Attenuazione del cavo in un tratto di 100m

Il cavo coassiale è il cavo dell'antenna più comunemente usato. È anche chiamato cavo aereo o “coassiale” a causa della sua struttura.

Il segnale utile viene trasmesso tramite un'anima in rame. L'isolatore separa l'anima dalla treccia. La maglia in alluminio fornisce un'ulteriore schermatura del cavo. La treccia isola il campo elettromagnetico generato dall'anima per impedirne l'emissione all'esterno e quindi interferenza con il funzionamento di altri dispositivi nelle vicinanze. La treccia separa anche il segnale utile dal campo elettromagnetico interferente esterno. La treccia migliora la resistenza del cavo alle interferenze e alla diafonia.

La diafonia si verifica quando un cavo interferisce con un altro cavo che introduce segnali indesiderati. Ciò si manifesta con la distorsione dell'immagine nel caso di segnale televisivo e dà l'impressione di una qualità del segnale insufficiente.

Per garantire il corretto funzionamento della rete, il cavo coassiale non dovrebbe introdurre alcuna attenuazione. Tuttavia, tutti i componenti utilizzati nella trasmissione dei segnali hanno proprietà fisiche ed elettriche specifiche, ad esempio:

L'attenuazione, espressa in decibel per 100 m [dB/100m], determina il rapporto tra la potenza del segnale all'inizio del percorso di trasmissione (cavo) e la potenza del segnale a una distanza specifica dall'inizio del percorso di trasmissione (ad esempio 100 m).

L'attenuazione del cavo è influenzata dall'età del cavo, umidità, frequenza del segnale trasmesso e materiale di costruzione dell'anima. Va ricordato che maggiore è la frequenza, maggiore è l'attenuazione (fig. 2). Per evitare perdite, si consiglia di usare cavi coassiali di alta qualità, il che comporta costi più elevati.

Fig. 2. Esempio di caratteristiche di ampiezza-frequenza dell'attenuazione del cavo a un tratto di 100 m in un intervallo da 0 a 2000 MHz

L'attenuazione del cavo dipende anche dalla sua struttura, vale a dire dallo spessore e dalla qualità dei materiali utilizzati, il che incide direttamente sulle perdite nell'anima e nel dielettrico. Ulteriori perdite dovute all'usura (la cosiddetta fatica del materiale) dipendono dall'assorbimento dell'umidità e dall'età del cavo. Tuttavia, l'attenuazione della linea di trasmissione definisce soprattutto la frequenza di funzionamento dei dispositivi che trasmettono e ricevono il segnale.

L'impedenza d'onda, espressa in Ohm [Ω], determina il rapporto della tensione alternata all'ingresso della corrente che fluisce in essa. L'impedenza d'onda dipende direttamente dalla geometria del cavo, dalla sua struttura e dai materiali utilizzati. L'impedenza di un cavo dell'antenna standard è di 50 Ω o 75 Ω.

Esiste anche un parametro chiamato rapporto d'onda stazionaria (abbreviato ROS o SWR – ing. Standing Wave Ratio) che determina il grado in cui l'antenna è adattata alla linea di alimentazione. È un rapporto tra l'ampiezza massima e l'ampiezza minima e quindi è un valore adimensionale. ROS è compreso tra 1 e infinito [∞].

Preferibilmente ROS deve essere uguale a 1, il che significa che l'impedenza dell'antenna è uguale all'impedenza della linea di alimentazione e quindi le impedenze sono adattate. La potenza del segnale viene trasmessa al 100% senza alcun riflesso dell'onda effettiva. Tuttavia, quando ROS = 3%, viene riflesso il 25% di potenza del segnale desiderato. In pratica, la trasmissione è possibile fino a ROS pari a circa 2.

Maggiore è il disallineamento, maggiore è la parte del segnale che ritorna al trasmettitore. Allo stesso tempo, minore è la parte del segnale ricevuta dal ricevitore. In pratica, una corretta impedenza è della massima importanza. In casi estremi, il disadattamento di impedenza può influire sulla potenza trasmessa.

Densità della treccia, espressa in percentuale [%] – maggiore è la densità della treccia del cavo, migliore è l'efficacia della schermatura. In pratica, più fili vengono utilizzati per formare la treccia di un cavo coassiale, maggiore è la densità della treccia.

Efficacia della schermatura, espressa in decibel [dB] – è definita come rapporto tra il campo elettrico o campo magnetico senza schermatura e il campo elettrico o campo magnetico al di fuori di un cavo schermato. In pratica, se l'efficacia della schermatura è sufficiente, è possibile usare diversi cavi coassiali adiacenti l'uno all'altro senza interferenze.

L'attenuazione dei cavi coassiali e la densità della loro treccia è di grande importanza per gli impianti elettrici degli edifici residenziali. In tali luoghi, quando si sceglie il cablaggio per l'installazione, è necessario tenere presente il vigente Regolamento del Ministro delle Infrastrutture del 22 aprile 2002 (la carica del Ministro delle Infrastrutture era in vigore fino al 31 ottobre 2005, oggi detta carica è ricoperta dal Ministro delle Infrastrutture e Costruzioni) relativo ai requisiti tecnici per gli edifici e la loro ubicazione (testo consolidato, Gazzetta Ufficiale n° 2015, pos. 1422).

Nel contesto di questo articolo il più rilevante è § 192f punto 6 in cui si afferma che in un impianto collettivo aereo utilizzato per ricevere programmi televisivi e radiofonici digitali distribuiti in modo terrestre, è necessario utilizzare: ”cavi coassiali di categoria RG-6 o superiore, realizzati in classe A, contenenti un doppio schermo: maglia di alluminio e treccia con una densità di almeno il 77% e un conduttore interno in rame con un diametro non inferiore a un millimetro, dove l’attenuazione di ciascuno dei percorsi formati dai cavi coassiali non deve superare i 12 dB a 860 MHz”.

Vantaggi dei cavi coassiali:

Svantaggi dei cavi dell'antenna: