Tipos de cabos coaxiais de 50 Ohm: um guia prático para selecionar o cabo RF correto

Escolher um cabo coaxial de 50 ohms raramente é uma decisão única. Um técnico que executa uma linha de alimentação de 40 metros de um rádio a uma antena no telhado enfrenta restrições diferentes de um engenheiro que conecta um jumper curto dentro de um módulo LTE compacto. Ambos os sistemas dependem de impedância de 50 ohms, mas o cabo ideal para um trabalho é quase certamente errado para o outro. Este guia cobre os tipos de cabos coaxiais de 50 ohms mais comuns, o que a classificação de impedância realmente significa e como combinar um cabo com seu comprimento, frequência e requisitos de energia específicos.

O que significa impedância de 50 Ohm e por que é importante

O valor de 50 ohms impresso na capa do cabo refere-se à impedância característica, não à resistência CC. Um multímetro não medirá corretamente e a continuidade por si só não dirá se o cabo é adequado ao seu sistema. A impedância característica é determinada pela relação entre o diâmetro interno do condutor, o material dielétrico e a geometria da blindagem. Quando a impedância do cabo corresponde à fonte e à carga, a energia é transferida de forma limpa e os reflexos permanecem baixos. Uma incompatibilidade cria perda de retorno, o que degrada a qualidade do sinal e pode sobrecarregar o transmissor.

Cinquenta ohms tornaram-se o padrão de RF por uma razão prática: oferece um compromisso entre menor perda e maior potência. Cabos com impedância mais baixa, como versões de 25 ohms, podem suportar mais potência para um determinado diâmetro, enquanto cabos com impedância mais alta, como versões de 75 ohms, têm atenuação mais baixa. O ponto de 50 ohm equilibra esses fatores bem o suficiente para rádios, Wi-Fi, GPS, celulares e equipamentos de teste, de modo que quase todos os equipamentos de RF são projetados em torno dele. Para uma explicação mais profunda, consulte este guia sobre como funciona o cabo coaxial de 50 ohms .

Tipos comuns de cabos coaxiais de 50 Ohm

Os fabricantes produzem dezenas de cabos de 50 ohms, mas a maioria deles se enquadra em algumas famílias. Os nomes da série RG, como RG58 e RG213, vêm de padrões militares e continuam amplamente utilizados para cabos compatíveis. Tipos de baixa perda como LMR200, LMR400 e a série DFB usam dielétrico de espuma para melhorar o desempenho. A tabela abaixo compara os tipos de chave.

RG174 — Cabo Jumper Miniatura

RG174 é um dos cabos comuns de 50 ohms mais finos, com diâmetro externo em torno de 2,8mm. É fácil de rotear dentro de gabinetes lotados e é frequentemente usado para cabos curtos entre módulos de RF e equipamentos de teste. Seu pequeno condutor central e dielétrico fino levam a uma alta atenuação, normalmente superior a 0,3 dB por metro a 1 GHz, portanto, deve ser usado apenas para tiragens curtas de um ou dois metros. Mantenha o RG174 para conexões somente de recepção de baixa potência e evite-o para alimentadores de transmissão acima de algumas centenas de miliwatts.

RG58 – Cavalo de batalha de uso geral

RG58 é provavelmente o cabo de 50 ohm de pequeno diâmetro mais utilizado. Com cerca de 5mm de diâmetro externo, oferece um equilíbrio razoável entre flexibilidade, custo e desempenho. Em 100 MHz, a atenuação é de aproximadamente 5 a 6 dB por 100 metros, mas em 2,4 GHz a perda aumenta acentuadamente, portanto o RG58 é mais adequado para percursos abaixo de 5 metros em frequências de micro-ondas. É comum em jumpers de rádio amador, alimentações de antenas curtas e patch cords de laboratório. Para a maioria dessas aplicações, um Cabo coaxial RG58 de 50 ohms é uma escolha segura e econômica.

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RG213 – Cabo Maior, Menor Perda, Maior Potência

O RG213 atinge um diâmetro externo de cerca de 10,3 mm. Ele usa um dielétrico de polietileno sólido e uma blindagem de cobre trançado, que reduz a atenuação e aumenta o manuseio de potência em comparação com o RG58. Espere cerca de 2,8 dB por 100 metros a 100 MHz e desempenho significativamente melhor em bandas HF. O RG213 é um cabo preferido para estações base de rádio amador, instalações de rádio marítimas e sistemas de transmissão de baixo VSWR. A jaqueta rígida torna mais difícil o percurso em ambientes fechados e a construção espessa é difícil de dobrar em cantos apertados.

LMR200 e LMR400 — Alternativas flexíveis de baixa perda

Os cabos estilo LMR são projetados como atualizações diretas para os cabos da série RG. Eles combinam um dielétrico de espuma de polietileno, um condutor central sólido ou trançado de alumínio-cobre e uma blindagem externa laminada para obter perdas muito menores do que os cabos RG convencionais de diâmetro semelhante. O LMR200 tem tamanho próximo ao RG58, mas oferece cerca de 30 a 40 por cento menos atenuação. O LMR400, com diâmetro em torno de 10,3 mm, aproxima-se da perda do RG213 em uma fração do raio de curvatura mínimo. Para uma longa linha de alimentação externa, um Cabo flexível de baixa perda LMR400 é uma atualização prática que simplifica a passagem de conduítes e o roteamento em torno de antenas.

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Série DFB — Cabos Dielétricos de Espuma de Baixa Perda

A série DFB inclui 4DFB, 5DFB, 7DFB, 8DFB, 10DFB e 12DFB. O número indica o diâmetro externo aproximado em milímetros, portanto a série abrange cabos internos compactos até alimentadores principais grossos. Esses cabos utilizam dielétrico de polietileno com espuma física, que preserva um alto fator de velocidade e reduz a atenuação. As blindagens trançadas e metálicas fornecem boa rejeição de EMI para alimentadores de estação base e outros links de RF permanentes. Um Cabo coaxial RF de baixa perda 10DFB é frequentemente usado para percursos de 30 metros ou mais em frequências de até vários gigahertz.

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Como escolher o cabo certo de 50 Ohm

Combine o diâmetro do cabo com o comprimento e a frequência operacional

A primeira coisa a calcular é o seu orçamento de perdas. Atenuação em escalas de cabos coaxiais com comprimento e frequência. Se você estiver operando abaixo de 1 GHz com percursos inferiores a 10 metros, o RG58 geralmente é bom o suficiente. Em 2,4 GHz ou 5 GHz, mesmo uma extensão de 5 metros se beneficia de um cabo de baixa perda, como LMR200 ou 7DFB. Para percursos superiores a 30 metros, RG213, LMR400 ou 10DFB mantêm a perda dentro de uma faixa tolerável. Sempre verifique o valor de atenuação por metro em sua frequência operacional real, em vez do número conveniente de 100 MHz impresso em algumas folhas de dados.

Confirme o manuseio de energia

A potência de transmissão determina quanta corrente o condutor central e o dielétrico devem transportar sem superaquecer. O RG174 é adequado para receptores e transmissores de potência muito baixa, mas não é uma escolha segura para um rádio de 50 W. O RG58 pode suportar potência moderada em VHF, enquanto o RG213, LMR400 e os cabos DFB maiores suportam níveis de potência mais elevados. Além da potência média, considere a potência máxima do envelope e a tensão máxima que o cabo pode suportar sob uma condição de VSWR alto. Uma incompatibilidade pode duplicar ou triplicar a tensão na extremidade da antena do cabo.

Avalie Fatores Mecânicos e Ambientais

As restrições mecânicas geralmente decidem entre dois cabos eletricamente semelhantes. Para jumpers internos que devem dobrar em cantos apertados, RG174, LMR200 e 5DFB são mais fáceis de trabalhar. Para corridas aéreas externas, uma jaqueta resistente a UV e um fio mensageiro que suporte o peso do cabo são essenciais. Se o cabo for flexionado repetidamente, escolha um condutor central trançado e verifique o raio de curvatura do fabricante. Para instalações industriais, o Gama de produtos de cabo coaxial de 50 ohms inclui opções flexíveis e semirrígidas que podem ser combinadas com seu plano de roteamento específico.

Planejar conectores e instalação

Os conectores são tão importantes quanto o próprio cabo. Os conectores do tipo N são uma boa escolha versátil para RF externa e trabalho em estação base, o SMA é adequado para módulos pequenos e equipamentos de teste de alta frequência, e o BNC é comum para conexões de laboratório de baixa potência de até 1 GHz. Conectores UHF como o PL-259 ainda são usados ​​para HF e VHF, mas sua impedância não é estritamente controlada, portanto evite-os acima de 300 MHz. Ao preparar a extremidade do cabo, descasque o dielétrico sem marcar o condutor interno, dobre a trança uniformemente e aperte o conector com o torque recomendado. Finalize as conexões externas com fita autoadesiva e um envoltório externo resistente a UV para manter a umidade fora do dielétrico.

Conclusão

Não existe um cabo universal de 50 ohms adequado a todos os trabalhos. RG174 e RG58 cobrem conexões internas curtas e de baixo custo; RG213 e 10DFB avançam para corridas mais longas e maior potência; LMR200 e LMR400 acrescentam flexibilidade e reduzem perdas para instalações exigentes. Antes de fazer o pedido, anote sua frequência operacional, duração esperada, potência de transmissão e restrições de roteamento. Compare esses números com os dados de atenuação e potência de cada cabo e verifique se os conectores se ajustam ao diâmetro do cabo. Esse processo simples indicará o tipo certo de cabo coaxial de 50 ohms sem adivinhação.