تجهیزات و اتصالات کواکسیال

ویژگی‌های فنی تجهیزات و اتصالات کواکسیال

مقدمه‌ای بر کابل‌های کواکسیال

کابل کواکسیال از چهار لایه اصلی تشکیل شده است: یک هادی مرکزی، یک لایه دی‌الکتریک عایق، یک شیلد فلزی و یک روکش خارجی. این ساختار طراحی شده است تا سیگنال‌های فرکانس بالا را با حداقل اتلاف و حداکثر محافظت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) منتقل کند. امپدانس مشخصه کابل‌های کواکسیال معمولاً ۵۰ اهم برای کاربردهای RF عمومی و مخابراتی، و ۷۵ اهم برای کاربردهای ویدئویی و تلویزیون مشخص می‌شود.

انواع رایج کابل‌های کواکسیال

کابل‌های کواکسیال در انواع مختلفی تولید می‌شوند که هر یک برای کاربرد خاصی بهینه‌سازی شده‌اند. سری RG (Radio Guide) از جمله RG-58، RG-59، RG-6، RG-11 و RG-213 از متداول‌ترین‌ها هستند. RG-58 (۵۰ اهم) اغلب برای ارتباطات رادیویی و اترنت قدیمی استفاده می‌شود، در حالی که RG-59 و RG-6 (۷۵ اهم) برای سیگنال‌های ویدئویی و تلویزیون کابلی کاربرد دارند. RG-11 (۷۵ اهم) نسخه ضخیم‌تر RG-6 با افت کمتر برای فواصل طولانی‌تر است. کابل‌های سری LMR (Low Loss Main Run) نیز برای کاربردهای با فرکانس بالاتر و افت سیگنال کمتر طراحی شده‌اند و به ویژه در شبکه‌های بی‌سیم و سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع اتصالات کواکسیال

اتصالات کواکسیال برای اتصال کابل‌ها به دستگاه‌ها یا به یکدیگر استفاده می‌شوند و نقش حیاتی در حفظ امپدانس سیستم و کیفیت سیگنال ایفا می‌کنند. انتخاب نوع کانکتور بستگی به فرکانس کاری، توان ارسالی، محیط و اندازه کابل دارد.

کانکتورهای پرکاربرد

• BNC (Bayonet Neill-Concelman): کانکتورهای BNC برای فرکانس‌های تا چند گیگاهرتز مناسب هستند و به دلیل مکانیزم قفل سرنیزه‌ای خود، اتصال سریع و مطمئن را فراهم می‌کنند. آن‌ها به طور گسترده در تجهیزات تست، شبکه‌های ویدئویی و RF کم توان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• N-Type: کانکتورهای N-Type برای فرکانس‌های بالاتر (تا ۱۸ گیگاهرتز یا بیشتر) و توان‌های بالاتر طراحی شده‌اند. این کانکتورها معمولاً در کاربردهای نظامی، هوافضا و ارتباطات ماهواره‌ای استفاده می‌شوند و مقاومت خوبی در برابر شرایط محیطی دارند.

• SMA (SubMiniature version A): کانکتورهای SMA از نوع پیچی هستند و برای کاربردهای مایکروویو و RF با فرکانس‌های بالا (تا ۲۶.۵ گیگاهرتز و بالاتر) بسیار محبوب‌اند. اندازه کوچک آن‌ها باعث شده تا در تجهیزات جمع‌وجور و آنتن‌های کوچک کاربرد فراوان داشته باشند.

• TNC (Threaded Neill-Concelman): TNC نسخه‌ای از BNC با مکانیزم اتصال پیچی است که عملکرد الکتریکی بهتری در فرکانس‌های بالاتر و در محیط‌های با لرزش بالا ارائه می‌دهد.

• F-Type: کانکتورهای F-Type برای سیگنال‌های تلویزیونی، ماهواره‌ای و مودم‌های کابلی (۷۵ اهم) طراحی شده‌اند و معمولاً در کاربردهای خانگی و تجاری با فرکانس‌های پایین‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• UHF/Mini-UHF: این کانکتورها با نام PL-259/SO-239 نیز شناخته می‌شوند و برای فرکانس‌های HF و VHF (زیر ۳۰۰ مگاهرتز) مناسب هستند و در رادیوهای آماتور و CB کاربرد دارند.

پارامترهای فنی مهم

هنگام انتخاب تجهیزات کواکسیال، چندین پارامتر کلیدی باید در نظر گرفته شود. نسبت موج ایستا ولتاژ (VSWR) نشان‌دهنده میزان انطباق امپدانس و بازتاب سیگنال است؛ هرچه این مقدار به ۱:۱ نزدیک‌تر باشد، عملکرد بهتری حاصل می‌شود. اتلاف درج (Insertion Loss) به میزان کاهش توان سیگنال در اثر عبور از کانکتور یا کابل اشاره دارد که باید تا حد امکان پایین باشد. مقاومت عایقی، حداکثر ولتاژ کاری و محدوده دمای عملیاتی نیز از دیگر مشخصات مهم هستند که باید بر اساس نیاز پروژه انتخاب شود. محافظت در برابر نفوذ (IP Rating) نیز برای کاربردهای خارجی که نیاز به مقاومت در برابر آب و گرد و غبار دارند، حیاتی است.

جنس مواد به کار رفته در کانکتورها و کابل‌ها نیز بر دوام و عملکرد آن‌ها تاثیرگذار است. هادی مرکزی معمولاً از مس یا مس با روکش نقره ساخته می‌شود، در حالی که دی‌الکتریک می‌تواند از پلی‌اتیلن جامد یا فومی باشد. شیلدینگ معمولاً از بافت مسی یا فویل آلومینیومی تشکیل شده است. انتخاب مواد مناسب تضمین‌کننده طول عمر و پایداری عملکرد در شرایط مختلف محیطی است.