Calcolo parametri di cavi schermati o linee coassiali.

I cavi coassiali detti cavi schermati, sono principalmente usati per il trasferimento di segnali a radiofrequenza con basse perdite e buona reiezione ai disturbi.

I due conduttori di un cavo o linea coassiale sono concentrici, questa forma consente di avere una distanza uguale e costante in ogni punto e su tutta la lunghezza della linea stessa.

Quando viene applicato un segnale a radiofrequenza lungo una linea coassiale, la corrente che viaggia sulla superficie del conduttore centrale è controbilanciata da un'altra uguale e contraria (in opposizione di fase) che percorre la superficie interna dello schermo.

Le caratteristiche dei cavi coassiali sono determinate dal rapporto del diametro dei conduttori e dal materiale isolante posto fra gli stessi.

Input dati

Tipo di dielettrico (isolante)

Dati manuali Aria secca Acqua distillata Bachelite Acetato di cellulosa Formica Vetro standard Vetro Pyrex Mica Carta comune Carta paraffinata Carta oleata per condensatori Idrogeno (1 atm, 0 gr C) Gomma Mylar Nylon (valori minimi) Olio per trasformatori Plexiglass Policarbonato (Lexan) Polietilene (PE) Polyimide (mat.per pcb flessibili) Polistirene Politetrafluoretilene (PTFE) Polivinilcloruro (PVC) Polipropilene (PP) Porcellana Quarzo Steatite Vetronite ramata per c.s. Resina epossidica ramata per c.s.

Costante dielettrica media

Diam. est. conduttore centrale .. D1

mm

Diam. interno schermo .. D2

mm

Risultati.

Impedenza

Ohm

Capacità

pF/m

Induttanza

nH/m

Fattore di velocità

Velocità di propagazione

km/s

Ritardo

ns/m

Cavi con polo centrale multifilare (a treccia).
Per questi cavi il diametro da inserire per il conduttore centrale é quello esterno della treccia.

I materiali isolanti più comuni.
Un materiale molto usato per i cavi schermati (esempio gli RG) é il Polietilene (PE), questo perché é poco costoso, é un buon isolante, é leggero e ha una costante dielettrica abbastanza bassa.
Difficilmente viene usato il Teflon (PTFE) é molto costoso e pesante. Riconoscerlo é abbastanza facile, il Teflon non é trasparente e con la punta del saldatore a stagno calda (300-350 °C) non si riesce a farlo fondere.
Se con la prova del saldatore sembra che non fonda facilmente ma é trasparente ed é molto rigido si potrebbe trattare di PVDF, materiale plastico costoso e poco utilizzato per i cavi flessibili.

Materiali isolanti particolari.
Per ottenere basse perdite, molti cavi usano per l'isolante centrale materiali plastici non compatti ma contenenti bolle d'aria (foam), come ad esempio il Polietilene cellulare (PES).
Altri cavi per uso professionale mantengono il polo centrale in posizione per mezzo di spirali in materiale plastico.
Il calcolo in questo caso é più difficoltoso, occorrebbe conoscere la costante dielettrica dell'isolante così composto. Per ovviare al problema é possibile una valutazione abbastanza veritiera facendo il rapporto fra le due costanti dielettriche, quella dell'aria e quella del materiale plastico, inserendo manualmente il valore risultante.