Коаксіальний кабель здається найпростішою частиною радіосистеми, але саме він часто «з’їдає» половину потужності. Розбираємо, що означають 50 і 75 Ом, від чого залежить затухання і який кабель брати для антени.
Коаксіальний кабель: 50 чи 75 Ом
Хвильовий опір визначається співвідношенням діаметрів центральної жили та екрана й матеріалом діелектрика.
- 50 Ом — стандарт для радіостанцій, Wi‑Fi, стільникових і FPV-трактів, вимірювальних приладів.
- 75 Ом — телебачення, супутникові системи, відеоспостереження по коаксіалу.
Змішувати їх у тракті не можна: на стику виникає відбиття, і зростає КСВ.
Затухання: коаксіальний кабель на високих частотах
Втрати в кабелі виражають у dB на метр або на 100 м. Вони зростають з частотою і довжиною і менші в товстих кабелях з якісним діелектриком. Нагадаємо: −3 dB означає, що до антени доходить лише половина потужності (див. dB і dBm).
Орієнтовні втрати на 10 м кабелю (за даташитами виробників, у dB):
| Кабель | Діаметр | 433 МГц | 900 МГц | 2,4 ГГц | 5,8 ГГц |
|---|---|---|---|---|---|
| RG-174 | 2,8 мм | ≈ 6 | ≈ 9 | ≈ 16 | ≈ 26 |
| RG-316 | 2,5 мм | ≈ 5 | ≈ 8 | ≈ 14 | ≈ 22 |
| RG-58 | 5 мм | ≈ 3,5 | ≈ 5 | ≈ 9 | ≈ 15 |
| LMR-240 | 6,1 мм | ≈ 1,7 | ≈ 2,4 | ≈ 4,2 | ≈ 6,8 |
| RG-213 | 10,3 мм | ≈ 1,5 | ≈ 2,3 | ≈ 4,3 | ≈ 7,5 |
| LMR-400 | 10,3 мм | ≈ 0,9 | ≈ 1,3 | ≈ 2,2 | ≈ 3,6 |
Конкретні цифри залежать від виробника, тому для розрахунку беріть значення з даташиту вашого кабелю.
Приклади
- Wi‑Fi 2,4 ГГц, 10 м RG-58: втрати близько 9 dB, тобто до антени доходить лише восьма частина потужності.
- Те саме з LMR-400: близько 2 dB, тобто 60 % потужності.
- FPV 5,8 ГГц: навіть 30 см тонкого кабелю дають помітні втрати, тому антену ставлять якомога ближче до передавача.
Як вибрати коаксіальний кабель для антени
- Скоротіть довжину. Найкращий кабель — найкоротший. Часто вигідніше винести радіомодуль ближче до антени.
- Порахуйте бюджет лінії. Порівняйте втрати кабелю із запасом зв’язку в нашому калькуляторі радіозв’язку.
- Тонкий кабель лише для коротких перемичок — RG-174 і RG-316 зручні всередині корпусу на кількох сантиметрах.
- Роз’єми теж мають втрати. Кожен перехідник додає 0,1–0,3 dB і може погіршити узгодження, особливо на 5,8 ГГц.
- Перевірте кабель після монтажу. Режим CAT показує КСВ і відстань до пошкодження — як це працює.
Лінія 50 Ом на друкованій платі
На платі роль кабелю виконує мікросмужкова або копланарна лінія. Її хвильовий опір залежить від ширини доріжки, товщини діелектрика й матеріалу, тому ширину розраховують під конкретний стек шарів. В Altium Designer це робиться в Layer Stack Manager, а вимоги до імпедансу вказують заводу разом з Gerber — див. чеклист файлів для виробництва.
Сигнал, який пройшов кабель, зручно перевірити аналізатором спектра або недорогим SDR-приймачем.
Потрібна плата з RF-трактом або допомога з вимірюваннями? SparSIT займається розробкою плат і має вимірювальну лабораторію.
Довідка: Coaxial cable у Вікіпедії і даташити кабелів LMR від Times Microwave.
