Pro správné a spolehlivé fungování bezdrátového systému je kromě výběru antény, velmi důležitý i výběr vhodného koaxiálního kabelu spolu s konektorem (tzv. kabelová redukce). V tomto článku vám představíme konstrukci kabelové redukce a klíčová kritéria při výběru správného typu kabelu. Blíže vám popíšeme tři zástupce koaxiálních kabelů a přiblížíme si uplatnění kabelových redukcí v dnešní době.
Konstrukce a parametry koaxiálního kabelu
Ve své podstatě slouží anténní koaxiální kabel (koax) nebo kabelová redukce s vhodným konektorem k přenosu signálu od vysílače k anténě nebo naopak. Trh v dnešní době nabízí nespočetné množství koaxiálních kabelů s různými vlastnostmi. Všechny mají jednu společnou vlastnost, a to je jejich konstrukce. Anténní koaxiální kabel je vždy složen ze středového vodiče obaleného izolační vrstvou, na kterou navazuje vrstva stínění. Celá konstrukce je poté obalena pláštěm, který koaxiální kabel chrání před poškozením vodičů. Navzdory společné konstrukci je však každý kabel (koax) specifický svými vlastnostmi. Rozlišujeme pět základních, které poté určují celkové vlastnosti a kvalitu koaxiálního kabelu.
Základní a velmi důležitý parametr, na který je nutno dbát při výběru koaxiálního kabelu je jeho charakteristická impedance. Typicky dosahuje hodnot 50 a 75 Ohm. V telekomunikacích se v drtivé většině setkáváme právě s kabelem o impedanci 50 Ohm.
Další, ne méně důležitá vlastnost, je útlum koaxiálního kabelu. Útlum vyjadřuje, kolikrát se zmenší výkon signálu po průchodu koaxiálním kabelem definované délky. Udává se typicky v jednotkách dB/m nebo v dB/100 m. Útlum je kmitočtově závislý, mění se tedy v závislosti na frekvenci vedeného signálu.
Koaxiální vedení je dále charakterizováno vlastnostmi souvisejícími s materiálovým složením. Jedním z těchto parametrů je činitel zkrácení. Ten vyjadřuje kolikrát je délka vlny signálu v koaxiálním kabelu kratší než délka vlny téhož elektromagnetického signálu ve volném prostoru.
Další veličinou je měrná kapacita (také parazitní kapacita), která vzniká mezi jednotlivými vodiči. Je podobná kapacitě kondenzátoru (dva souosé kovové válce mezi nimiž je dielektrikum). Udává se ve Faradech na metr (F/m, respektive pF/m nebo nF/km).
Poslední z důležitých parametrů je měrná indukčnost, která se udává v jednotkách Henry na metr (H/m). Indukčnost je určena prostorovým uspořádáním vodičů a jejich průměrem. Měrná indukčnost slouží k určení magnetického indukčního toku, který vytváří proud o velikosti 1 A pro délku 1 m.
Jaký koaxiální kabel?
Nevíte jaký koaxiální kabel (koax) je vhodný? Existuje velké množství nejrůznějších anténních koaxiálních kabelů od běžně dostupných typů až po ty speciální. Společnost SECTRON ve svém portfoliu disponuje pestrým výběrem anténních koaxiálních kabelů a nabízí možnosti precizní úpravy nebo rovnou výroby kabelových prodloužení nebo kabelových redukcí přesně dle požadavků zákazníka.
V následujících řádcích si představíme 3 zástupce koaxiálních kabelů
Prvním z nich je koaxiální kabel typu RG58. Jedná se o velmi dostupný typ kabelu o impedanci 50 Ohm s vnějším průměrem 4.95 mm, který je vhodný pro střední vzdálenosti a nižší frekvence, vzhledem na jeho nižší útlum v této oblasti. Útlum tohoto koaxiálního kabelu se pohybuje na hodnotě 0.6 dB/m při frekvenci 1 GHz. Činitel zkrácení je 0.66. Nesporná výhoda tohoto kabelu spočívá v jeho ceně. Kabel nachází využití při nižších až středních kmitočtech a kratších až středních vzdálenostech, například na propojení antény a vysílače. Je tedy vhodný např. do domácností, najde však své uplatnění i v průmyslových aplikacích.
Druhý zástupce spadá, vzhledem ke svým parametrům do vyšší třídy. Jedná se o anténní koaxiální kabel s označením LMR195. I v tomto případu je pro kabel charakteristická impedance 50 Ohm. Vnější průměr kabelu je 4.95 mm. Tento anténní koaxiální kabel je vzhledem k velmi nízkému útlumu možno použít i pro vyšší frekvence a je vhodný i na delší vzdálenosti. Útlum na frekvenci 1 GHz dosahuje hodnotu 0.35 dB/m, na frekvenci 6 GHz pak 0.92 dB/m. Činitel zkrácení je v tomto případě 0.79.
Jako třetího zástupce jsme záměrně vybrali produkt z vrcholu nabídky koaxiálních kabelů. Jedná se o koaxiální kabel společnosti Belden s označením RG178 – White. Od běžných koaxiálních kabelů se liší tím, že splňuje přísnou vojenskou normu MIL 17-C. Tato norma je schválena ministerstvem obrany USA. Zpracování kabelu je na špičkové úrovni a tomu odpovídají i jeho vlastnosti. Za zmínku určitě stojí postříbřený středový vodič, který má za následek výrazné snížení útlumu. Charakteristická impedance je i v tomhle případě 50 Ohm. Velikost vnějšího průměru 1.8 mm a činitel zkrácení 0.7. Velkou výhodou oproti běžným kabelům je jeho extrémní tepelná odolnost. RG178 je schopen pracovat v teplotním rozmezí od -70 až +200 °C. Je tedy možné jej využít takřka v jakémkoli prostředí. Koaxiální kabel je vzhledem ke své charakteristice útlumu vhodný pro nižší frekvence, při frekvenci 50 MHz sahá útlum na úroveň 0.35 dB/m. Kromě velmi přísné normy MIL 17-C kabel splňuje celou řadu evropských norem EU CE Mark, EU Directive 2015/863/EU, EU Directive 2011/65/EU (ROHS II), EU Directive 2012/19/EU (WEEE). Díky jeho odolnosti je kabel využívaný např. v letectví.
Shora RG178, RG58, LMR195
Kvalitní koaxiální kabel má všestranné uplatnění
V telekomunikacích se často potkáváme s bezdrátovými moduly, které se nacházejí na DPS (deska plošných spojů) a vyžadují vyvedení antény. Často se pro tyto účely využívá RF konektor typu U.FL. Připojení antény přímo do modulu je velmi nepraktické a uživatelsky nepohodlné. Integrovaná anténa je mnohdy nedostatečná pro provoz v dané technologii. Využívají se tedy tzv. kabelové redukce, které společnost SECTRON vyrábí. Jedná se v podstatě o přechodku, kde jedna strana koaxiálního kabelu je osazená konektorem do telekomunikačního modulu, druhá strana zase konektorem pro napojení vhodné antény.
Další široké využití a rozmach koaxiálních kabelů probíhá v automobilovém průmyslu. V moderních autech je dnes standardem GPS navigace, digitální rádio DAB, LTE připojení, Bluetooth připojení, SOS tlačítko, a mnoho dalšího. Všechny tyto bezdrátové technologie vyžadují anténu, pomocí které jsou schopné komunikovat. Antény většinou nacházíme na střeše auta, případně přímo v zadním skle. Přijatý signál musí být zpracován řídící jednotkou, do které je signál veden právě koaxiálním kabelem s vhodnými konektory.
Koaxiální kabel máte také doma. Využívá se pro připojení televize nebo satelitu. Nachází uplatnění také v šíření WiFi signálu v bytě, domě či kancelářích. WiFi router není možné vždy umístit na vhodném místě, což se následně projeví nedostatečnou úrovní signálu. Tento problém může být jednoduše vyřešen využitím externí antény a vhodného kabelového prodloužení. Jak již víte, anténní koaxiální kabel je velice tenký a nenápadný, proto při vhodné trase nepůsobí jako esteticky rušivý element.
Výroba kabelových redukcí
Společnost SECTRON nabízí precizní výrobu kabelových redukcí či prodloužení i s konektory přesně podle požadavků zákazníka, a to již 27 let. S naším jednoduchým Konfigurátorem kabelových redukcí si navrhnete kabelovou redukci na míru. Neváhejte nás proto kontaktovat telefonicky nebo na emailu obchod@sectron.cz s dotazy. Jsme tu pro vás.
Tým společnosti SECTRON
