Atenuación del cable en un tramo de 100m

El cable coaxial es el cable de antena más comúnmente utilizado. También se le llama cable aéreo o “coaxial” debido a su estructura.

La señal útil se transmite a través del núcleo de cobre. El aislante separa el núcleo de la trenza. La malla de aluminio proporciona el blindaje adicional del cable. La trenza aísla el campo electromagnético generado por el núcleo para evitar su emisión al exterior y, por lo tanto, la interferencia con el funcionamiento de otros dispositivos cercanos. La trenza también separa la señal útil del campo electromagnético interferente externo. La trenza mejora la resistencia del cable a interferencias y diafonía.

La diafonía se produce cuando un cable interfiere con otro cable introduciendo señales no deseadas. Esto se manifiesta por la distorsión de la imagen en el caso de señal de televisión y da la impresión de una calidad de señal insuficiente.

Para garantizar el correcto funcionamiento de la red, el cable coaxial no debe presentar ninguna atenuación. Sin embargo, todos los componentes utilizados en la transmisión de señales tienen propiedades físicas y eléctricas específicas, por ejemplo:

La atenuación, expresada en decibelios por 100 m [dB/100m], determina la relación entre la potencia de la señal al inicio de la ruta de transmisión (cable) y la potencia de la señal a una distancia específica del inicio de la ruta de transmisión (por ejemplo, 100 m).

La atenuación del cable está influenciada por la edad del cable, humedad, frecuencia de la señal transmitida y material de construcción del núcleo. Hay que recordar que cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la atenuación (fig. 2). Para evitar pérdidas, se recomienda el uso de cables coaxiales de alta calidad, lo que genera mayores costos.

Fig. 2. Ejemplo de características amplitud-frecuencia de la atenuación del cable en un tramo de 100 m en un rango de 0 a 2000 MHz

La atenuación del cable también depende de su estructura, es decir, del espesor y calidad de los materiales utilizados, lo que determina directamente las pérdidas en el núcleo y en el dieléctrico. Las pérdidas adicionales debidas al desgaste (la denominada fatiga de materiales) dependen de la absorción de la humedad y de la edad del cable. Sin embargo, la atenuación de la línea de transmisión define principalmente la frecuencia de funcionamiento de los dispositivos que transmiten y reciben la señal.

La impedancia de onda, expresada en ohmios [Ω], determina la relación entre la tensión alterna en la entrada de la corriente que fluye en ella. La impedancia de onda depende directamente de la geometría del cable, su estructura y los materiales utilizados. La impedancia de un cable de antena estándar es de 50 Ω o 75 Ω.

También hay un parámetro llamado relación de onda estacionaria (abreviado - ROE o SWR – inglés Standing Wave Ratio) que determina el grado en que la antena se adapta a la línea de alimentación. Es una relación entre la amplitud máxima y la amplitud mínima y, por lo tanto, es un valor adimensional. ROE está entre 1 y el infinito [∞].

Preferiblemente, ROE debe ser igual a 1, lo que significa que la impedancia de la antena es igual a la impedancia de la línea de alimentación y, por lo tanto, las impedancias están adaptadas. La potencia de la señal se transmite al 100% sin ningún reflejo de la onda efectiva. Sin embargo, cuando ROE = 3%, se refleja el 25% de la potencia de señal deseada. En la práctica, la transmisión es posible hasta ROE de aproximadamente 2.

Cuanto mayor sea el desajuste, mayor será la parte de la señal que regresa al transmisor. Al mismo tiempo, la parte de la señal recibida por el receptor es menor. En la práctica, la correcta impedancia es de suma importancia. En casos extremos, el desajuste de impedancia puede afectar la potencia transmitida.

Densidad de la trenza, expresada en porcentaje [%] - cuanto mayor sea la densidad de la trenza del cable, mejor será la efectividad del blindaje. En la práctica, cuantos más hilos se usen para formar la trenza de un cable coaxial, mayor será la densidad de la trenza.

Eficacia del blindaje, expresada en decibelios [dB] - se define como la relación entre el campo eléctrico o campo magnético sin blindaje y el campo eléctrico o campo magnético en el exterior de un cable blindado. En la práctica, si la eficacia del blindaje es suficiente, es posible usar varios cables coaxiales adyacentes entre sí sin interferencias.

La atenuación de los cables coaxiales y la densidad de su trenza es de gran importancia para las instalaciones eléctricas de los edificios residenciales. En estos lugares, al elegir el cableado para la instalación hay que tener en cuenta el Reglamento en vigor del Ministro de Infraestructura del 22 de abril de 2002 (el cargo de Ministro de Infraestructura estuvo en vigor hasta el 31 de octubre de 2005, hoy en día, este cargo lo ocupa el Ministro de Infraestructura y Construcción) relativo a los requisitos técnicos de los edificios y su ubicación (texto consolidado, Diario Oficial n° 2015, pos. 1422).

En el contexto de este artículo, el más relevante es § 192f, punto 6 que establece que en una instalación aérea colectiva utilizada para recibir programas de radio y televisión digitales distribuidos en forma terrestre, es necesario utilizar: “cables coaxiales de categoría RG-6 o superior, fabricados en la clase A, los cuales contienen un doble blindaje: malla de aluminio y trenza con una densidad de al menos 77% y un conductor interno de cobre con un diámetro de no menos de un milímetro, donde la atenuación de cada una de las líneas formadas por los cables coaxiales no debe superar los 12 dB a 860 MHz”.

Ventajas de los cables coaxiales:

Desventajas de cables de antena: