Per confrontare coassiale e guida metallica cava verifica impedenza, taglio, perdite del percorso, potenza e installazione. «Sopra 5 GHz serve sempre una guida» non è una regola valida. Questi cinque confronti aiutano a leggere le specifiche con riferimenti numerici.
1. Impedenza: definire la grandezza
Per un coassiale ideale omogeneo con dielettrico non magnetico, Z0 ≈ 60 ln(b/a)/√εr. Qui a è il raggio del conduttore centrale, b il raggio interno del conduttore esterno e ln il logaritmo naturale.
Con aria, εr ≈ 1: 50 Ω corrispondono a b/a ≈ 2,30 e 75 Ω a circa 3,49. È un modello d’impedenza caratteristica, non una resistenza da misurare direttamente con un ohmmetro.
Nella guida rettangolare in aria, l’impedenza di campo TE è η0/√[1−(fc/f)²]. Dipende dalla frequenza e non equivale a una resistenza ai morsetti da 50 Ω. Usa porte modali e normalizzazioni coerenti per i parametri S.
2. Banda: TEM e frequenza di taglio
Il TEM fondamentale di un coassiale ideale omogeneo non ha un taglio geometrico inferiore non nullo. Il limite superiore reale dipende da dimensioni, modi superiori, dielettrico, connettori e perdite.
Una guida metallica cava ordinaria a singolo conduttore non supporta questo TEM. Per TE10 in un rettangolo in aria, fc = c/(2a), dove a ora indica il lato interno largo, non il raggio della formula coassiale.
WR-90 con a = 22,86 mm dà circa 6,56 GHz di taglio e una banda abituale di 8,2–12,4 GHz. A 10 GHz l’impedenza di campo TE è circa 499 Ω. La sola frequenza di taglio non definisce la banda garantita dell’assieme.
3. Perdite complessive e lunghezza
In un budget adattato semplificato, Ltot = αl + ΣLconnessioni, con α in dB/m e l in metri. Confronta stessa frequenza, temperatura e piani di misura.
Esempio ipotetico: A perde 0,20 dB/m più 0,20 dB fissi; B perde 0,05 dB/m più 0,80 dB fissi. L’uguaglianza si verifica a (0,80−0,20)/(0,20−0,05) = 4 m. Non sono prestazioni garantite di due famiglie intere.
Il migliore valore per metro non vince necessariamente sul tratto corto con transizioni. Se le riflessioni sono significative, una somma scalare non descrive l’ondulazione: servono dati complessi in cascata o misure complete.
4. Potenza trasmessa e limiti
Per trasmissione adattata, il rapporto di potenza dopo una perdita L è 10−L/10. Con 1 dB rimane circa il 79,4%; con 3 dB circa il 50,1%.
La potenza assente dall’uscita non diventa sempre tutta calore nello stesso pezzo. Separa riflessione, dissipazione e fughe. Il limite termico e quello di campo locale o scarica sono diversi.
Richiedi media, picco, impulsi, temperatura, pressione e condizioni di carico. Non esiste un massimo di 300 W comune a tutti i coassiali, né ogni guida è qualificata per kilowatt.
5. Installazione e costo totale
Includi linea, connettori, flange, curve, transizioni, supporti e prove. Una connessione mobile richiede anche durata e stabilità di fase adeguate.
Il raggio di curvatura non è sempre dieci diametri per ogni coassiale. Una dimensione isolata, ad esempio 2,5 mm, non prova la perdita minima: occorre sapere che cosa misura e a quale frequenza.
Non tutte le guide richiedono 5–15 PSI, azoto o SF6. Gas e pressione appartengono alle condizioni del prodotto predisposto. Il coassiale può essere flessibile, semirigido o rigido; non è sempre una linea piegabile liberamente.
Dati da raccogliere
| Domanda | Informazioni |
|---|---|
| Compatibilità | Modi, porte, impedenza e banda. |
| Trasmissione | Lunghezza e tutte le transizioni. |
| Potenza | Media, picco e ambiente. |
| Montaggio | Percorso, sforzi, movimento e manutenzione. |
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