Cable coaxial

RG-59 cable coaxial flexible compuesto de:

1. Vaina de plástico exterior
2. Tejido escudo de cobre
3. Insulador dieléctrico interno
4. Cobre núcleo

Cable coaxial, o coax (pronunciado) es un tipo de cable eléctrico que consiste en un conductor interno rodeado por un escudo conductor concéntrico, con los dos separados por un dieléctrico (material aislante); muchos cables coaxiales también tienen una funda o cubierta exterior protectora. El término coaxial se refiere al conductor interno y el blindaje externo que comparten un eje geométrico.

El cable coaxial es un tipo de línea de transmisión que se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia con pérdidas bajas. Se utiliza en aplicaciones tales como líneas telefónicas troncales, cables de red de Internet de banda ancha, buses de datos de computadora de alta velocidad, señales de televisión por cable y conexión de transmisores y receptores de radio a sus antenas. Se diferencia de otros cables apantallados porque las dimensiones del cable y los conectores se controlan para proporcionar una separación entre conductores precisa y constante, necesaria para que funcione de manera eficiente como una línea de transmisión.

En su patente británica de 1880, Oliver Heaviside mostró cómo el cable coaxial podría eliminar la interferencia de señal entre cables paralelos.

El cable coaxial se utilizó en la primera (1858) y en las siguientes instalaciones de cable transatlántico, pero su teoría no fue descrita hasta 1880 por el físico, ingeniero y matemático inglés Oliver Heaviside, quien patentó el diseño en ese año (patente británica No. 1.407).

Aplicaciones

El cable coaxial se utiliza como línea de transmisión de señales de radiofrecuencia. Sus aplicaciones incluyen líneas de alimentación que conectan transmisores y receptores de radio a sus antenas, conexiones de redes informáticas (por ejemplo, Ethernet), audio digital (S/PDIF) y distribución de señales de televisión por cable. Una ventaja de la línea coaxial sobre otros tipos de transmisión de radio es que, en un cable coaxial ideal, el campo electromagnético que transporta la señal existe solo en el espacio entre los conductores interno y externo. Esto permite instalar tramos de cable coaxial junto a objetos metálicos como canaletas sin las pérdidas de potencia que se producen en otros tipos de líneas de transmisión. El cable coaxial también brinda protección a la señal contra interferencias electromagnéticas externas.

Descripción

Cable coaxial cortado (no a escala)

El cable coaxial conduce la señal eléctrica mediante un conductor interno (generalmente un cable de cobre sólido, cobre trenzado o acero revestido de cobre) rodeado por una capa aislante y todo protegido por un blindaje, generalmente de una a cuatro capas de malla metálica tejida y cinta metálica.. El cable está protegido por una funda aislante exterior. Normalmente, el exterior del blindaje se mantiene en el potencial de tierra y se aplica un voltaje portador de señal al conductor central. Cuando se usa señalización diferencial, el cable coaxial ofrece la ventaja de corrientes de contrafase iguales en el conductor interno y en el interior del conductor externo que restringen los campos eléctricos y magnéticos de la señal al dieléctrico, con poca fuga fuera del blindaje. Además, los campos eléctricos y magnéticos del exterior del cable evitan en gran medida que interfieran con las señales del interior del cable, si se filtran corrientes desiguales en el extremo receptor de la línea. Esta propiedad hace que el cable coaxial sea una buena opción tanto para transportar señales débiles que no pueden tolerar la interferencia del entorno, como para señales eléctricas más fuertes que no deben irradiarse o acoplarse a estructuras o circuitos adyacentes. Los cables de mayor diámetro y los cables con múltiples pantallas tienen menos fugas.

Las aplicaciones comunes del cable coaxial incluyen distribución de video y CATV, transmisión de RF y microondas, y conexiones de datos de instrumentación y computadoras.

La impedancia característica del cable (Z₀) está determinada por la constante dieléctrica del aislador interior y los radios de los interiores y exteriores. conductores En los sistemas de radiofrecuencia, donde la longitud del cable es comparable a la longitud de onda de las señales transmitidas, es importante que la impedancia característica del cable sea uniforme para minimizar las pérdidas. Las impedancias de fuente y carga se eligen para que coincidan con la impedancia del cable para garantizar la máxima transferencia de energía y la mínima relación de onda estacionaria. Otras propiedades importantes del cable coaxial incluyen la atenuación en función de la frecuencia, la capacidad de manejo del voltaje y la calidad del blindaje.

Construcción

Las opciones de diseño del cable coaxial afectan el tamaño físico, el rendimiento de la frecuencia, la atenuación, las capacidades de manejo de energía, la flexibilidad, la resistencia y el costo. El conductor interior puede ser sólido o trenzado; varado es más flexible. Para obtener un mejor rendimiento de alta frecuencia, el conductor interno puede estar plateado. El alambre de acero revestido de cobre se usa a menudo como conductor interno para el cable que se usa en la industria de la televisión por cable.

El aislante que rodea al conductor interno puede ser de plástico sólido, espuma plástica o aire con espaciadores que sostienen el cable interno. Las propiedades del aislante dieléctrico determinan algunas de las propiedades eléctricas del cable. Una opción común es un aislante de polietileno (PE) sólido, que se utiliza en cables de baja pérdida. El teflón sólido (PTFE) también se utiliza como aislante y exclusivamente en cables con clasificación plenum. Algunas líneas coaxiales usan aire (o algún otro gas) y tienen espaciadores para evitar que el conductor interno toque el blindaje.

Muchos cables coaxiales convencionales utilizan alambre de cobre trenzado que forma el blindaje. Esto permite que el cable sea flexible, pero también significa que hay huecos en la capa de protección y la dimensión interna de la protección varía ligeramente porque la trenza no puede ser plana. A veces, la trenza está plateada. Para un mejor rendimiento del blindaje, algunos cables tienen un blindaje de doble capa. El escudo puede ser solo dos trenzas, pero ahora es más común tener un escudo de lámina delgada cubierto por una trenza de alambre. Algunos cables pueden invertir en más de dos capas de blindaje, como el "quad-shield", que utiliza cuatro capas alternas de lámina y trenza. Otros diseños de escudos sacrifican la flexibilidad por un mejor rendimiento; algunos escudos son un tubo de metal sólido. Esos cables no se pueden doblar bruscamente, ya que el blindaje se doblará y provocará pérdidas en el cable. Cuando se usa un blindaje de lámina, un pequeño conductor de alambre incorporado en el laminado facilita la soldadura de la terminación del blindaje.

Para la transmisión de radiofrecuencia de alta potencia de hasta aproximadamente 1 GHz, el cable coaxial con un conductor exterior de cobre sólido está disponible en tamaños de 0,25 pulgadas hacia arriba. El conductor exterior está corrugado como un fuelle para permitir la flexibilidad y el conductor interior se mantiene en posición mediante una espiral de plástico para aproximarse a un dieléctrico de aire. Una marca para dicho cable es Heliax.

Los cables coaxiales requieren una estructura interna de un material aislante (dieléctrico) para mantener el espacio entre el conductor central y el blindaje. Las pérdidas dieléctricas aumentan en este orden: dieléctrico ideal (sin pérdidas), vacío, aire, politetrafluoroetileno (PTFE), espuma de polietileno y polietileno sólido. Un dieléctrico no homogéneo debe compensarse con un conductor no circular para evitar puntos calientes de corriente.

Si bien muchos cables tienen un dieléctrico sólido, muchos otros tienen un dieléctrico de espuma que contiene la mayor cantidad de aire u otro gas posible para reducir las pérdidas al permitir el uso de un conductor central de mayor diámetro. El cable coaxial de espuma tendrá aproximadamente un 15 % menos de atenuación, pero algunos tipos de dieléctrico de espuma pueden absorber humedad, especialmente en sus muchas superficies, en ambientes húmedos, lo que aumenta significativamente la pérdida. Los soportes con forma de estrella o radios son incluso mejores pero más caros y muy susceptibles a la infiltración de humedad. Todavía más caros eran los coaxiales con espacio de aire que se usaban para algunas comunicaciones entre ciudades a mediados del siglo XX. El conductor central estaba suspendido por discos de polietileno cada pocos centímetros. En algunos cables coaxiales de baja pérdida, como el tipo RG-62, el conductor interno está sostenido por una hebra de polietileno en espiral, de modo que existe un espacio de aire entre la mayor parte del conductor y el interior de la cubierta. La menor constante dieléctrica del aire permite un mayor diámetro interior a la misma impedancia y un mayor diámetro exterior a la misma frecuencia de corte, lo que reduce las pérdidas óhmicas. Los conductores internos a veces están plateados para suavizar la superficie y reducir las pérdidas por efecto piel. Una superficie rugosa extiende el camino de la corriente y concentra la corriente en los picos, aumentando así la pérdida óhmica.

La cubierta aislante se puede fabricar con muchos materiales. Una opción común es el PVC, pero algunas aplicaciones pueden requerir materiales resistentes al fuego. Las aplicaciones al aire libre pueden requerir que la chaqueta resista la luz ultravioleta, la oxidación, el daño por roedores o el entierro directo. Los cables coaxiales inundados usan un gel bloqueador de agua para proteger el cable de la infiltración de agua a través de cortes menores en la funda. Para las conexiones internas del chasis, se puede omitir la cubierta aislante.

Propagación de señal

Las líneas de transmisión de dos conductores tienen la propiedad de que la onda electromagnética que se propaga por la línea se extiende hacia el espacio que rodea a los cables paralelos. Estas líneas tienen pérdidas bajas, pero también tienen características indeseables. No se pueden doblar, torcer con fuerza ni darles otra forma sin cambiar su impedancia característica, lo que hace que la señal se refleje hacia la fuente. Tampoco pueden enterrarse, colocarse o unirse a nada conductor, ya que los campos extendidos inducirán corrientes en los conductores cercanos, lo que provocará una radiación no deseada y la desafinación de la línea. Los aisladores de separación se utilizan para mantenerlos alejados de las superficies metálicas paralelas. Las líneas coaxiales resuelven en gran medida este problema al confinar prácticamente todas las ondas electromagnéticas al área interna del cable. Por lo tanto, las líneas coaxiales se pueden doblar y torcer moderadamente sin efectos negativos, y se pueden atar a soportes conductores sin inducir corrientes no deseadas en ellos, siempre que se tomen las medidas necesarias para asegurar corrientes de contrafase de señalización diferencial en el cable.

En aplicaciones de radiofrecuencia de hasta unos pocos gigahercios, la onda se propaga principalmente en el modo magnético eléctrico transversal (TEM), lo que significa que los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la dirección de propagación. Sin embargo, por encima de una cierta frecuencia de corte, los modos transversal eléctrico (TE) o transversal magnético (TM) también pueden propagarse, como lo hacen en una guía de ondas hueca. Por lo general, no es deseable transmitir señales por encima de la frecuencia de corte, ya que puede causar que se propaguen múltiples modos con diferentes velocidades de fase, interfiriendo entre sí. El diámetro exterior es aproximadamente inversamente proporcional a la frecuencia de corte. También existe un modo de propagación de ondas superficiales que solo involucra al conductor central, pero se suprime de manera efectiva en el cable coaxial de geometría convencional e impedancia común. Las líneas de campo eléctrico para este modo TM tienen una componente longitudinal y requieren longitudes de línea de media longitud de onda o más.

El cable coaxial puede verse como un tipo de guía de ondas. La energía se transmite a través del campo eléctrico radial y el campo magnético circunferencial en el modo TEM. Este es el modo dominante desde la frecuencia cero (CC) hasta un límite superior determinado por las dimensiones eléctricas del cable.

Conectores

Un conector tipo F masculino utilizado con cable RG-6 común

Un conector tipo N masculino

Los extremos de los cables coaxiales suelen terminar en conectores. Los conectores coaxiales están diseñados para mantener una forma coaxial en la conexión y tener la misma impedancia que el cable adjunto. Los conectores suelen estar chapados con metales de alta conductividad, como plata u oro resistente al deslustre. Debido al efecto pelicular, la señal de RF solo es transportada por el revestimiento a frecuencias más altas y no penetra en el cuerpo del conector. Sin embargo, la plata se empaña rápidamente y el sulfuro de plata que se produce es poco conductivo, lo que degrada el rendimiento del conector, lo que hace que la plata sea una mala elección para esta aplicación.

Parámetros importantes

El cable coaxial es un tipo particular de línea de transmisión, por lo que los modelos de circuito desarrollados para líneas de transmisión generales son apropiados. Consulte la ecuación de Telegrapher.

Representación esquemática de los componentes elementales de una línea de transmisión

Representación esquemática de una línea de transmisión coaxial, mostrando la impedancia característica Z0{displaystyle Z_{0}

Parámetros físicos

En la siguiente sección, se utilizan estos símbolos:

• Longitud del cable, h{displaystyle h}.
• Diámetro exterior interior conductor, d{displaystyle d}.
• Diámetro interior del escudo, D{displaystyle D}.
• constante dieléctrica del aislante, ε ε {displaystyle epsilon }. La constante dieléctrica se cita a menudo como la relativa constante dieléctrica ε ε r{displaystyle epsilon _{r} referido a la constante dieléctrica del espacio libre ε ε 0{displaystyle epsilon _{0}: ε ε =ε ε rε ε 0{displaystyle epsilon =epsilon ¿Qué? ¿Qué?. Cuando el aislante es una mezcla de diferentes materiales dieléctricos (por ejemplo, espuma de polietileno es una mezcla de polietileno y aire), entonces el término eficaz constante dieléctrica ε ε eff{displaystyle epsilon _{eff} a menudo se utiliza.
• Permeabilidad magnética del aislante, μ μ {displaystyle mu }. La permeabilidad a menudo se cita como la permeabilidad relativa μ μ r{displaystyle mu _{r}} referido a la permeabilidad del espacio libre μ μ 0{displaystyle mu _{0}}: μ μ =μ μ rμ μ 0{displaystyle mu =mu _{r}mu} ¿Qué?. La permeabilidad relativa casi siempre será 1.

Parámetros eléctricos fundamentales

• Capacidad de elevación por longitud de unidad, en farads por metro.

()Ch)=2π π ε ε In⁡ ⁡ ()D/d)=2π π ε ε 0ε ε rIn⁡ ⁡ ()D/d){displaystyle left({frac {h}right)={2pi epsilon over ln(D/d)}={2piepsilon _{0}epsilon _{r} over ln(D/d)}}}}}}}

• Inductancia de serie por longitud de unidad, en henrys por metro.

()Lh)=μ μ 2π π In⁡ ⁡ ()D/d)=μ μ 0μ μ r2π π In⁡ ⁡ ()D/d){displaystyle left({frac {h}right)={muover 2pi }ln(D/d)={mu _{0}mu _{r}over 2pi }ln(D/d)}}}

• Resistencia de serie por longitud de unidad, en ohms por metro. La resistencia por longitud de unidad es sólo la resistencia del conductor interno y el escudo a bajas frecuencias. En frecuencias más altas, el efecto de la piel aumenta la resistencia efectiva al confiar la conducción a una capa delgada de cada conductor.
• Conducta por unidad de longitud, en siemens por metro. La conducta de la shunt es generalmente muy pequeña porque los aisladores con buenas propiedades dieléctricas se utilizan (una muy baja pérdida de tangente). A altas frecuencias, una dieléctrica puede tener una pérdida resistiva significativa.

Parámetros eléctricos derivados

• Impedancia característica en ohms (Ω). La impedancia compleja Z de una longitud infinita de la línea de transmisión es:

Z=R+sLG+sC{displaystyle Z={sqrt {frac {R+SL}{G+sC}}

Donde R es la resistencia por longitud de unidad, L es la inductancia por longitud de unidad, G es la conducta por unidad de longitud de la dieléctrica, C es la capacitancia por longitud de unidad, y s = jω = j2πf es la frecuencia. Las dimensiones "por longitud de unidad" cancelan en la fórmula de impedancia.

En DC los dos términos reactivos son cero, por lo que la impedancia es de valor real, y es extremadamente alta. Parece

ZDC=RG{displaystyle Z_{mathrm {C}={sqrt {fnMicroc} {R} {G}}}.

Con cada vez mayor frecuencia, los componentes reactivos tienen efecto y la impedancia de la línea es de valor complejo. En frecuencias muy bajas (audio range, de interés para los sistemas telefónicos) G es generalmente mucho más pequeño que sC, por lo que la impedancia de bajas frecuencias es

ZLowFreq=RsC{displaystyle Z_{mathrm LowFreq. {R}{sC}}},

que tiene un valor de fase de -45 grados.

A frecuencias más altas, los términos reactivas suelen dominar R y G, y la impedancia del cable de nuevo se convierte en valor real. Ese valor es Z₀, el impedancia característica del cable:

Z0=sLsC=LC{displaystyle Z_{0}={sqrt {frac {fnK}}= {fnK}} {fn}}} {fn}}} {fn}} {f}}} {fn}} {fn}}}}}} {fn}}}}}}} {f}}}}} {f}}}}}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {\\\.

Asumiendo que las propiedades dieléctricas del material dentro del cable no varían apreciablemente sobre el rango operativo del cable, la impedancia característica es frecuencia independiente sobre unas cinco veces la frecuencia de corte del escudo. Para cables coaxiales típicos, la frecuencia de corte de escudos es de 600 (RG-6A) a 2.000 Hz (RG-58C).

Los parámetros L y C se determinan a partir de la relación del interior (d) y exterior (D) diámetros y la constante dieléctrica (ε). La impedancia característica es dada por

Z0=12π π μ μ ε ε In⁡ ⁡ Dd.. 59,9Ω Ω ε ε rIn⁡ ⁡ Dd.. 138Ω Ω ε ε rlog10⁡ ⁡ Dd{displaystyle Z_{0}={frac {1}{2pi} }{sqrt {frac # }{epsilon }ln {frac {fnK}fnK}fnKfnK}fnK}fnK}fnfnK}fn}fn}fn}fn}fn}fnfnfn}fnfnfnfnfnfnK}fnfnfnfnfnfnfnK}fnK}fn}fn}fnfnKfnfnfnKfnfnKfnfn}fn}fnfnfnfnfn}fnfnKfnfnKfnfnfnKfnfnKfnfnfn\\fnK\fnKfnfn\\\\\fn}fnKfn }{sqrt {epsilon ¿Qué? {fnMicroc {} {fn}fnK} {fnK} {fnK}}fnK}}}}gnfn} {fn0}fnfnK} {fnK}fnK}}}fnf}fnKf}fnKfnKfnK}} {f}f}}fnKfnKfnKf}}fnKf}fnKfnKfnKfnKfnKfnKf}fnKfnKfnKf}}}}f}f}fnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnKfnK}}}}}}} {D} {d}}

• Atenuación (pérdida) por longitud de unidad, en decibeles por metro. Esto depende de la pérdida en el material dieléctrico que llena el cable, y las pérdidas resistivas en el conductor central y el escudo exterior. Estas pérdidas dependen de la frecuencia, las pérdidas se vuelven más altas a medida que aumenta la frecuencia. Las pérdidas de efecto de piel en los conductores pueden reducirse aumentando el diámetro del cable. Un cable con el doble de diámetro tendrá la mitad de la resistencia al efecto de la piel. Ignorando pérdidas dieléctricas y de otro tipo, el cable más grande reduciría la pérdida dB/meter. Al diseñar un sistema, los ingenieros consideran no sólo la pérdida en el cable, sino también la pérdida en los conectores.
• Velocidad de propagación, en metros por segundo. La velocidad de propagación depende de la constante y permeabilidad dieléctrica (que suele ser 1).

v=1ε ε μ μ =cε ε rμ μ r{epsilon mu {}}={c over {sqrt {epsilon _{r}mu} ♪♪

• Banda de monomodo. En cable coaxial, el modo dominante (el modo con la frecuencia de corte más baja) es el modo TEM, que tiene una frecuencia de corte de cero; se propaga hasta DC. El modo con el siguiente corte más bajo es el TE₁₁ Modo. Este modo tiene una 'onda' (dos reversales de polaridad) en rodear la circunferencia del cable. A una buena aproximación, la condición para el TE₁₁ modo de propagar es que la longitud de onda en la dieléctrica ya no es más que la circunferencia promedio del aislante; es decir, que la frecuencia es al menos

fc.. 1π π ()D+d2)μ μ ε ε =cπ π ()D+d2)μ μ rε ε r{displaystyle f_{c}approx {1 over pi ({D+d over 2}){sqrt {mu epsilon }={c over pi ({D+d over 2}){sqrt {mu ¿Qué? ♪♪.

Por lo tanto, el cable es monomodo de DC hasta esta frecuencia, y puede ser utilizado en la práctica hasta el 90% de esta frecuencia.

• Peak Voltage. El voltaje pico está fijado por el voltaje de descomposición del aislante.:

Vp=Edd2In⁡ ⁡ ()Dd){displaystyle ¿Qué?

Donde

E_d es el voltaje de descomposición del aislante en voltios por metro

d es el diámetro interior en metros

D es el diámetro exterior en metros

El voltaje de pico calculado se reduce a menudo por un factor de seguridad.

Elección de la impedancia

Las mejores impedancias de cable coaxial se determinaron experimentalmente en Bell Laboratories en 1929 y fueron 77 Ω para atenuación baja, 60 Ω para alto voltaje y 30 Ω para alta potencia. Para un cable coaxial con dieléctrico de aire y una pantalla de un diámetro interior dado, la atenuación se minimiza eligiendo el diámetro del conductor interior para dar una impedancia característica de 76,7 Ω. Cuando se consideran dieléctricos más comunes, la impedancia de pérdida de inserción más baja cae a un valor entre 52 y 64 Ω. El manejo de potencia máxima se logra a 30 Ω.

La impedancia aproximada necesaria para hacer coincidir una antena dipolo alimentada por el centro en el espacio libre (es decir, un dipolo sin reflejos en el suelo) es de 73 Ω, por lo que el cable coaxial de 75 Ω solía usarse para conectar antenas de onda corta a receptores. Por lo general, implican niveles tan bajos de potencia de RF que las características de manejo de potencia y ruptura de alto voltaje no son importantes en comparación con la atenuación. Del mismo modo, con CATV, aunque muchas instalaciones de transmisión de TV y cabeceras de CATV usan antenas dipolo plegadas de 300 Ω para recibir señales fuera del aire, el cable coaxial de 75 Ω es un transformador balun 4:1 conveniente para estas, además de poseer una atenuación baja.

La media aritmética entre 30 Ω y 77 Ω es 53,5 Ω; la media geométrica es 48 Ω. La selección de 50 Ω como compromiso entre la capacidad de manejo de potencia y la atenuación se cita en general como la razón del número. 50 Ω también funciona aceptablemente bien porque corresponde aproximadamente a la impedancia del punto de alimentación de un dipolo de media onda, montado aproximadamente media onda por encima de "normal" tierra (idealmente 73 Ω, pero reducido para cables horizontales colgantes bajos).

RG-62 es un cable coaxial de 93 Ω que se usó originalmente en redes de computadoras centrales en la década de 1970 y principios de la de 1980 (era el cable que se usaba para conectar terminales IBM 3270 a controladores de clúster de terminales IBM 3274/3174). Posteriormente, algunos fabricantes de equipos LAN, como Datapoint for ARCNET, adoptaron RG-62 como su estándar de cable coaxial. El cable tiene la capacitancia más baja por unidad de longitud en comparación con otros cables coaxiales de tamaño similar.

Todos los componentes de un sistema coaxial deben tener la misma impedancia para evitar reflejos internos en las conexiones entre los componentes (consulte Coincidencia de impedancia). Dichos reflejos pueden causar atenuación de la señal. Introducen ondas estacionarias, que aumentan las pérdidas e incluso pueden provocar una ruptura dieléctrica del cable con transmisión de alta potencia. En los sistemas de TV o video analógico, los reflejos provocan imágenes fantasma en la imagen; los reflejos múltiples pueden hacer que la señal original sea seguida por más de un eco. Si un cable coaxial está abierto (no conectado al final), la terminación tiene una resistencia casi infinita, lo que provoca reflejos. Si el cable coaxial está en cortocircuito, la resistencia de terminación es casi cero, lo que provoca reflejos con la polaridad opuesta. Los reflejos casi se eliminarán si el cable coaxial se termina con una resistencia pura igual a su impedancia.

Derivación de impedancia característica coaxial

Tomando la impedancia característica a altas frecuencias,

Z0=LC{displaystyle Z_{0}={sqrt {frac {C}}}

Uno también debe saber la inductancia y la capacitancia de los dos conductores cilíndricos concéntricos que es el cable coaxial. Por definición C=Q/V{displaystyle C=Q/V} y conseguir el campo eléctrico por la fórmula del campo eléctrico de una línea infinita,

E→ → =Q2π π ε ε or^ ^ r{displaystyle {vec {f}={f}{2piepsilon _{o}}{frac {f} {f} {f}}} {f}}}} {f}}}} {f}}}} {f}}}} {f}}}} {f}}}}}}}}}}}} {

Donde Q{displaystyle Q} es el cargo,ε ε o{displaystyle epsilon _{o} es la autorización del espacio libre, r{displaystyle r} es la distancia radial y r^ ^ {displaystyle {hat {}}} es el vector de unidad en la dirección lejos del eje. El voltaje, V, es

V=− − ∫ ∫ d/2D/2E⋅ ⋅ r^ ^ dr=− − ∫ ∫ d/2D/2Q2π π ε ε ordr=Q2π π ε ε oIn⁡ ⁡ Dd{displaystyle V=-int ¿Por qué? ¿Por qué?

Donde D{displaystyle D} es el diámetro interior del conductor exterior y d{displaystyle d} es el diámetro del conductor interno. La capacitancia se puede resolver por sustitución,

C=QV=2π π ε ε oIn⁡ ⁡ Dd{displaystyle C={frac {Q} {fn}={fnMic} {2pi epsilon _{o}{ln} {fnMicroc {} {}}}}}

y la inductancia se toma de la Ley de Ampere para dos conductores concéntricos (alambre coaxial) y con la definición de inductancia,

B=μ μ oI2π π r{displaystyle B={frac {fnK}I}{2pi}}} {fnK}}}} y L=φ φ I=∫ ∫ BIdS{displaystyle L={frac {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {fnMicrosoft {\fnMicrosoft\fnMicrosoft {fnMicrosoft {\fnMicrosoft\\fnMicrosoft\fnMicrosoft\\fnMicrosoft\\\\fnMicrosoft\\\\\\\\\\\\fnMicrosoft\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\fnMicrosoft\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ ♫ {I}=int {frac {B}ds}ds}

Donde B{displaystyle B} es inducción magnética, μ μ o{displaystyle mu _{o}} es la permeabilidad del espacio libre, φ φ {displaystyle phi } es el flujo magnético y dS{displaystyle dS} es la superficie diferencial. Tomando la inductancia por metro,

L=∫ ∫ dDμ μ o2π π rdr=μ μ o2π π In⁡ ⁡ Dd{displaystyle L=int limits ¿Qué? {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif} {f}} {fnMicrosoft Sans Serif} {fnMicrosoft Sans Serif}}} {f}} {fnK}} {fnMicrosoft}}} {fnMicrosoft}}}}}} {f}}}}}}}}}}} {f}}}}}}}f}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {f} {f}}} {f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {f}}} {f}}} {cf}}}} {cfnfnf}}}}}}}}fnfnfnfnfnfnfnfnf}}}}}fn ¿Qué? }ln {frac {D} {d}},

Sustituir la capacitancia y la inductancia derivadas, y generalizarlos al caso donde una dielectricidad de permeabilidad μ μ {displaystyle mu } y permisos ε ε {displaystyle epsilon } se utiliza entre los conductores interiores y externos,

Z0=LC=12π π μ μ ε ε In⁡ ⁡ Dd{displaystyle Z_{0}={sqrt {frac {C}={2}{2} {f} {fnK}} {f}} {f}} {f}} {f}} {fn}} {f}}}}}} {fn}}} {fn}}} {f}} {f} {f}}}} {f}}} {f}}}} {f}}}}}}}} {f}}}}}}} {f}}} {f}}}} {f} {f} {f} {f} {f} {f}}}}}}}}}}}}}} {f}}}} {f} {f} {f} {f} {f}f}}}}}f}f}f}f}}}}}}}}}}}}}}}f}}}}}f}}}}}}f}}}}}}}}} }{sqrt {frac # {fnMicroc} {D} {d}}

Problemas

Fuga de señal

La fuga de señal es el paso de campos electromagnéticos a través del blindaje de un cable y se produce en ambas direcciones. El ingreso es el paso de una señal externa al cable y puede provocar ruido e interrupción de la señal deseada. La salida es el paso de la señal destinada a permanecer dentro del cable hacia el mundo exterior y puede resultar en una señal más débil al final del cable e interferencia de radiofrecuencia en los dispositivos cercanos. Las fugas graves normalmente se deben a conectores mal instalados o fallas en el blindaje del cable.

Por ejemplo, en Estados Unidos, la fuga de señales de los sistemas de televisión por cable está regulada por la FCC, ya que las señales de cable utilizan las mismas frecuencias que las bandas aeronáuticas y de radionavegación. Los operadores de CATV también pueden optar por monitorear sus redes en busca de fugas para evitar el ingreso. Las señales externas que ingresan al cable pueden causar ruido no deseado e imágenes superpuestas. El ruido excesivo puede abrumar la señal, haciéndola inútil. El ingreso en el canal se puede eliminar digitalmente mediante la cancelación del ingreso.

Un blindaje ideal sería un conductor perfecto sin orificios, espacios ni protuberancias conectado a una tierra perfecta. Sin embargo, un blindaje liso, sólido y altamente conductor sería pesado, inflexible y costoso. Dicho cable coaxial se utiliza para alimentaciones en línea recta a torres de transmisión de radio comerciales. Los cables más económicos deben hacer concesiones entre la eficacia del blindaje, la flexibilidad y el costo, como la superficie corrugada de los blindajes flexibles de línea dura, trenza flexible o lámina. Dado que los escudos no pueden ser conductores perfectos, la corriente que fluye en el interior del escudo produce un campo electromagnético en la superficie exterior del escudo.

Considera el efecto piel. La magnitud de una corriente alterna en un conductor decae exponencialmente con la distancia por debajo de la superficie, siendo la profundidad de penetración proporcional a la raíz cuadrada de la resistividad. Esto significa que, en un blindaje de espesor finito, una pequeña cantidad de corriente seguirá fluyendo por la superficie opuesta del conductor. Con un conductor perfecto (es decir, resistividad cero), toda la corriente fluiría en la superficie, sin penetración dentro y a través del conductor. Los cables reales tienen una pantalla hecha de un conductor imperfecto, aunque generalmente muy bueno, por lo que siempre debe haber alguna fuga.

Los espacios o agujeros permiten que parte del campo electromagnético penetre hacia el otro lado. Por ejemplo, los escudos trenzados tienen muchos espacios pequeños. Los espacios son más pequeños cuando se usa un blindaje de lámina (metal sólido), pero todavía hay una costura a lo largo del cable. La lámina se vuelve cada vez más rígida a medida que aumenta el grosor, por lo que una capa delgada de lámina suele estar rodeada por una capa de metal trenzado, que ofrece una mayor flexibilidad para una sección transversal determinada.

La fuga de señal puede ser grave si hay un contacto deficiente en la interfaz con los conectores en cualquiera de los extremos del cable o si hay una rotura en el blindaje.

Para reducir en gran medida la fuga de señal dentro o fuera del cable, por un factor de 1000 o incluso 10 000, los cables superapantallados se utilizan a menudo en aplicaciones críticas, como contadores de flujo de neutrones en reactores nucleares.

Los cables superapantallados para uso nuclear se definen en IEC 96-4-1, 1990; sin embargo, dado que ha habido grandes lagunas en la construcción de centrales nucleares en Europa, muchas instalaciones existentes utilizan cables superapantallados según el estándar AESS del Reino Unido(TRG) 71181 al que se hace referencia en IEC 61917.

Bucles de tierra

Una corriente continua, aunque sea pequeña, a lo largo del blindaje imperfecto de un cable coaxial puede causar interferencias visibles o audibles. En los sistemas de CATV que distribuyen señales analógicas, la diferencia de potencial entre la red coaxial y el sistema de puesta a tierra eléctrico de una casa puede causar una "barra de zumbido" en la imagen. Esto aparece como una amplia barra de distorsión horizontal en la imagen que se desplaza lentamente hacia arriba. Tales diferencias de potencial pueden reducirse mediante la vinculación adecuada a un terreno común en la casa. Ver bucle de tierra.

Ruido

Los campos externos crean un voltaje a través de la inductancia del exterior del conductor externo entre el emisor y el receptor. El efecto es menor cuando hay varios cables en paralelo, ya que se reduce la inductancia y, por tanto, la tensión. Debido a que el conductor externo lleva el potencial de referencia para la señal en el conductor interno, el circuito receptor mide el voltaje incorrecto.

Efecto transformador

El efecto transformador a veces se usa para mitigar el efecto de las corrientes inducidas en el blindaje. Los conductores interior y exterior forman el devanado primario y secundario del transformador, y el efecto se mejora en algunos cables de alta calidad que tienen una capa exterior de mu-metal. Debido a este transformador 1:1, el voltaje antes mencionado a través del conductor externo se transforma en el conductor interno para que el receptor pueda cancelar los dos voltajes. Muchos emisores y receptores tienen medios para reducir aún más la fuga. Aumentan el efecto transformador al pasar todo el cable a través de un núcleo de ferrita una o más veces.

Corriente de modo común y radiación

La corriente de modo común ocurre cuando las corrientes parásitas en el blindaje fluyen en la misma dirección que la corriente en el conductor central, lo que hace que el cable coaxial se irradie. Son lo opuesto al deseado "push-pull" corrientes de señalización diferenciales, donde las corrientes de señal en el conductor interno y externo son iguales y opuestas.

La mayor parte del efecto de pantalla en el cable coaxial resulta de corrientes opuestas en el conductor central y la pantalla que crean campos magnéticos opuestos que se cancelan y, por lo tanto, no se irradian. El mismo efecto ayuda a la línea de escalera. Sin embargo, la línea de escalera es extremadamente sensible a los objetos metálicos circundantes, que pueden ingresar a los campos antes de que se cancelen por completo. Coax no tiene este problema, ya que el campo está encerrado en el escudo. Sin embargo, todavía es posible que se forme un campo entre el escudo y otros objetos conectados, como la antena que alimenta el cable coaxial. La corriente formada por el campo entre la antena y el blindaje coaxial fluiría en la misma dirección que la corriente en el conductor central y, por lo tanto, no se cancelaría. La energía se irradiaría desde el cable coaxial mismo, lo que afectaría el patrón de radiación de la antena. Con suficiente potencia, esto podría ser un peligro para las personas que estén cerca del cable. Un balun correctamente colocado y del tamaño adecuado puede evitar la radiación de modo común en el coaxial. Se puede usar un transformador de aislamiento o un capacitor de bloqueo para acoplar un cable coaxial a un equipo, donde es deseable pasar señales de radiofrecuencia pero bloquear la corriente continua o la energía de baja frecuencia.

Mayor impedancia en las frecuencias de audio

La fórmula de impedancia característica anterior es una buena aproximación en frecuencias de radio; sin embargo, para frecuencias por debajo de 100 kHz (como el audio), es importante utilizar la ecuación completa del telegrafista:

Zo=R+j⋅ ⋅ LG+j⋅ ⋅ C{displaystyle Z_{text{o}={sqrt {fnMicroc {R+jomega L}{G+jomega C} }

Al aplicar esta fórmula a un cable coaxial típico de 75 ohmios, encontramos que la impedancia medida en todo el espectro de audio variará de ~150 ohmios a ~5K ohmios, mucho más alta que la nominal. La velocidad de propagación también disminuye considerablemente. Por lo tanto, podemos esperar que las impedancias del cable coaxial sean consistentes en las frecuencias de RF pero variables en las frecuencias de audio. Este efecto se manifestó al intentar enviar una señal de voz simple a través del cable telegráfico transatlántico, con malos resultados.

Estándares

La mayoría de los cables coaxiales tienen una impedancia característica de 50, 52, 75 o 93 Ω. La industria de RF utiliza nombres de tipo estándar para cables coaxiales. Gracias a la televisión, el RG-6 es el cable coaxial más utilizado para uso doméstico, y la mayoría de conexiones fuera de Europa son mediante conectores F.

Se especificaron una serie de tipos estándar de cable coaxial para usos militares, en la forma "RG-#" o "RG-#/U". Datan de la Segunda Guerra Mundial y se enumeraron en MIL-HDBK-216 publicado en 1962. Estas designaciones ahora están obsoletas. La designación RG significa Radio Guide; la designación U significa Universal. El estándar militar actual es MIL-SPEC MIL-C-17. Los números MIL-C-17, como "M17/75-RG214", se proporcionan para cables militares y los números de catálogo del fabricante para aplicaciones civiles. Sin embargo, las designaciones de la serie RG fueron tan comunes durante generaciones que todavía se usan, aunque los usuarios críticos deben saber que, dado que el manual se retiró, no existe un estándar para garantizar las características eléctricas y físicas de un cable descrito como " RG-# tipo". Los designadores RG se utilizan principalmente para identificar conectores compatibles que se ajustan a las dimensiones del conductor interno, el dieléctrico y la cubierta de los cables antiguos de la serie RG.

Códigos de materiales dieléctricos

• FPE es polietileno espumado
• PE es polietileno sólido
• PF es espuma de polietileno
• PTFE es politetrafluoroetileno;
• ASP es polietileno de espacio aéreo

VF es el Factor de Velocidad; se determina por el efectivo ε ε r{displaystyle epsilon _{r} y μ μ r{displaystyle mu _{r}}

• VF para PE sólido es aproximadamente 0.66
• VF para espuma PE es de aproximadamente 0,78 a 0,88
• VF para aire es aproximadamente 1.00
• VF para PTFE sólido es alrededor de 0.70
• VF para espuma PTFE es aproximadamente 0,84

También existen otros esquemas de designación para cables coaxiales como las series URM, CT, BT, RA, PSF y WF.

Cable coaxial RG-6

Cable coaxial RG-142

Cable coaxial semirígido RG-405

Cable de audio coaxial de alta gama (S/PDIF)

Usos

Los cables coaxiales cortos se usan comúnmente para conectar equipos de video domésticos, en configuraciones de radioaficionados y en NIM. Si bien anteriormente era común para implementar redes informáticas, en particular Ethernet ('grueso' 10BASE5 y 'delgado' 10BASE2), los cables de par trenzado los han reemplazado en la mayoría de las aplicaciones, excepto en el creciente mercado de módems de cable para consumidores. para el acceso a Internet de banda ancha.

El cable coaxial de larga distancia se utilizó en el siglo XX para conectar redes de radio, redes de televisión y redes telefónicas de larga distancia, aunque esto ha sido reemplazado en gran medida por métodos posteriores (fibra óptica, T1/E1, satélite).

Los coaxiales más cortos aún transportan señales de televisión por cable a la mayoría de los receptores de televisión, y este propósito consume la mayor parte de la producción de cable coaxial. En la década de 1980 y principios de la de 1990, el cable coaxial también se usó en redes informáticas, sobre todo en redes Ethernet, donde más tarde, a fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, fue reemplazado por cables UTP en América del Norte y cables STP en Europa Occidental, ambos con conectores modulares 8P8C.

Los cables microcoaxiales se utilizan en una variedad de dispositivos de consumo, equipos militares y también en equipos de escaneo por ultrasonido.

Las impedancias más comunes que se utilizan ampliamente son 50 o 52 ohmios y 75 ohmios, aunque hay otras impedancias disponibles para aplicaciones específicas. Los cables de 50/52 ohmios se usan ampliamente para aplicaciones de radiofrecuencia de dos vías industriales y comerciales (incluyendo radio y telecomunicaciones), aunque 75 ohmios se usan comúnmente para transmisiones de radio y televisión.

El cable coaxial se usa a menudo para transportar datos o señales desde una antena a un receptor: desde una antena parabólica a un receptor de satélite, desde una antena de televisión a un receptor de televisión, desde un mástil de radio a un receptor de radio, etc. En muchos casos, el mismo cable coaxial simple transporta energía en la dirección opuesta, a la antena, para alimentar el amplificador de bajo ruido. En algunos casos, un solo cable coaxial transporta energía (unidireccional) y datos/señales bidireccionales, como en DiSEqC.

Tipos

Línea dura

1+5.8en (41 mm) línea flexible con (principalmente)

1+5.8en (41 mm) Cable coaxial Heliax con polietileno de polietileno espumado Cellflex

La línea dura se utiliza en la radiodifusión, así como en muchas otras formas de comunicación por radio. Es un cable coaxial construido con tubos redondos de cobre, plata u oro o una combinación de estos metales como blindaje. Algunas líneas duras de menor calidad pueden usar blindaje de aluminio. El aluminio, sin embargo, se oxida fácilmente y, a diferencia del óxido de plata, el óxido de aluminio pierde drásticamente la conductividad efectiva. Por lo tanto, todas las conexiones deben ser herméticas al aire y al agua. El conductor central puede consistir en cobre sólido o aluminio revestido de cobre. Dado que el efecto piel es un problema con la RF, el revestimiento de cobre proporciona suficiente superficie para un conductor eficaz. La mayoría de las variedades de línea dura que se utilizan para chasis externos o cuando se exponen a los elementos tienen una cubierta de PVC; sin embargo, algunas aplicaciones internas pueden omitir la cubierta aislante. La línea dura puede ser muy gruesa, típicamente de al menos media pulgada o 13 mm y hasta varias veces eso, y tiene poca pérdida incluso a alta potencia. Estas líneas duras a gran escala casi siempre se utilizan en la conexión entre un transmisor en el suelo y la antena o antena en una torre. La línea dura también puede ser conocida por nombres de marcas registradas como Heliax (CommScope) o Cablewave (RFS/Cablewave). Las variedades más grandes de línea dura pueden tener un conductor central construido con tubería de cobre rígida o corrugada. El dieléctrico en línea dura puede consistir en espuma de polietileno, aire o un gas presurizado como nitrógeno o aire desecado (aire seco). En las líneas cargadas con gas, se utilizan plásticos duros como el nailon como espaciadores para separar los conductores interior y exterior. La adición de estos gases al espacio dieléctrico reduce la contaminación por humedad, proporciona una constante dieléctrica estable y reduce el riesgo de formación de arcos internos. Las líneas duras llenas de gas generalmente se usan en transmisores de RF de alta potencia, como transmisiones de radio o televisión, transmisores militares y aplicaciones de radioaficionados de alta potencia, pero también se pueden usar en algunas aplicaciones críticas de baja potencia, como las de las bandas de microondas. Sin embargo, en la región de microondas, la guía de ondas se usa con más frecuencia que la línea dura para aplicaciones de transmisor a antena o de antena a receptor. Los diversos escudos utilizados en línea dura también difieren; algunas formas usan tubería rígida o tubería, mientras que otras pueden usar una tubería corrugada, lo que facilita la flexión y reduce las torceduras cuando el cable se dobla para adaptarse. Se pueden usar internamente variedades más pequeñas de línea dura en algunas aplicaciones de alta frecuencia, en particular en equipos dentro del rango de microondas, para reducir la interferencia entre las etapas del dispositivo.

Irradiando

Radiación o cable con fugas es otra forma de cable coaxial que se construye de manera similar a la línea dura, sin embargo, se construye con ranuras sintonizadas cortadas en el blindaje. Estas ranuras se sintonizan a la longitud de onda de RF específica de operación o se sintonizan a una banda de frecuencia de radio específica. Este tipo de cable es para proporcionar una señal bidireccional sintonizada "deseada" efecto de fuga entre el transmisor y el receptor. A menudo se usa en huecos de ascensores, barcos de la Marina de los EE. UU., túneles de transporte subterráneo y en otras áreas donde una antena no es factible. Un ejemplo de este tipo de cable es Radiax (CommScope).

RG-6

RG-6 está disponible en cuatro tipos diferentes diseñados para diversas aplicaciones. Además, el núcleo puede ser de acero revestido de cobre (CCS) o de cobre sólido desnudo (BC). "Normal" o "casa" RG-6 está diseñado para cableado doméstico interior o exterior. "Inundado" El cable está infundido con gel bloqueador de agua para uso en conductos subterráneos o entierro directo. "Mensajero" puede contener algo de impermeabilización, pero se distingue por la adición de un cable mensajero de acero a lo largo de su longitud para soportar la tensión involucrada en una caída aérea desde un poste de servicios públicos. "Plénum" el cableado es costoso y viene con una cubierta exterior especial a base de teflón diseñada para usarse en conductos de ventilación para cumplir con los códigos contra incendios. Se desarrolló a partir de los plásticos utilizados como revestimiento exterior y aislamiento interior en muchos modelos "Normal" o "casa" El cableado emite un gas venenoso cuando se quema.

Cable triaxial

Cable triaxial o triax es un cable coaxial con una tercera capa de blindaje, aislamiento y cubierta. La pantalla exterior, que está conectada a tierra (tierra), protege la pantalla interior de interferencias electromagnéticas de fuentes externas.

Cable biaxial

Cable biaxial o twinax es un par trenzado balanceado dentro de un blindaje cilíndrico. Permite el paso de una señalización diferencial casi perfecta que está tanto blindada como balanceada. A veces también se utiliza cable coaxial multiconductor.

Semirrígido

Semi-rigid coax assembly

Coax semirrígido instalado en un Agilent N9344C Analizador de espectro 20GHz

El cable semirrígido es una forma coaxial que utiliza una cubierta exterior de cobre sólido. Este tipo de cable coaxial ofrece una protección superior en comparación con los cables con un conductor exterior trenzado, especialmente en frecuencias más altas. La principal desventaja es que el cable, como su nombre lo indica, no es muy flexible y no está diseñado para flexionarse después de la formación inicial. (Ver § Línea dura)

El cable conformable es una alternativa reformable flexible al cable coaxial semirrígido que se utiliza cuando se requiere flexibilidad. El cable conformable se puede pelar y formar a mano sin necesidad de herramientas especializadas, de forma similar al cable coaxial estándar.

Línea rígida

Línea rígida es una línea coaxial formada por dos tubos de cobre mantenidos concéntricos cada dos metros mediante soportes de PTFE. Las líneas rígidas no se pueden doblar, por lo que a menudo necesitan codos. La interconexión con línea rígida se realiza con bala interior/soporte interior y una brida o kit de conexión. Por lo general, las líneas rígidas se conectan mediante conectores EIA RF estandarizados cuyos tamaños de bala y brida coinciden con los diámetros de línea estándar. Para cada diámetro exterior, se pueden obtener tubos interiores de 75 o 50 ohmios. La línea rígida se usa comúnmente en interiores para la interconexión entre transmisores de alta potencia y otros componentes de RF, pero la línea rígida más resistente con bridas resistentes a la intemperie se usa al aire libre en mástiles de antena, etc. Con el fin de ahorrar peso y costos, en mástiles y estructuras similares la línea exterior suele ser de aluminio y se debe tener especial cuidado para evitar la corrosión. Con un conector de brida, también es posible pasar de una línea rígida a una línea dura. Muchas antenas de radiodifusión y divisores de antena utilizan la interfaz de línea rígida con brida incluso cuando se conectan a cables coaxiales flexibles y línea fija. La línea rígida se produce en varios tamaños diferentes:

Cables utilizados en el Reino Unido

Al comienzo de las transmisiones de televisión satelital analógica en el Reino Unido por parte de Sky, se utilizó un cable de 75 ohm denominado RG6. Este cable tenía un núcleo de cobre de 1 mm, un dieléctrico de polietileno con espacio de aire y una trenza de cobre sobre un blindaje de lámina de aluminio. Cuando se instaló al aire libre sin protección, el cable se vio afectado por la radiación UV, lo que agrietó la cubierta exterior de PVC y permitió la entrada de humedad. La combinación de cobre, aluminio, humedad y aire provocó una corrosión rápida, que a veces resultó en una "serpiente que se tragó un huevo". apariencia. En consecuencia, a pesar del costo más alto, el cable RG6 se abandonó en favor del CT100 cuando Sky lanzó sus transmisiones digitales.

Desde aproximadamente 1999 hasta 2005 (cuando el fabricante de CT100, Raydex, cerró), CT100 siguió siendo el cable de 75 ohmios elegido para la televisión por satélite y especialmente para Sky. Tenía un dieléctrico de polietileno con espacio de aire, un núcleo de cobre sólido de 1 mm y una trenza de cobre sobre un escudo de lámina de cobre. CT63 era un cable más delgado en 'escopeta' estilo, lo que significa que eran dos cables moldeados juntos y Sky los usaba principalmente para la conexión doble requerida por el receptor de televisión por satélite Sky+, que incorporaba un sistema de grabación de disco duro y un segundo sintonizador independiente.

En 2005, estos cables fueron reemplazados por WF100 y WF65, respectivamente, fabricados por Webro y con una construcción similar pero con un dieléctrico de espuma que brindaba el mismo rendimiento eléctrico que los espaciados con aire, pero era más resistente y menos propenso a ser aplastado.

Al mismo tiempo, con el aumento constante del precio del cobre, el RG6 original se abandonó en favor de una construcción que utilizaba un núcleo de acero revestido de cobre y una malla de aluminio sobre papel de aluminio. Su precio más bajo lo hizo atractivo para los instaladores aéreos que buscaban un reemplazo para el llamado cable de baja pérdida utilizado tradicionalmente para las instalaciones aéreas terrestres del Reino Unido. Este cable se había fabricado con un número decreciente de hebras de trenzado, a medida que aumentaba el precio del cobre, de modo que el rendimiento de blindaje de las marcas más baratas había caído hasta un 40 por ciento. Con la llegada de las transmisiones terrestres digitales en el Reino Unido, este cable de baja pérdida ya no era adecuado.

El nuevo RG6 se desempeñó bien en frecuencias altas debido al efecto de piel en el revestimiento de cobre. Sin embargo, el escudo de aluminio tenía una alta resistencia a la CC y el núcleo de acero una aún mayor. El resultado es que este tipo de cable no podía usarse de manera confiable en instalaciones de TV satelital, donde se requería transportar una cantidad significativa de corriente, porque la caída de voltaje afectaba el funcionamiento del convertidor descendente de bloque (LNB) de bajo ruido en el plato.

Un problema con todos los cables antes mencionados, al pasar corriente, es que se puede producir corrosión electrolítica en las conexiones a menos que se excluya la humedad y el aire. En consecuencia, se han propuesto varias soluciones para excluir la humedad. El primero fue sellar la conexión envolviéndola con cinta de goma autoamalgamante, que se adhiere a sí misma cuando se activa al estirarla. La segunda propuesta, de la compañía American Channel Master (ahora propiedad de Andrews corp.) al menos desde 1999, fue aplicar grasa de silicona a los cables que hacían la conexión. La tercera propuesta fue colocar un tapón autosellante en el cable. Todos estos métodos tienen un éxito razonable si se implementan correctamente.

Interferencias y solución de problemas

El aislamiento del cable coaxial puede degradarse y requerir el reemplazo del cable, especialmente si ha estado expuesto a los elementos de manera continua. El blindaje normalmente está conectado a tierra, y si incluso un solo hilo de la trenza o filamento de lámina toca el conductor central, la señal se cortocircuitará y provocará una pérdida de señal significativa o total. Esto ocurre con mayor frecuencia en conectores de extremos y empalmes mal instalados. Además, el conector o empalme debe estar correctamente conectado al blindaje, ya que proporciona el camino a tierra para la señal de interferencia.

A pesar de estar blindado, pueden producirse interferencias en las líneas de cable coaxial. La susceptibilidad a la interferencia tiene poca relación con las designaciones generales de tipos de cables (p. ej., RG-59, RG-6), pero está fuertemente relacionada con la composición y configuración del blindaje del cable. Para la televisión por cable, con frecuencias que se extienden hasta el rango de UHF, normalmente se proporciona un blindaje de aluminio que brindará una cobertura total y una alta efectividad contra las interferencias de alta frecuencia. El blindaje de lámina generalmente va acompañado de un blindaje trenzado de cobre estañado o aluminio, con una cobertura del 60 al 95%. El trenzado es importante para la efectividad del blindaje porque (1) es más eficaz que el papel de aluminio para evitar interferencias de baja frecuencia, (2) proporciona una conductividad a tierra más alta que el papel de aluminio y (3) hace que conectar un conector sea más fácil y más confiable. "Cuádruple escudo" El cable, que usa dos blindajes trenzados de aluminio de baja cobertura y dos capas de lámina, se usa a menudo en situaciones que involucran interferencias problemáticas, pero es menos efectivo que una sola capa de lámina y un blindaje trenzado de cobre de alta cobertura como el que se encuentra en transmisiones. cable de video de precisión de calidad.

En los Estados Unidos y algunos otros países, los sistemas de distribución de televisión por cable utilizan extensas redes de cable coaxial exterior, a menudo con amplificadores de distribución en línea. La fuga de señales hacia y desde los sistemas de televisión por cable puede causar interferencias a los suscriptores de cable y a los servicios de radio por aire que utilizan las mismas frecuencias que las del sistema de cable.

Historia

Línea de alimentación de antena coaxial temprana 50 kW estación de radio WNBC, Nueva York, 1930

Línea de cable coaxial ATT instalada entre la Costa Este y el Medio Oeste en 1948. Cada una de las 8 subcables coaxiales podría llevar 480 llamadas telefónicas o un canal de televisión.

• 1858 — Cable coaxial utilizado en el primer cable transatlántico (1858).
• 1880 — Cable coaxial patentado en Inglaterra por Oliver Heaviside, patente No. 1.407.
• 1884 — Cable coaxial de patente de Siemens " Halske en Alemania (Patente No 28.978, 27 de marzo de 1884).
• 1894 — Nikola Tesla (Patente de los Estados Unidos 514.167)
• 1929 — Primer cable coaxial moderno patentado por Lloyd Espenschied y Herman Affel de los Laboratorios de Teléfono Bell de AT plagaT.
• 1936 — Primera transmisión de circuito cerrado de imágenes de televisión por cable coaxial, desde los Juegos Olímpicos de Verano de 1936 en Berlín a Leipzig.
• 1936 — Cable coaxial submarino instalado entre Apollo Bay, cerca de Melbourne, Australia y Stanley, Tasmania. El cable de 300 km (190 mi) puede transportar un 8,5 k Canal de transmisión Hz y siete canales telefónicos.
• 1936 — AT plagaT instala teléfono coaxial experimental y cable de televisión entre Nueva York y Filadelfia, con estaciones de impulso automático cada diez millas (16 km). Completado en diciembre, puede transmitir 240 llamadas telefónicas simultáneamente.
• 1936 — Cable coaxial establecido por la Oficina General de Correos (ahora BT) entre Londres y Birmingham, que ofrece 40 canales telefónicos.
• 1941 — Primer uso comercial en EE.UU. por AT plagaT, entre Minneapolis, Minnesota y Stevens Point, Wisconsin. Sistema L1 con capacidad de un canal de televisión o 480 circuitos telefónicos.
• 1949 — El 11 de enero, ocho estaciones de la costa este de Estados Unidos y siete estaciones del Midwestern están vinculadas a través de un cable coaxial de larga distancia.
• 1956 — Primer cable coaxial de teléfono transatlántico, TAT-1.

• 1962 — 960 km (600 mi) Cable coaxial Sydney-Melbourne encargado, con 3 x 1.260 conexiones telefónicas simultáneas y transmisión simultánea de televisión interurbana.