Types de câbles RF : un guide pratique sur les styles coaxiaux, la perte de signal et la sélection

Un cavalier RG58 de 1 m vous coûte environ 1 dB à 2,4 GHz, ce qui représente environ 20 % de la puissance entrante. Remplacez-le par un câble semi-rigide de 0,141 pouce et le même trajet perd un peu plus de la moitié. Rien d’autre dans l’assemblage n’a changé – seul le type de câble a changé.

C'est pourquoi la famille de câbles est généralement la première décision à prendre lorsqu'on compare les types de câbles RF. L'impédance décide à quoi le câble est autorisé à se connecter, la construction décide de la quantité de signal atteignant l'extrémité distante et l'interface du connecteur limite la fréquence que l'assemblage fini peut transporter. Ce qui suit explique en quoi les familles diffèrent, ce que signifient réellement les numéros des fiches techniques et où les commandes tournent le plus souvent mal.

Comparaison des principaux types de câbles RF

Presque tous les câbles du catalogue appartiennent à l’une des cinq familles. Ils se chevauchent en termes d'impédance et d'options de connecteurs, de sorte que les véritables différences se résument à la perte pour un diamètre donné, à la force avec laquelle vous pouvez les plier et à savoir si le parcours sera un jour réacheminé.

Atténuation indicative à 1 GHz pour les familles courantes de 50 ohmss ; les valeurs changent avec le diamètre, le diélectrique et le fabricant, donc confirmez-les par rapport à la fiche technique du fournisseur.
Famille	Tailles typiques	Perte à 1 GHz (dB/m)	Le mieux adapté à	Principal compromis
Flexible (style RG)	RG316, RG58, RG213, 1,9 à 10,3 mm	0,3 à 1,2	Jumpers sur banc, séries courtes, patchs en laboratoire	Perte la plus élevée pour un diamètre donné
Flexible à faibles pertes	0,240 po, 0,400 po, mousse ou espacement d'air	0,1 à 0,45	Alimentations d'antenne, parcours intérieurs	Gaine plus rigide, rayon de courbure plus large
Semi-rigide	0,047 à 0,250 po, PTFE solide, tube en cuivre	0,2 à 1,2	Chemins critiques en phase, routage interne dense	Ne peut pas être réacheminé après la formation
Conforme	0,086 à 0,250 po, formable à la main	0,25-1,0	Enceintes étanches, routage de prototypes	Moins répétable, durée de vie plus courte
Carton ondulé (hardline)	1/2 po, 7/8 po	0,05 à 0,15	Mangeoires longues, puissance élevée, courses en extérieur	Rayon de courbure et coût du connecteur

Sur une distance de 10 m à 2 GHz, le RG58 perd environ 9 dB, là où un câble à faible perte de 0,240 perd environ 3 dB. Cet écart vient du diélectrique et du blindage, pas du cuivre.

L'impédance vient en premier : 50 ou 75 ohms

Deux impédances couvrent presque tous les travaux RF et ne sont pas interchangeables.

50 ohm

Sans fil, radar, GPS, instruments de test
Standard pour les interfaces SMA, N, CNC et 2,4 mm
Par défaut pour tout ce qui transporte un signal modulé

75 ohms

Diffusion vidéo, CATV, distribution FI par satellite
Commun dans les connecteurs BNC et F
Le type N est rarement produit en 75 ohms

Une fiche de 75 ohms sur une prise de 50 ohms ne tombe pas en panne – cela se reflète. Le joint ajoute une perte de réflexion, la source constate une charge pire et un balayage montre une ondulation qui est souvent imputée au câble. Il est plus facile de se tromper avec le BNC, où les versions 50 et 75 ohms semblent identiques de l'extérieur et ne diffèrent que par le diélectrique et la broche centrale.

À l'intérieur du câble : quatre couches, quatre tâches

Chaque couche déplace un numéro différent sur la fiche technique, c'est pourquoi deux câbles ayant la même impédance peuvent se comporter très différemment.

Vue en coupe d'un câble coaxial : le diélectrique règle la perte et le facteur de vitesse, le blindage règle les fuites et le blindage.

Conducteur central : cuivre massif pour une perte la plus faible et une phase stable ; bloqué pour une durée de vie flexible.
Diélectrique : le PE solide (facteur de vitesse d'environ 0,66) est bon marché et stable, le PE expansé (0,80 à 0,88) réduit les pertes mais est plus doux, le PTFE solide (environ 0,70) gère la chaleur et convient aux constructions semi-rigides.
Bouclier : une seule tresse offre une couverture de 90 à 95 %, tandis que la feuille et la tresse s'approchent de la couverture complète et améliorent le blindage à haute fréquence, au détriment de la rigidité.
Gaine : PVC à l'intérieur, FEP pour la résistance à la température et aux produits chimiques, TPU pour l'abrasion à l'extérieur.

Le facteur vélocité est l’article que les acheteurs ignorent le plus souvent. Un câble PE solide avec un facteur de 0,66 représente électriquement 1,5 fois sa longueur physique, donc 3 m de câble coaxial se comportent comme 4,5 m d'espace libre. Cela est important pour les paires à phase adaptée, les lignes à retard et les faisceaux d'antennes, où deux câbles de longueur physique égale peuvent toujours arriver en décalage si leurs diélectriques diffèrent.

Lire les chiffres des pertes sans se tromper

L'atténuation de la fiche technique est mesurée sur un analyseur balayé à température ambiante dans des charges correspondantes de 50 ohms, et indiquée soit en dB par 100 pieds, soit en dB par 100 m. C'est dans la conversion d'unités que les erreurs se produisent : 0,5 dB/100 pieds est le même câble que 1,6 dB/100 m, et pourtant les deux chiffres semblent très éloignés sur une feuille de devis.

Atténuation indicative à 1 GHz, dB par mètre. Les chiffres sont des valeurs publiées typiques et varient selon la tolérance et la construction.

Atténuation en fonction de la fréquence, en dB par mètre, en supposant que la perte augmente avec la racine carrée de la fréquence.

La perte augmente à peu près avec la racine carrée de la fréquence, donc un câble coté à 1 GHz est environ 2,4 fois plus perdant à 6 GHz. Si la liaison fonctionne à 3,5 GHz, demandez une atténuation à 3,5 GHz plutôt que le numéro principal et confirmez la tolérance : plus ou moins 5 % entre les lots de production est normal.

Super Low-Loss Flexible RF Cable Assembly

Assemblage de câbles RF flexibles à très faible perte Assemblage pré-terminé pour les liaisons haute fréquence, offrant une perte d'insertion ultra faible et des performances de phase stables où chaque décibel compte. Voir le produit →

Lorsque chaque dixième de décibel compte, un assemblage flexible pré-terminé à très faible perte élimine à la fois le sertissage et les conjectures de ce calcul.

Les interfaces de connecteur fixent le plafond

L'interface coiffe l'ensemble. Un câble à terminaison SMA ne fournira pas 40 GHz simplement parce que le câble coaxial est doté d'une valeur supérieure : la limite supérieure du connecteur régit, tout comme le lancement dans la carte ou le module avec lequel il s'accouple.

Fréquence de fonctionnement maximale typique pour les interfaces courantes de 50 ohms ; la limite réelle dépend du corps du connecteur, du câble et du lancement spécifiques.
Interface	Maximum typique	Appairage de câble commun	Remarques
BNC	4 GHz	RG58, RG174	Couplage à baïonnette, réparation rapide en laboratoire
TNC	11 GHz	RG58, RG316	Variante BNC filetée, meilleure sous vibration
Type N	11 à 18 GHz	0,400 po, 1/2 po ondulé	Mangeoires extérieures, puissance moyenne
SMA	26,5 GHz	.141 en semi-rigide, RG316	Interface micro-ondes la plus courante
2,4 mm	50 GHz	0,086 po, 0,141 po	Test de précision, ports d'instrument
1,85 mm	67 GHz	0,047 à 0,086 po	Instruments et modules haute fréquence

Choisissez d'abord l'interface, puis le câble qui lui convient. Chaque corps de connecteur est usiné pour une plage définie de diamètres de câble, de sorte qu'un connecteur construit pour RG58 ne reposera pas sur un câble à faible perte de 0,240 po, même si les deux sont de 50 ohms.

Série de connecteurs coaxiaux SMA RF Connecteurs filetés 50 Ω couvrant DC – 26,5 GHz, avec variantes mâles et femelles et tableaux de compatibilité des câbles pour faire correspondre les interfaces aux assemblages. Voir le produit →

Le SMA reste la bête de somme du travail sur table et aux micro-ondes, c'est pourquoi il apparaît dans un si grand nombre d'assemblages que nous construisons.

Câble adapté au connecteur et à la tâche

La plupart des arguments de sélection disparaissent une fois l'application nommée. Ces binômes couvrent la majorité des commandes :

Paillasse et laboratoire, moins de 1 m : RG316 ou RG58 avec SMA. Quelques dixièmes de décibels n’ont guère d’importance à côté de la flexibilité et du coût.
Mangeoire extérieure, 10–50 m : 0,400 po à faible perte ou 1/2 po ondulé avec type N. L’imperméabilisation du joint compte plus que les derniers 0,3 dB.
Faisceau à phase critique : câble semi-rigide ou flexible fourni sous forme d'ensemble à phase adaptée avec une tolérance indiquée en degrés à une fréquence indiquée.
Sites à faible PIM : assemblages spécifiés par la valeur PIM lors d'un test à deux tons, généralement autour de -150 dBc, plutôt que par la seule perte d'insertion.
Cloison, enveloppe sous vide ou sous pression : connecteurs hermétiquement scellés et joints verre-métal où le joint doit maintenir la pression ainsi que le signal.

Si le sertissage en interne n'est pas pratique, les assemblages préconnectorisés arrivent testés et étiquetés ; cet aperçu de à quoi servent les assemblages de câbles RF couvre les chèques supplémentaires qui les accompagnent.

Série de connecteurs coaxiaux RF de type N Connecteurs filetés de 50 Ω et 75 Ω évalués à DC – 18 GHz et DC – 3 GHz, adaptés aux circuits d'alimentation confrontés aux intempéries, au couple et aux accouplements répétés. Voir le produit →

Pour les courses d'alimentation, le corps de type N est généralement l'élément décisif de la nomenclature, car il doit résister aux intempéries, au couple et aux accouplements répétés.

Cinq détails qui provoquent des retouches

Mélanger dB/100 ft et dB/100 m sur une même feuille de comparaison. Convertissez d’abord tout, puis comparez.
Citant une paire assortie uniquement par la longueur. Le facteur de vitesse doit également correspondre, ou la paire ne correspond qu'à une seule fréquence.
Commander un connecteur sans vérifier son groupe de câbles. La fiche technique répertorie les types de câbles pour lesquels le corps a été usiné.
Ignorer le rayon de courbure. Un coude change l'impédance de façon permanente ; les câbles flexibles sont généralement cotés à dix fois le diamètre extérieur.
Température de sortie et pénétration non indiquées. Une gaine en PVC convient parfaitement à l'intérieur et constitue un mauvais choix sur un mât, tandis que le FEP ou le TPU coûtent généralement très peu plus cher.

Questions fréquemment posées

Quels sont les différents types de câbles coaxiaux ?

Les principaux types de câbles RF sont les câbles flexibles de type RG, flexibles à faible perte, semi-rigides, conformables et ondulés, chacun étant à nouveau divisé en fonction de l'impédance et du diamètre.

50 ohms sont-ils meilleurs que 75 ohms ?

Ni l’un ni l’autre n’est meilleur. 50 ohms conviennent aux équipements sans fil, radar et de test ; 75 ohms conviennent à la distribution vidéo et CATV. Le mélange des deux provoque des réflexions au niveau du joint.

Quelle est la différence entre le RG58 et le RG316 ?

Les deux sont des câbles flexibles de 50 ohms, mais le RG316 mesure environ 2,5 mm de diamètre avec un diélectrique PTFE, tandis que le RG58 mesure environ 5 mm avec du PE solide. Le RG316 se plie plus étroitement et perd plus par mètre.

Quel type de câble RF a la perte la plus faible ?

Les lignes rigides ondulées de grande taille sont les plus faibles, généralement bien inférieures à 0,15 dB/m à 1 GHz. Parmi les petits câbles, le flexible à faible perte de 0,400 pouces est généralement le choix pratique.

Puis-je utiliser un connecteur SMA sur un câble RG58 ?

Uniquement avec un corps de connecteur usiné pour ce groupe de câbles. Le SMA est fabriqué en plusieurs tailles pour différents diamètres, et le mauvais ne sera pas serti correctement ou ne maintiendra pas l'impédance.

À quoi sert un assemblage de câbles à faible PIM ?

Les assemblages Low-PIM sont utilisés là où les signaux faibles partagent un site avec des émetteurs puissants, tels que les installations cellulaires. Ils maintiennent l'intermodulation passive en dessous d'une limite spécifiée, généralement autour de -150 dBc.