Существует стойкое предубеждение и, можно даже сказать, заблуждение многих людей относительно высокочастотных кабелей. Меня, как разработчика антенн, являющегося одновременно и руководителем фирмы по их производству, постоянно одолевают этим вопросом. Попытаюсь раз и навсегда поставить точку в этом вопросе и закрыть тему применения 75 Ом кабелей вместо 50 Ом для целей передачи сигналов небольшой мощности. Я постараюсь не утруждать читателя сложными терминами с формулами, хотя некоторый минимум математики все же необходим для понимания вопроса.
В низкочастотной радиотехнике для передачи сигнала с заданными параметрами ток-напряжение нужен проводник, обладающий некоторыми свойствами изоляции от окружающей среды и погонным сопротивлением, таким, чтобы в точке приема НЧ сигнала мы получили достаточный для последующей обработки сигнал. Иными словами любой проводник обладает сопротивлением, и желательно, чтобы это сопротивление было как можно меньше. Это простое условие для техники низких частот. Для сигналов с малой передаваемой мощностью нам достаточно тонкого провода, для сигналов с большой мощностью мы должны выбирать более толстый провод.
Антенный и коаксиальный кабель на 50 и 75 Ом. Больше, чем вы знаете!
В отличие от низкочастотной радиотехники, в технике высоких частот приходится учитывать много других параметров. Несомненно, как и в НЧ технике, нас интересует передаваемая по среде передачи мощность и сопротивление. То, что на низких частотах мы обычно называем сопротивлением линии передачи, на высоких частотах называют потерями.
На низкой частоте потери, прежде всего, определяются собственным погонным сопротивлением линии передачи, тогда как на ВЧ появляется, так называемый, Скин-эффект. Скин-эффект – приводит к тому, что ток, вытесняемый высокочастотным магнитным полем течет лишь по поверхности проводника, вернее в его тонком поверхностном слое.
Из-за чего эффективное сечение проводника, можно сказать, уменьшается. Т.е. при равных условиях для прокачки одной и той же мощности на низкой частоте и высокой требуются провода разного сечения. Толщина скин-слоя зависит от частоты, с увеличением частоты толщина скин-слоя уменьшается, что приводит к потерям большим, нежели на более низких частотах. Скин-эффект присутствует при переменном токе любой частоты. Для наглядности приведу некоторые примеры.
Так для тока частотой 60 герц, толщина скин-слоя составляет 8,5 мм. А для тока 10 МГц тощина скин-слоя составит всего 0,02 мм. Не правда ли разительная разница? А для частот 100, 1000 или 2000 МГц, толщина проводящего слоя будет и того меньше! Не вдаваясь в математику, скажу, что толщина скин-слоя зависит, прежде всего от удельной проводимости проводника и частоты.
Поэтому для передачи максимально большей мощности на ВЧ нам нужно брать кабель с наибольшей площадью поверхности центральной жилы. При этом учитывая, что на СВЧ толщина скин-слоя мала нам вовсе необязательно использовать цельный медный кабель. Разницы от использования кабеля со стальным центральным проводником покрытым тонким слоем меди вы вероятно даже не заметите.
Как выбрать кабель для антенны
Разве что он будет более жестким на изгиб. Разумеется, что желательно наличие более толстого слоя меди на стальном проводнике. Использование цельного медного кабеля имеет, конечно, преимущества, он более гибкий, по нему можно передавать большую мощность на более низких частотах.
Также зачастую по коаксиальному кабелю передают напряжение питания постоянного тока предусилителей, и тут также вне конкуренции медный кабель. Но для передачи небольшой мощности не более 10-200 мВт на СВЧ с экономической точки зрения, более оправданным будет применение именно омедненного кабеля. Будем считать, что вопрос выбора между омедненными и медными кабелями закрыли.
Для понимания различия кабелей в волновом сопротивлении, я не стану рассказывать, что такое волновое сопротивление кабеля. Как ни странно, это не нужно для понимания разницы. Для начала разберемся, почему существуют кабели с разными волновыми сопротивлениями. Прежде всего, это связанно с историей становления радиотехники.
На заре радиотехники выбор изолирующих материалов для коаксиальных кабелей был сильно ограничен. Это сейчас мы нормально воспринимаем наличие огромного ряда пластиков, вспененных диэлектриков, резины со свойствами проводников или керамики. 80 лет назад ничего этого не было. Была резина, полиэтилен, парафин, бакелит, в 30-х годах изобретен фторопласт (он же тефлон). Волновое сопротивление кабелей определяется соотношением диаметров центрального внутреннего проводника и внешнего диаметра кабеля.
Ниже приведена номограмма.
Толщина центрального проводника определяется его способностью пропускать наибольшую мощность. Внешний диаметр выбирается в зависимости от используемого диэлектрика – заполнителя находящегося между двумя проводниками. Используя номограмму становится понятно, что диапазон удобных для промышленного изготовления волновых сопротивлений кабелей лежит в пределах 25 – 100 Ом.
Итак, один из критериев – технологичность изготовления. Следующим критерием является максимальная передаваемая мощность. Опустив математику сообщу, что для передачи максимальной мощности с использованием наиболее широко распространенных диэлектриков оптимально волновое сопротивление в диапазоне 20-30 Ом.
В тоже время минимальному затуханию соответствуют волновые сопротивления 50-75 Ом. Причем кабели с волновым сопротивлением в 75 Ом имеют меньшее затухание, чем кабели с волновым сопротивлением 50 Ом. Становится более-менее понятно, что для передачи малых мощностей выгоднее использовать 75 Ом кабель, а для передачи большой мощности — 50 Ом.
Теперь считаю необходимым рассмотреть менее важный вопрос о согласовании линии передачи. Попытаюсь просто ответить на вопросы о том, можно ли подключить 75 Ом кабель вместо 50 Ом.
Понимание вопросов согласования требует специальных познаний в радиотехнике. Поэтому ограничимся лишь констатацией фактов. А факты таковы, что для передачи сигнала с наименьшими потерями внутреннее сопротивление источника сигнала должно быть равным волновому сопротивлению кабеля.
В тоже время волновое сопротивление кабеля должно быть равным волновому сопротивлению нагрузки. Иными словами источник сигнала – передатчик, нагрузка – антенна. Разберем несколько ситуаций, в которых для упрощения будем считать кабель идеальным без потерь, и передаваемая по кабелю мощность небольшая — до 100-200 милливатт (20 dBm).
Рассмотрим ситуацию, когда выходное волновое сопротивление передатчика 50 Ом, мы подключаем к нему 50 Ом кабель и 75 Ом антенну. В этом случае потери составят 4% от выходной мощности. Много ли это? Ответ неоднозначный. Дело в том, что в ВЧ радиотехнике оперируют в основном логарифмическими величинами, приведенными к децибелам.
И если 4% перевести в децибелы, то потери в линии составят всего 0,18 дБ.
Если мы подключаем передатчик с 50 Ом выходом к 75 Ом кабелю и далее к 50 Ом антенне. В этом случае теряется 8% мощности. Но приведя это значение к децибелам, выясняется, что потери составят всего лишь 0,36 дБ.
Теперь рассмотрим типовые затухания кабелей для частоты 2000 МГц. И сравним, что лучше применить: 20 метров кабеля 75 Ом или 20 метров кабеля 50 Ом.
Затухание на 20 метрах для известного дорогого кабеля марки Radiolab 5D-FB составляет 0,3*20= 6 дБ.
Затухание на 20 метрах для качественного кабеля Cavel SAT703 составляет 0,29*20= 5,8 дБ.
Учтя потери на рассогласовании – 0,36 дБ, мы получим, что выигрыш от применения 50 Ом кабеля составляет всего 0,16 дБ. Это примерно соответствует 2-м лишним метрам кабеля.
А теперь сравним цену. 20 метров кабеля Radiolab 5D-FB стоят в лучшем случае примерно 80*20=1600 руб. В тоже время 20 метров кабеля Cavel SAT703 стоит 25*20=500 руб. Разница в цене 1100 руб. весьма ощутимая. К достоинствам 75 Ом кабелей можно отнести также легкость их разделки, доступность разъемов.
Вам понравилась эта статья?
Источник: kroks.ru
Кабели для антенн DVB-T2
Вход телевизора (или приставки) рассчитан на использование кабеля волновым сопротивлением 75 Ом. Для работы с этим сопротивлением и изготавливаются антенны. Применение кабеля с другим волновым сопротивлением приведет к ослаблению полезного сигнала на входе телевизора (или приставки) вследствие отражения сигнала обратно в кабель.
Частоты телевизионных каналов цифрового вещания лежат в дециметровом диапазоне волн 477 — 855 МГц. Это достаточно высокие частоты, чтобы затухание сигнала в кабеле было заметным. Чем короче и чем качественнее кабель, тем меньше упадет сигнал по пути от антенны до телевизора или цифровой приставки.
Сегодня можно приобрести в магазинах как кабели Российского, так и зарубежного производства. Рассмотрим их характеристики.
| Марка | Sat 703 | Sat 50 | RG-6 | RG-59 |
| Диаметр центрального провода (мм) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.81 |
| Диаметр внешнего диэлектрика (мм) | 6.6 | 6.6 | 6.8 | 5.3 |
| Волновое сопротивление (ом) | 75 | 75 | 75 | 75 |
| Затухание на 1000 МГц дб/100 м | 19.1 | 20.7 | 27.2 | 28.4 |
| Коэффициент замедления | 0.83 | 0.82 | 0.66 |
Как видно из таблицы наименьшее затухание полезного сигнала происходит при применении кабеля марки Sat 703, за ним с небольшим отрывом следует следует Sat 50.
Телевизионные кабели отечественного производства:
| Марка | РК-75-4-11 | РК 75-4-351 | РК 75-4-322 |
| Диаметр центрального провода (мм) | 0.68 | 1.0 | 1.0 |
| Диаметр внешнего диэлектрика (мм) | 6.2 | 6.6 | 6.6 |
| Волновое сопротивление (ом) | 75 | 75 | 75 |
| Затухание на 1000 МГц дб/100 м | 45 | 20 | 21.7 |
| Коэффициент замедления | 0.66 | 0.82 | 0.82 |
Как видно из таблицы использование кабеля старой марки РК-75-4-11 (а также РК-75-4-12, РК-75-4-16 — по параметрам они близки) крайне нежелательно, ввиду очень большого затухания сигнала, а вот РК75-4-351 или РК75-4-322 вполне пригодны для применения.
Как правильно разделать кабель (снять изоляцию и присоединить к телевизионному штекеру) в интернете масса информации, это можно посмотреть, например здесь.
Понравилась статья — поделитесь с друзьями:
Источник: antenna-dvb-t2.ru
Что означает 75 Ом на метр, на антенном кабеле (СМ)?
Проверил тестером центральную жилу, медь медью, никаких 75 ом.
в избранное up —>
N I K o l a [76.6K]
. обратное сопротивление. учи физику) — 8 лет назад
Виталий1 [11.9K]
Обратное сопротивление. а изречь более понятнее никак не выходит?)) 75 Ом на метр, чем оно достигается? Как я его могу измерить? — 8 лет назад
комментировать
Ракит ин Серге й [450K]
8 лет назад
Как уже написали, это не омическое, а волновое сопротивление. Чтобы было понятнее, кабель можно представить как водопроводную трубу определенного сечения (аналог волнового сопротивления), чтобы течение воды было ламинарным (без турбулентных завихрений, на которые расходуется кинетическая энергия потока) вся трасса должна быть выполнена трубой одного сечения. Так же и в радиотехнике: если антенна, кабель и приемник имеют одинаковые волновые сопротивления, то электромагнитная энергия максимально эффективно перейдет из антенны в приемник, при рассогласовании будет иметь место эффект отражения от неоднородностей линии — часть электромагнитной энергии будет попусту циркулировать в кабельном сегменте, образуя стоячие волны. Величина в 75 Ом выбрана в качестве стандарта, с таким же успехом можно было использовать 50 или 100.
Источник: www.bolshoyvopros.ru