Tipos de cabos RF: um guia prático para estilos coaxiais, perda e seleção de sinal

Um jumper RG58 de 1 m custa cerca de 1 dB a 2,4GHz, o que representa aproximadamente 20% da potência recebida. Troque-o por um cabo semirrígido de 0,141 pol. E a mesma execução perde um pouco mais da metade disso. Nada mais mudou na montagem – apenas o tipo de cabo mudou.

É por isso que a família de cabos geralmente é a primeira decisão que vale a pena acertar ao comparar os tipos de cabos de RF. A impedância decide a que o cabo pode se conectar, a construção decide quanto sinal chega à extremidade oposta e a interface do conector limita a frequência que o conjunto final pode transportar. O que se segue aborda como as famílias diferem, o que realmente significam os números da folha de dados e onde os pedidos geralmente dão errado.

Os principais tipos de cabos RF, comparados

Quase todos os cabos de catálogo se enquadram em uma das cinco famílias. Eles se sobrepõem nas opções de impedância e conector, de modo que as diferenças reais se resumem à perda para um determinado diâmetro, ao quão apertado você pode dobrá-los e se o trecho será redirecionado.

Atenuação indicativa em 1 GHz para famílias comuns de 50 ohmss; os valores mudam com o diâmetro, dielétrico e fabricante, portanto confirme com a folha de dados do fornecedor.
Família	Tamanhos típicos	Perda em 1 GHz (dB/m)	Mais adequado para	Principal compensação
Flexível (estilo RG)	RG316, RG58, RG213, 1,9–10,3mm	0,3–1,2	Jumpers de bancada, corridas curtas, patches de laboratório	Maior perda para um determinado diâmetro
Flexível de baixa perda	0,240 pol., 0,400 pol., espuma ou espaçado com ar	0,1–0,45	Alimentadores de antena, passagens internas	Jaqueta mais rígida, raio de curvatura mais amplo
Semi-rígido	0,047–0,250 pol., PTFE sólido, tubo de cobre	0,2–1,2	Caminhos críticos de fase, roteamento interno denso	Não pode ser redirecionado após a formação
Conformável	0,086–0,250 pol., moldável à mão	0,25–1,0	Gabinetes apertados, roteamento de protótipo	Vida flexível menos repetível e mais curta
Ondulado (linha dura)	1/2 pol., 7/8 pol.	0,05–0,15	Alimentadores longos, alta potência, corridas ao ar livre	Raio de curvatura e custo do conector

Em uma corrida de 10 m a 2 GHz, o RG58 perde cerca de 9 dB, enquanto 0,240 em cabo de baixa perda perde cerca de 3 dB. Essa lacuna vem do dielétrico e da blindagem, não do cobre.

A impedância vem primeiro: 50 ou 75 ohmss

Duas impedâncias cobrem quase todo o trabalho de RF e não são intercambiáveis.

50 ohm

Sem fio, radar, GPS, instrumentos de teste
Padrão para interfaces SMA, N, TNC e 2,4 mm
Padrão para qualquer coisa que carregue um sinal modulado

75 ohm

Transmissão de vídeo, CATV, distribuição IF via satélite
Comum em conectores BNC e F
O tipo N raramente é produzido em 75 ohms

Um plugue de 75 ohms em um conector de 50 ohms não falha completamente – isso reflete. A junta adiciona perda de retorno, a fonte vê uma carga pior e uma varredura mostra ondulação que muitas vezes é atribuída ao cabo. É mais fácil errar na mixagem com o BNC, onde as versões de 50 e 75 ohms parecem idênticas por fora e diferem apenas no dielétrico e no pino central.

Dentro do cabo: quatro camadas, quatro trabalhos

Cada camada move um número diferente na folha de dados, razão pela qual dois cabos com a mesma impedância podem se comportar de maneira muito diferente.

Vista em corte de um cabo coaxial: o dielétrico define a perda e o fator de velocidade, a blindagem define o vazamento e a blindagem.

Condutor central: cobre sólido para menor perda e fase estável; encalhado para uma vida flexível.
Dielétrico: PE sólido (fator de velocidade de cerca de 0,66) é barato e estável, PE espumado (0,80–0,88) reduz a perda, mas é mais macio, PTFE sólido (cerca de 0,70) lida com o calor e é adequado para construções semirrígidas.
Blindagem: uma única trança oferece 90–95% de cobertura, enquanto a folha mais a trança se aproxima da cobertura total e melhora a blindagem em alta frequência – ao custo da rigidez.
Revestimento: PVC em ambientes internos, FEP para resistência térmica e química, TPU para abrasão externa.

O fator velocidade é o item que os compradores ignoram com mais frequência. Um cabo PE sólido com um fator de 0,66 tem eletricamente 1,5 vezes seu comprimento físico, então 3 m de cabo coaxial se comportam como 4,5 m de espaço livre. Isso é importante para pares de fases casadas, linhas de atraso e chicotes de antenas, onde dois cabos de comprimento físico igual ainda podem chegar descompassados se seus dielétricos diferirem.

Lendo números de perdas sem se deixar enganar

A atenuação da folha de dados é medida em um analisador de varredura à temperatura ambiente em cargas correspondentes de 50 ohms e cotada em dB por 100 pés ou dB por 100 m. A conversão de unidades é onde os erros aparecem: 0,5 dB/100 pés é o mesmo cabo que 1,6 dB/100 m, mas os dois números parecem distantes em uma folha de cotação.

Atenuação indicativa a 1 GHz, dB por metro. Os números são valores típicos publicados e variam de acordo com a tolerância e a construção.

Atenuação versus frequência, em dB por metro, assumindo que a perda aumenta com a raiz quadrada da frequência.

A perda aumenta aproximadamente com a raiz quadrada da frequência, portanto, um cabo cotado em 1 GHz tem cerca de 2,4 vezes mais perdas em 6 GHz. Se o link funcionar a 3,5 GHz, peça atenuação em 3,5 GHz em vez do número principal e confirme a tolerância – mais ou menos 5% entre lotes de produção é normal.

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Conjunto de cabo RF flexível de super baixa perda Conjunto pré-terminado para links de alta frequência, oferecendo perda de inserção ultrabaixa e desempenho de fase estável onde cada decibel é importante. Ver Produto →

Quando cada décimo de decibel conta, um conjunto flexível pré-terminado com perdas superbaixas elimina tanto a crimpagem quanto as suposições desse cálculo.

Interfaces de conectores definem o teto

A interface limita a montagem. Um cabo com terminação SMA não fornecerá 40 GHz simplesmente porque o cabo coaxial tem classificação mais alta – o limite superior do conector governa, assim como o lançamento na placa ou módulo ao qual ele se conecta.

Frequência operacional máxima típica para interfaces comuns de 50 ohms; o limite real depende do corpo, cabo e lançamento específicos do conector.
Interface	Máximo típico	Emparelhamento de cabo comum	Notas
BNC	4 GHz	RG58, RG174	Acoplamento de baioneta, patch rápido de laboratório
TNC	11GHz	RG58, RG316	Variante BNC roscada, melhor sob vibração
Tipo N	11–18 GHz	0,400 pol., 1/2 pol. corrugado	Alimentadores externos, potência média
SMA	26,5GHz	.141 em semirrígido, RG316	Interface de microondas mais comum
2,4mm	50GHz	0,086 pol., 0,141 pol.	Teste de precisão, portas de instrumentos
1,85 mm	67GHz	0,047–0,086 pol.	Instrumentos e módulos de alta frequência

Escolha primeiro a interface e depois o cabo adequado. Cada corpo do conector é usinado para uma faixa definida de diâmetros de cabo, portanto, um conector construído para RG58 não se encaixará em cabos de baixa perda de 0,240 pol., embora ambos tenham 50 ohms.

Série de conectores coaxiais SMA RF Conectores rosqueados de 50Ω cobrindo DC–26,5 GHz, com variantes macho e fêmea e tabelas de compatibilidade de cabos para combinar interfaces com conjuntos. Ver Produto →

A SMA continua sendo o carro-chefe do trabalho de bancada e de micro-ondas, e é por isso que aparece em tantas das montagens que construímos.

Correspondência do cabo ao conector e ao trabalho

A maioria dos argumentos de seleção desaparece quando o aplicativo é nomeado. Esses pares cobrem a maioria dos pedidos:

Bancada e laboratório, até 1 m: RG316 ou RG58 com SMA. Alguns décimos de decibel dificilmente importam quando comparados à flexibilidade e ao custo.
Alimentador externo, 10–50 m: 0,400 em baixa perda ou 1/2 pol corrugado com tipo N. A impermeabilização da junta é mais importante do que os últimos 0,3 dB.
Chicote de fase crítica: cabo semirrígido ou flexível fornecido como um conjunto de fase correspondente com uma tolerância declarada em graus em uma frequência declarada.
Sites de baixo PIM: montagens especificadas pelo valor PIM em um teste de dois tons, geralmente em torno de -150 dBc, em vez de apenas pela perda de inserção.
Limite de anteparo, vácuo ou pressão: conectores hermeticamente selados e vedações de vidro com metal onde a junta deve manter a pressão e também sinalizar.

Se a crimpagem interna não for prática, os conjuntos pré-terminados chegam testados e etiquetados; esta visão geral de o que os conjuntos de cabos RF fazem cobre os cheques extras que os acompanham.

Série de conectores coaxiais RF tipo N Conectores rosqueados de 50Ω e 75Ω classificados para DC–18 GHz e DC–3 GHz, adequados para alimentadores que enfrentam condições climáticas, torque e acoplamentos repetidos. Ver Produto →

Para operações de alimentação, o corpo do tipo N é geralmente a parte decisiva da lista de materiais, uma vez que deve sobreviver às intempéries, ao torque e aos acoplamentos repetidos.

Cinco detalhes que causam retrabalho

Misturando dB/100 pés e dB/100 m na mesma folha de comparação. Converta tudo primeiro e depois compare.
Citando um par correspondente apenas pelo comprimento. O fator de velocidade também deve corresponder, ou o par será correspondido apenas em uma frequência.
Encomendar um conector sem verificar seu grupo de cabos. A folha de dados lista os tipos de cabos para os quais o corpo foi usinado.
Ignorando o raio de curvatura. Uma torção altera a impedância permanentemente; cabos flexíveis são comumente cotados com dez vezes o diâmetro externo.
Deixando a temperatura e a entrada não declaradas. Uma jaqueta de PVC é adequada para ambientes internos e uma má escolha em um mastro, enquanto FEP ou TPU geralmente custam muito pouco mais.

Perguntas frequentes

Quais são os diferentes tipos de cabo coaxial?

Os principais tipos de cabos de RF são flexíveis do tipo RG, flexíveis de baixa perda, semirrígidos, conformáveis e corrugados, cada um dividido novamente por impedância e diâmetro.

50 ohms é melhor que 75 ohms?

Nenhum dos dois é melhor. 50 ohms são adequados para equipamentos sem fio, radar e teste; 75 ohms é adequado para distribuição de vídeo e CATV. A mistura dos dois causa reflexos na junta.

Qual é a diferença entre RG58 e RG316?

Ambos são cabos flexíveis de 50 ohms, mas o RG316 tem cerca de 2,5 mm de diâmetro com dielétrico de PTFE, enquanto o RG58 tem aproximadamente 5 mm com PE sólido. O RG316 dobra mais e perde mais por metro.

Qual tipo de cabo RF tem a menor perda?

A linha dura corrugada grande é a mais baixa, normalmente bem abaixo de 0,15 dB/m a 1 GHz. Entre cabos pequenos, o flexível de baixa perda de 0,400 geralmente é a escolha prática.

Posso usar um conector SMA no cabo RG58?

Somente com corpo de conector usinado para esse grupo de cabos. O SMA é fabricado em vários tamanhos para diferentes diâmetros, e o errado não irá crimpá-lo corretamente nem manter a impedância.

Para que é usado um conjunto de cabos de baixo PIM?

Conjuntos Low-PIM são usados onde sinais fracos compartilham um local com transmissores fortes, como instalações celulares. Eles mantêm a intermodulação passiva abaixo de um limite especificado, geralmente em torno de -150 dBc.