ماژول داخلی، پیگتیل های GPS | بالاتر |
| RG-213 | 50 اهم | حدود 10 میلی متر | سفت | فیدرهای ایستگاه پایه، قدرت بالاتر | پایین تر |
| RG-6 | 75 اهم | حدود 7 میلی متر | خوب | CATV، ماهواره، اجراهای ویدیویی طولانی | پایین تر |
| RG-59 | 75 اهم | حدود 6 میلی متر | خوب | دوربین مدار بسته، لینک های ویدئویی کوتاه | متوسط |
| RG-11 | 75 اهم | حدود 10 میلی متر | سفت | قطرات طولانی CATV | پایین تر |
انتخاب رابط: با سوراخ کابل، فرکانس و محیط مطابقت دهید
کانکتور مستعدترین بخش از یک مجموعه کواکسیال RF است، بنابراین آن را با امپدانس، محدوده فرکانس، کوپلینگ مکانیکی و قطر کابل دقیقی که برای تناسب آن طراحی شده است انتخاب کنید. سپس آبکاری، گشتاور و آب بندی را قبل از تولید بررسی کنید. اکثر خانواده‌های کانکتورها در نسخه‌های کابل‌های انعطاف‌پذیر و نیمه سخت موجود هستند، و یک سری خوب بالاتر از فرکانس کاری واقعی شما رتبه‌بندی می‌شود، زیرا به ندرت یک خط کامل 50 یا 75 اهم است.
قبل از نهایی کردن خانواده کانکتورها، ماتریس مشخصات کامل را با ما بررسی کنید راهنمای انتخاب کانکتور کواکسیال RF ، که انواع، مشخصات و نکات انتخاب را با جزئیات بیشتری پوشش می دهد.
| رابط | امپدانس | فرکانس | کابل معمولی | استفاده کنید |
|---|---|---|---|---|
| BNC | 50/75 اهم | تا 4 گیگاهرتز | RG-58، RG-59 | ابزار تست، ویدئو |
| TNC | 50 اهم | تا 11 گیگاهرتز | RG-58، RG-213 | پیوندهای بیرونی مقاوم در برابر لرزش |
| N | 50 اهم | تا 11 گیگاهرتز | RG-213، انعطاف پذیر کم تلفات، نیمه صلب | آنتن های فضای باز، فیدر |
| SMA | 50 اهم | تا 18 گیگاهرتز | RG-58، RG-174، نیمه صلب | پورت های ماژول، تجهیزات تست |
| MCX / MMCX | 50 اهم | تا 6 گیگاهرتز | میکرو کواکس | پیوندهای فشرده PCB به آنتن |
| 7-16 DIN | 50 اهم | تا 7.5 گیگاهرتز | فیدرهای با قطر بزرگ | ایستگاه های پایه، قدرت بالا |
وقتی کابل یک آنتن در فضای باز را تغذیه می کند، کانکتورهای کواکسیال RF نوع N ساخت و ساز مقاوم در برابر آب و هوا و عملکرد الکتریکی پایدار را در سراسر باندهای تلفن همراه و Wi-Fi ارائه می دهد. برای ماژول های فشرده RF و پورت های آزمایشی، کانکتورهای کواکسیال SMA RF تا 18 گیگاهرتز رابط پیش فرض باقی بماند. و برای فرستنده های ایستگاه پایه، 7-16 کانکتور کواکسیال DIN RF تلفات درج و مدولاسیون داخلی را در سطوح توان بالا پایین نگه دارید.
عمده فروشی 7/16(L29) RF اتصال دهنده کواکسیال سازنده، کارخانه Yangzhou Jingcheng Electronics Co., Ltd. سازنده کانکتورهای کواکسیال RF 7/16 (L29) و فاکتور اتصال دهنده های کواکسیال RF 7/16 (L29) است... مشاهده محصول → 
عمده فروشی SMA RF اتصال دهنده های کواکسیال سازنده، کارخانه Yangzhou Jingcheng Electronics Co., Ltd. سازنده کانکتورهای کواکسیال SMA RF چین و کارخانه اتصال دهنده های کواکسیال SMA RF است، ما ارائه می دهیم... مشاهده محصول → 
عمده فروشی N RF اتصال دهنده های کواکسیال سازنده، کارخانه Yangzhou Jingcheng Electronics Co., Ltd. تولید کننده کانکتورهای کواکسیال RF N چین و کارخانه اتصال دهنده های کواکسیال N RF است، ما w... مشاهده محصول → محافظ و انتخاب دی الکتریک بر ایمنی و پایداری صدا تأثیر می گذارد
محافظ تعیین می کند که چه مقدار نویز خارجی به هادی داخلی می رسد و چه مقدار سیگنال به بیرون نشت می کند. در محیط‌های شلوغ یا مسیرهای داده با سرعت بالا، به‌جای قیطان‌های منفرد، از ساختارهای دو محافظ یا فویل پلاس بافته استفاده کنید. یک لایه فویل صدای فرکانس بالا را مسدود می کند در حالی که یک لایه بافته استحکام مکانیکی و زمین با مقاومت کم را فراهم می کند.
دی الکتریک به همان اندازه مهم است: پلی اتیلن جامد مقرون به صرفه است اما در فرکانس های مایکروویو تلفات بیشتری دارد، در حالی که دی الکتریک های فوم یا PTFE با هزینه بالاتر تضعیف را کاهش می دهند. فوم دی‌الکتریک سبک‌تر و انعطاف‌پذیرتر است، اما نسبت به خرد شدن و رطوبت حساس‌تر است، بنابراین آن را برای دویدن در فضای داخلی رزرو کنید و دی‌الکتریک جامد را برای مسیرهای بیرونی یا با ارتعاش بالا انتخاب کنید.
خلاصه انتخاب مبتنی بر برنامه
سریعترین راه برای انتخاب کابل این است که از محیط نصب شروع کنید و اجازه دهید نیازهای RF خانواده کابل و کانکتور را محدود کند: کارکردهای طولانی در فضای باز اولویت میرایی و آب بندی آب و هوا را دارد، سیم کشی در سطح ماژول به اندازه و انعطاف پذیری اولویت دارد و تنظیمات آزمایشی امپدانس قابل تکرار و گشتاور کانکتور پایدار را در اولویت قرار می دهند.
فیدر ایستگاه پایه
از 7-16 کانکتور DIN یا N با کابل دی الکتریک فوم کم تلفات استفاده کنید. بررسی عملکرد intermodulation
تست و اندازه گیری
از کانکتورهای SMA با کابل نیمه سفت استفاده کنید و پایداری VSWR را تحت خم شدن و گشتاور مکرر بررسی کنید.
اینترنت اشیا و دستگاه های قابل حمل
از MMCX یا MCX با میکرو کواکس برای صرفه جویی در فضای برد استفاده کنید و اجازه دهید یک پیگتیل آنتن سبک و انعطاف پذیر داشته باشید.
دوربین مدار بسته و ویدئو
از RG-59 یا RG-6 با کانکتورهای BNC استفاده کنید، سیستم را در 75 اهم نگه دارید تا از ایجاد مصنوعات سیگنال قابل مشاهده جلوگیری کنید.
تغذیه آنتن در فضای باز
از کانکتورهای N با یک کابل انعطاف پذیر دو محافظ و یک اتصال ضد آب در آنتن استفاده کنید.
اتصال برد مایکروویو
از کانکتورهای SMP یا 2.92 میلی متری با کابل نیمه سفت برای کنترل عملکرد بالای 10 گیگاهرتز استفاده کنید.
ملاحظات خرید عملی برای تولید
برای سفارشات حجم، تحمل مکانیکی، کیفیت آبکاری و ثبات امپدانس لات به لات را به جای تکیه بر برگه داده بررسی کنید. کانکتوری که روی نیمکت نمونه اولیه کار می کند، اگر قطر هادی مرکز کابل در لبه محدوده چین خوردگی کانکتور قرار گیرد، ممکن است در میدان از کار بیفتد. از تامین کننده خود برای بررسی ابعاد جفت گیری، نیروی نگهدارنده کابل و مستندات محیطی بخواهید.
یک سازنده اختصاصی کانکتور RF با کاتالوگ گسترده نیز می تواند تعداد فروشنده های شما را کاهش دهد، به خصوص زمانی که اتصالات پیچیده می شوند. مجموعه ای کوچک و به وضوح مشخص از آداپتورهای RF بین نوع انتقال‌های غیرمعمول را در حین بالا آوردن و آزمایش پوشش می‌دهد، بنابراین نیازی به کابل‌کشی مجدد تنظیمات کاری برای یک اندازه‌گیری واحد ندارید.
سوالات متداول انتخاب کابل کواکسیال
آیا می توانم از کابل 75 اهم در سیستم 50 اهم استفاده کنم؟
پرش‌های موقت کوتاه کار می‌کنند، اما عدم تطابق باعث کاهش بازگشت می‌شود و می‌تواند موج‌هایی را در سیستم‌های با پهنای باند تنگ ایجاد کند. از این ترکیب برای تولید یا هر پیوندی که به VSWR پایدار نیاز دارد اجتناب کنید.
تفاوت بین RG-6 و RG-59 چیست؟
RG-6 دارای هادی بزرگتر و تضعیف کمتری است که آن را انتخاب بهتری برای ماهواره، کابل کشی طولانی و ویدئو با فرکانس بالا می کند. RG-59 نازک‌تر، ارزان‌تر است و همچنان برای لینک‌های کوتاه دوربین مداربسته مناسب است.
کدام کانکتور برای استفاده در فضای باز بهتر است؟
کانکتورهای نوع N به دلیل ساختار مهر و موم شده و عملکرد پایدار، استاندارد معمول فضای باز برای RF هستند. TNC همچنین زمانی مناسب است که لرزش یک نگرانی باشد. تأیید کنید که کانکتور خاص دارای یک نسخه دارای رتبه IP یا هوازدگی است.
چگونه یک کانکتور را با کابل خود مطابقت دهم؟
برگه داده کانکتور را از نظر قطر کابل پشتیبانی شده و قطر خارجی دی الکتریک، نه فقط نام سری مانند SMA یا N بررسی کنید. کابل و کانکتور باید امپدانس یکسانی داشته باشند و کانکتور باید با اندازه روکش بیرونی کابل مطابقت داشته باشد.
آیا طول کابل بر امپدانس تأثیر می گذارد؟
خیر. امپدانس یک ویژگی در واحد ساخت کابل است. طول بر میرایی کل، فاز و مقاومت DC تأثیر می گذارد، اما امپدانس مشخصه اسمی را تغییر نمی دهد.
چک لیست انتخاب نهایی
قبل از تأیید نمونه برای تولید، این بررسی ها را انجام دهید:
- اطمینان حاصل کنید که امپدانس سیستم 50 یا 75 اهم است و کابل مطابقت دارد.
- تضعیف و کنترل توان را در بالاترین فرکانس کاری بررسی کنید.
- سری کانکتورها را با قطر کابل و محدوده فرکانس مطابقت دهید.
- محافظ را برای محیط نویز انتخاب کنید و الزامات نشتی را دوباره بررسی کنید.
- مواد ژاکت، درجه حرارت و شعاع خمش را برای نصب در فضای باز یا خمش در نظر بگیرید.
- گشتاور کانکتور، ابزار پرس و سازگاری لات به لات را با کابل واقعی تأیید کنید.
کابل کواکسیال به ندرت گران‌ترین بخش یک سیستم RF است، اما یکی از رایج‌ترین منابع کار مجدد میدانی است. انتخاب امپدانس، کلاس کابل و خانواده کانکتور با دقت در اولین پاس باعث صرفه جویی در زمان تست، مونتاژ مجدد و شکست تست نهایی می شود.
