Cabo RF para antenas LTE

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Atualizado – 25 de janeiro de 2024

Bons cabos HF para conectar antenas LTE a roteadores são essenciais para um ótimo desempenho de recepção e transmissão, assim como todos os conectores utilizados. Em geral quanto mais grosso melhor, mas também mais caro.

Agora, como sempre na vida, é importante encontrar o melhor compromisso entre preço e desempenho. Os dados a ter em conta ao fazer a sua seleção são explicados abaixo.

Condições-quadro

Em primeiro lugar, é importante pesquisar as condições gerais. Qual deve ser o comprimento do cabo, quais raios de curvatura máximos são possíveis ao colocá-lo?

No ambiente estacionário (casa, imóvel) a distância até a torre de transmissão não muda. Assim, você pode partir da intensidade do campo de recepção com base na distância até o mastro de transmissão e, se necessário, aceitar rotas de cabos mais longas ou cabos de “pior” qualidade, desde que a recepção ainda corresponda ao nível desejado.

No uso móvel, você deve sempre assumir as piores condições possíveis e, portanto, escolher as rotas de cabos mais curtas e as melhores qualidades de cabos e conectores, com raios de curvatura inevitavelmente maiores.
Porém, os cabos que normalmente ficam instalados permanentemente nas antenas têm até 5 m de comprimento, o que por um lado é adequado para quase qualquer instalação, mas por outro lado alivia a agonia de escolher o cabo certo. Em parte, para desgosto daqueles que gostariam de estar “otimamente” equipados.
Qualquer pessoa que utilize antenas fornecidas sem cabos permanentemente conectados pode atingir esse objetivo ao máximo.

Estrutura do cabo

Dielétrico e blindagem

Um cabo de alta frequência (HF) consiste em um condutor interno que transmite o sinal, um dielétrico (um plástico PE branco rico em oxigênio. Quanto mais macio, mais oxigênio fica preso nos poros do plástico e quanto maior o valor permitido raio de curvatura (para evitar o esmagamento dos poros). O cabo também contém pelo menos uma, se necessário, várias tranças de fio e/ou folhas CU eletricamente condutoras que protegem contra radiação de interferência.

Raio de curvatura

O raio de curvatura é o menor raio possível devido à tecnologia de isolamento na qual o cabo pode ser colocado “ao virar da esquina” sem danificar a(s) camada(s) interna(s) de isolamento de HF. O melhor isolante seria o ar. Dado que isto não pode ser conseguido num cabo, é utilizada a tecnologia plástica acima mencionada.
Além disso, as folhas de proteção devem ser protegidas contra rasgos se forem dobradas com muita força, o que também requer um raio de curvatura maior. As tranças são mais tolerantes nesse aspecto.

Material da bainha

A capa externa de PVC, geralmente preta e possivelmente resistente a UV, destina-se a proteger o cabo contra influências ambientais e danos mecânicos.
As capas de cabos sem halogênio são à prova de fogo e, portanto, preferidas para uso em ambientes residenciais porque, em caso de incêndio, produzem menos fumaça e nenhum halogênio prejudicial, como bromo, cloro, flúor ou iodo, ou seus gases ácidos.

Os cabos assim equipados atendem às condições relativas a:

• Inflamabilidade de acordo com IEC 60332-1
• Desenvolvimento de gás ácido de acordo com IEC 60754-1/60754-2
• Desenvolvimento de fumaça de acordo com IEC 61034-2

Blindagem

Um bom cabo é caracterizado por uma atenuação de blindagem de pelo menos cerca de 100 dB. Em ambientes com alto potencial de interferência eletromagnética, são recomendadas barreiras adicionais contra ondas estacionárias feitas de núcleos de ferrite. Estes são montados com cerca de 20 peças por cabo, deslizando-os sobre o cabo. Eles estão disponíveis em diferentes diâmetros internos. Os diâmetros comuns são, por exemplo, 4,95 mm/7 mm/10,3 mm.

A escolha do cabo deve, portanto, basear-se também nas dimensões das ferritas que possam ser necessárias e estejam disponíveis comercialmente.

Cabo RF e dados

Aqui está uma lista de cabos RF comumente usados em ordem decrescente de valores de atenuação. As folhas de dados estão disponíveis clicando no respectivo tipo de cabo na primeira coluna.

Aqui estão cabos SSB tecnicamente idênticos do tipo ECO flex x, não listados separadamente FRNC, ou HEATEX diferem dos tipos listados apenas por não conterem halogênio.

Ganho da antena acima de tudo?

Do ponto de vista do usuário, é ideal ter o maior ganho de antena possível para obter as melhores taxas de transferência de dados. Se você comparar o pior com o melhor cabo HF, a diferença é, dependendo do ganho da antena, um aumento de até dez vezes na potência de transmissão (roteador) (3 W em vez de cerca de 0,32 W)!

O legislador (Despacho 59/2009 Diário Oficial da Agência Federal de Redes nº 20/2009 de 21 de outubro de 2009), entretanto, limita a potência de transmissão EIRP (potência isotropicamente irradiada equivalente) a 25 dBm, aproximadamente 0,32 W.

A maioria dos roteadores permite uma configuração legalmente compatível do EIRP de 23 dBm por meio das configurações do país. Isto significa que é considerada uma reserva de 2 dBm. A escolha da antena e do cabo determina se esses valores limites serão respeitados ou significativamente excedidos.

Teoria do ganho da antena

As informações de ganho das antenas sugerem amplificação. No entanto, esse não é o caso. Uma antena não amplifica nada porque é um componente passivo e apenas transmite energia transmitida ou recebida.

Mas: uma antena direcional pode absorver mais energia da direção para a qual está direcionada (supostamente amplificando-a) e possui um padrão de radiação na forma de um lóbulo mais ou menos esticado.

Uma antena de haste, por outro lado, possui as características de radiação (teóricas) de uma esfera, recebe e transmite em todas as direções. Uma “onda” aparece na haste da antena como uma onda senoidal, com três cruzamentos de zero e uma crista e um vale de onda. A deflexão máxima desta curva é considerada o ganho da antena.

Escolha do componente

Uma combinação de 6 m Célula de ar 5 Cabo, a antena LGAM-7-27-24-58 com ganho de 5 dBi na faixa de 2.600 MHz produz uma potência de transmissão permitida de 24,55 dBm a 0,29 W.
Porém, a mesma antena tem apenas um ganho de 2 dBi nas faixas de até 800 - 1.600 MHz e, com o mesmo tipo de cabo mas com apenas 1 m de comprimento de cabo, emite uma potência de transmissão idêntica de 24,71 dBm de 0,3 W.
Porém, se você usar os 6 medidores originais nesta faixa de frequência, a potência de transmissão é de apenas 23,23 dBm, correspondendo a 0,21 W!

Para obter aproximadamente a mesma potência de transmissão com o mesmo comprimento de cabo, você teria que usar o cabo em vez do Aircell 5 Ecoflex 15 uso e atingiria 24,43 dBm ou 0,28 W.

Se quiser explorar a potência máxima de transmissão (dentro dos limites permitidos) em todas as faixas de frequência, não poderá evitar trabalhar com cabos diferentes (fatores de atenuação). Isto resulta em: quanto melhor cabo para 800 - 1.600 MHz, pior para 2.400 MHz.

cálculo

Ao inserir os respectivos valores da aplicação específica nos campos amarelos da tabela abaixo, os parâmetros relevantes são calculados automaticamente e exibidos nos campos verdes.
Em relação aos valores de atenuação do cabo observe a frequência desejada (800, 1.600 ou 2.600 MHz), pois a atenuação também aumenta com o aumento da frequência.

Se o valor EIRP for exibido com fundo vermelho em vez de verde, o valor limite de 25 dBm foi excedido, o que é especificamente indicado no campo abaixo.
Neste caso, deve ser utilizado um cabo com maior atenuação ou um cabo de maior comprimento ou uma antena com menor ganho para cumprir as normas legais.

Colocação de cabos

Desde que os cabos sejam colocados atrás de rodapés, em condutas de cabos ou em tectos falsos, os raios de curvatura são relativamente pouco críticos. Numa autocaravana, o espaço é mais apertado e os raios de curvatura são mais problemáticos. As passagens de janela são geralmente implementadas com um cabo “plano” de aproximadamente 20 – 40 cm de comprimento, o que inevitavelmente resulta em maiores perdas de atenuação e só deve ser usado se não houver outra opção.
Um cabo recomendado é, por exemplo, o da Mestre de cabos.

Conforme afirmado no início, os raios de curvatura não devem ser excedidos para evitar comprometimento das propriedades elétricas do cabo. Mesmo uma “torção” de curto prazo leva inevitavelmente à destruição irreversível do dielétrico neste ponto.

Extensões

Deve-se evitar extensões de cabo, pois cada conexão de plugue resulta em perdas de atenuação, que estão incluídas no cálculo do EIRP e devem ser compensadas por maiores ganhos de antena.