Interferencias y blindaje de cables

El blindaje protege contra fugas y absorción de radiación perdida de ruido eléctrico por cables.

• El "ruido de la señal" eléctrica interfiere con el funcionamiento de las antenas y  los cables de las antenas.
• Los cables que transportan carga de alta frecuencia naturalmente presentan el riesgo de transferencia de interferencias electromagnéticas, tanto por desprendimiento como por aceptación de interferencias.

Mientras que el aislamiento protege los cables de las antenas de daños físicos debidos a las fuerzas de impacto o compresión, el blindaje desvía los desafíos ambientales de la EMI (interferencia electromagnética).

Se deben esperar altos niveles de radiación EMI donde hay aparatos con mucha transferencia de carga, como transformadores (por ejemplo).

Cómo funciona el blindaje

El blindaje dentro de la composición de un cable coaxial funciona de dos maneras:

1. Refleja cualquier interferencia electromagnética generada por el conductor interno (que transporta la carga/señal eléctrica) y
2. Capta el ruido externo mientras lo conecta a tierra, evitando así que el conductor interno sufra interferencias y preservando la transmisión de la señal interna.

Ninguna protección de blindaje dentro del cableado es impenetrable, pero el objetivo es amortiguar (atenuar) suficientemente el ruido para que no interfiera con la señal transportada.

Los métodos de blindaje varían. Se requiere un mayor blindaje en entornos especialmente ruidosos desafiados por muchas fuentes de interferencia de alta carga, y se espera lo contrario en lugares menos ruidosos.

¿Hay algún inconveniente en el blindaje de cables?

El blindaje reduce la flexibilidad y aumenta el diámetro de los cables, lo que puede ser un problema en espacios reducidos, como cajas para cableado y carcasas de dispositivos.

El blindaje de cables tiene un costo presupuestario, por lo que se debe considerar una compensación cuidadosamente calculada, pero sin comprometer la calidad de transmisión de señales de misión crítica.

Tipos de blindaje en cables de antenas coaxiales

1] Escudo de papel de aluminio

Una capa de aluminio, reforzada para mayor resistencia, suele estar ceñida con poliéster. Este tipo de blindaje cubre el conductor al 100%, es decir, el blindaje de aluminio no tiene brechas en su integridad. Esto lo convierte en un buen escudo.

2] Escudo trenzado de cobre

Estos comprenden hebras trenzadas de cobre metálico, que, por la naturaleza de la formación, no ofrecen una cobertura del 100% (debido a los espacios entre los racimos trenzados). Sin embargo, se pueden usar trenzas más apretadas para aumentar la cobertura. Los escudos trenzados suelen ofrecer entre un 70% y un 100% de cobertura.

¿Qué escudo es más efectivo?

Al contrario de lo que se pueda pensar (según el concepto de cobertura), el blindaje trenzado de cobre ofrece la mayor atenuación de ruido.

¿Por qué? La densidad del material de cobre trenzado simplemente bloquea más ruido. Sin embargo, más material es más caro y también más pesado.

¿Hay alguna razón para usar ambos escudos?

Sí, los escudos trenzados de aluminio y cobre se utilizan en entornos bulliciosos.

Cuando los cables están entrelazados en un cable, el aluminio se usa como cubierta interior para evitar el "ruido-cruzado o perturbación electromagnética” entre los conductores, y luego el cableado exterior está protegido por un denso trenzado de cobre.

Conexión a tierra del ruido

La clave para un buen blindaje es asegurarse de que el ruido esté conectado a tierra una vez que sea captado por el blindaje. Por lo tanto, una buena práctica sería tener todos los cables conectados a tierra para eliminar el ruido, manteniendo la efectividad de su blindaje.

RG58 en comparación con LMR-200 y LMR-100 coaxial: blindaje y pérdida de señal:

Especificaciones del cable coaxial RG58

RG58, LMR-100 y LMR-200 tienen las siguientes características en común:

• Impedancia de 50 ohmios
• Un dieléctrico de polietileno (PE) resistente a la intemperie
• Cubierta exterior de PVC

Comparación estructural de RG58 y LMR-100 (aparte de lo mencionado anteriormente):

• LMR-100 es un cable coaxial de 50  ohmios que comparte similitudes estructurales y de materiales con el RG58, pero tiene un diámetro total inferior de 2,79 mm (0,110 pulgadas).
• RG58 y LMR-100 tienen las siguientes diferencias clave:
  • LMR-100 lleva un conductor central de acero sólido recubierto de cobre desnudo (BCCS) de 0,46 mm.
  • LMR-100 es un cable coaxial de doble blindaje. El escudo interior está hecho de cinta de aluminio y el escudo exterior es de cobre estañado trenzado.

Comparación estructural de RG58 y LMR-200 (aparte de lo mencionado en el primer párrafo anterior):

• LMR-200 es un cable coaxial de baja pérdida de mayor diámetro (6,1 mm 0,24 pulgadas) que tiene doble blindaje (lo que significa menos pérdida de señal a lo largo del cable), con capas de cinta de cobre y aluminio estañado trenzado que recubren el dieléctrico y el conductor interno.
• LMR-200 posee un conductor más prominente de 1,42 mm de diámetro hecho de cobre desnudo (BC)

Acerca de RG58

Características eléctricas del RG58: La impedancia típica está dentro de un rango de 2 ohmios de 50 ohmios. Funciona a frecuencias de hasta 5 GHz. La resistencia del conductor es de 38,4 ohmios. La resistencia dieléctrica es de 500 ohmios.

Estructura y composición del material del cable RG58

Al igual que todos los demás cables coaxiales, el RG58 consta de un cable conductor interno rodeado por una capa aislante y un blindaje conductor externo. Por lo general, se fabrica según las especificaciones estadounidenses MIL-C-17F y MIL-C-17G 9.

• El conductor tiene un diámetro de 0,91 mm (0,036 pulgadas) y está hecho de alambre de cobre estañado trenzado (7 o 19 hilos, que tiene resistencia adicional a la oxidación y se suelda fácilmente). También hay disponibles variantes de conductores sólidos.
• El diámetro dieléctrico es de 2,95 mm (0,116 pulgadas), hecho de polietileno sólido (PE). El polietileno es estable al calor hasta una temperatura máxima de funcionamiento de 80 grados Celsius (176 grados Fahrenheit) y proporciona flexibilidad, resistencia al fuego, resistencia a las abrasiones y resistencia a la intemperie.
• RG58 está blindado con una trenza de alambre de cobre estañado flexible y termoestable, con una cobertura entre el 70% y el 95%, según el fabricante.
• La cubierta exterior del cable RG58 está hecha de PVC resistente a los rayos UV, que es estable al calor pero tiene una resistencia limitada a ácidos, álcalis y disolventes inorgánicos.
• El diámetro total de este cable es de 5 mm (0,2 pulgadas).

RG58 es un tipo de cable coaxial para cables de antena fabricados según las estrictas especificaciones del gobierno de EE. UU. El prefijo 'RG' significa 'Gobierno de radiofrecuencia' y el número se refiere al calibre del cable.

Aplicaciones del RG58

Este cable coaxial funciona bien para diversas aplicaciones de comunicación por radiofrecuencia en un entorno de baja potencia. Las aplicaciones clave incluyen:

• Pruebas y mediciones
• Radioaficionados y servicios de emergencia
• VHF marino
• Antenas WLAN

Estándar RG de cable coaxial

RG es un robusto estándar de tecnología coaxial, uno de los estándares originales para la tecnología de cable coaxial, creado para el ejército de EE. UU. en la década de 1960. RG no es un estándar específico del fabricante: todos los fabricantes de cable coaxial pueden usar RG y un estándar usando las letras RG ("Radio Guide") seguidas de un número correspondiente a un determinado estándar con un conjunto particular de especificaciones. A veces, la letra "/U" sigue al número del estándar "Universal" (es decir, la construcción del cable está destinada a aplicaciones universales).

No existe una estandarización entre los fabricantes para garantizar que todos los aspectos del cable sean constantes, por lo que es útil conocer las especificaciones del cable que necesita.

La tecnología RG se utiliza en aplicaciones militares y comerciales en diversos entornos.

Generalmente, los cables de 75 ohmios se utilizan en aplicaciones de audio/vídeo y los cables de 50 ohmios se utilizan en aplicaciones de datos. Los cables RG de 50 ohmios suelen perder demasiada señal a través de la atenuación para ser apropiados para aplicaciones inalámbricas, a menos que el cable sea corto. El cable coaxial de baja pérdida es la única solución viable para cables de antena de longitudes más largas.

RG-174 comparado con LMR-100 Coax : Blindaje y pérdida de señal

Comparación de cables coaxiales LMR-100 y RG174

• RG174 y LMR-100 son compatibles con Wi-Fi, celular y la mayoría de las aplicaciones inalámbricas de IoT.
• LMR-100 tiene doble blindaje y es adecuado tanto para uso en exteriores como en interiores.
• El RG174 tiene un solo escudo y no es adecuado para uso prolongado en exteriores.

RG174 es un cable coaxial pequeño y flexible para cables de antena con un calibre de alambre americano de 26. Su diámetro es de 2,79 mm (0,11 pulgadas). Su diámetro relativamente pequeño, su flexibilidad, su alta velocidad y su eficiente transferencia de datos lo convierten en una opción ideal para una amplia gama de aplicaciones contemporáneas y de consumo, entre las que se incluyen:

• Seguridad y control de acceso
• Automatización y redes IoT
• GPS
• Redes inalámbricas como LAN/WAN:
  • Para Wi-Fi: Lo más habitual es que los cables RP-SMA
  • Para LTE: cables SMA o cables tipo N

Características físicas del RG174:

La estructura del RG174 es típica de los cables coaxiales y se compone de las siguientes capas y materiales:

• Conductor central: 7 hilos de acero trenzado revestido de cobre (CCS) con un diámetro de 0,483 mm (0,019 pulgadas).
• Dieléctrico: Polietileno de baja densidad (LDPE), que aporta resistencia al agua y flexibilidad al cable. El diámetro dieléctrico es de 1,55 mm (0,06 pulgadas)
• Blindaje exterior: Una sola capa de cobre estañado con una cobertura entre el 88% y el 90%, dependiendo del fabricante.
• Cubierta: Cloruro de polivinilo (PVC), un recubrimiento flexible resistente a la intemperie con buena resistencia a las llamas. Debido a la composición de su material (plásticos), la temperatura de funcionamiento de este cable está entre -40 y 80 grados Celsius (-40 grados a 176 grados Fahrenheit).

Perfil eléctrico de RG174

La impedancia de RG174 suele ser de 50 ohmios. La resistencia del conductor es de un máximo de 142,4 ohmios y la resistencia dieléctrica es de al menos 1000 ohmios. Este cable transmite una frecuencia máxima de 6GHz.

Comparación del cable coaxial RG174 y LMR-100

Características principales:

• RG174:
  • Diámetro: Normalmente alrededor de 2,79 mm.
  • Impedancia: Estándar 50 ohmios.
  • Velocidad de propagación: Aproximadamente 66%.
  • Atenuación: Más alta que LMR-100, especialmente en distancias más largas.
• LMR-100:
  • Diámetro: Aproximadamente 2,79 mm, similar al RG174.
  • Impedancia: Mantiene el estándar de la industria de 50 ohmios.
  • Velocidad de propagación: Ligeramente superior a la de RG174 en torno al 70%.
  • Atenuación: Proporciona un mejor rendimiento con menos pérdidas en distancias prolongadas.

Composición de los materiales:

• RG174: Los cables coaxiales RG174 a menudo consisten en un conductor central de cobre plateado rodeado por un aislante dieléctrico, generalmente polietileno sólido. Este conjunto se cubre con un escudo, generalmente de cobre estañado, seguido de una cubierta externa de PVC.
• LMR-100: Este cable cuenta con un conductor central de cobre, a menudo plateado, y un núcleo dieléctrico de polietileno de espuma con inyección de gas. LMR-100 es reconocido por su doble blindaje, con la capa interna de aluminio y la capa exterior hecha de trenza de cobre estañado, todo envuelto en una cubierta de polietileno duradera.

Tipos:

RG174 y LMR-100 vienen en varias versiones especialmente diseñadas para entornos específicos. Puede encontrar estos cables en su forma regular como versiones ultraflexibles, o incluso con resistencia a los rayos UV para instalaciones al aire libre.

Tecnologías inalámbricas asociadas:

• RG174: Debido a su mayor atenuación, el RG174 se emplea comúnmente en aplicaciones de baja potencia y corta distancia, como antenas Wi-Fi, sistemas GPS y comunicaciones móviles.
• LMR-100: LMR-100, con su rendimiento superior de atenuación, encuentra aplicaciones en una gama más amplia de tecnologías inalámbricas, incluidas las celulares 2G/3G/4G, WLAN, RFID y más.

Aplicaciones e idoneidad para aplicaciones específicas de IoT:

El IoT gira en torno a la conectividad, lo que requiere líneas de transmisión fiables.

• RG174: Adecuado para aplicaciones de IoT en interiores donde el tramo de cable es corto. Ideal para conectar dispositivos IoT basados en Wi-Fi, sensores de corto alcance y antenas interiores.
• LMR-100: Dadas sus características de baja pérdida, LMR-100 es más apropiado para implementaciones de IoT en interiores y exteriores, particularmente cuando se trata de tramos de cable más largos. Si está buscando aplicaciones de IoT, como estaciones meteorológicas al aire libre, agricultura inteligente o implementaciones de sensores en toda la ciudad, LMR-100 se destaca como la opción preferida.

Conclusión:

Los cables coaxiales han estado a la vanguardia de las transmisiones de telecomunicaciones y radiofrecuencia durante décadas. A medida que avanza la tecnología, aumentan los requisitos de cables coaxiales más eficientes, especialmente en el dominio del Internet de las cosas (IoT). Dos contendientes importantes en este campo son los cables RG174 y LMR-100.

Al comparar los cables coaxiales RG174 y LMR-100, es esencial comprender sus características clave y las aplicaciones asociadas. Para aplicaciones de IoT en interiores de corta distancia, RG174 puede ser suficiente. Sin embargo, LMR-100, con sus métricas de rendimiento mejoradas, es la opción superior para escenarios más extensos y exigentes, especialmente al aire libre. A medida que el panorama de IoT continúa evolucionando, asegurarse de estar equipado con un cable coaxial adecuado puede ser la diferencia entre una conectividad perfecta y pérdidas de transmisión no deseadas.