RF-kabels

Op de oscilloscoop of spectrum analyser wordt het te meten signaal vaak overgedragen via een coaxkabel. Die kabels kunnen nogal verschillen van soort. Daarmee hebben ze verschillende eigenschappen die de meting of het fysieke gebruik kunnen begrenzen. Daarom scheelt het bij aankoop te letten op het type van de kabel.
Welke heb je nodig? De vaker voorkomende types worden hieronder uiteengezet.

Een N-male - N-male coaxkabel van type RG-223.

Anatomie van een coaxkabel

Er zijn een paar eigenschappen die van toepassing zijn op alle coaxkabels.

De voornaamste factoren die invloed hebben op de eigenschappen van de kabel zijn onder andere:

• lengte
• dikte koperader
• dikte isolatie
• isolatietype
• aansluiting uiteindes kabel
• impedantie

Impedantie en afzwakking

In de context van meetapparatuur wordt met impedantie de interne impedantie bedoeld van het meetapparaat. Dit staat vaak vermeld bij de aansluiting op het meetapparaat en bedraagt doorgaans 50 Ω.

Bij veranderlijke signalen zijn vaak verschillende frequenties aanwezig. Die frequenties kunnen verschillend aankomen afhankelijk van onder meer de impedantie van de kabel. Hoe hoger de frequentie, des te makkelijker het signaal onjuist raakt. Dit heeft te maken met het feit dat vanaf een gegeven frequentie de kabel zich meer gedraagt als een transmissielijn dan een directe verbinding. De achterliggende theorie leert dat de neveneffecten van een transmissielijn tot zekere mate verholpen kunnen worden door dezelfde impedantie kabel te gebruiken als de ingangsimpedantie van het meetapparaat.

De impedantie van een coaxkabel is niet altijd (duidelijk) vermeld op de kabel. Houd kabels van verschillende impedanties uit elkaar. Niet per se vanwege een vertekend ingangssignaal, maar ook omdat een kabel met een afwijkende impedantie soms wel eens net andere connectorafmetingen kan hebben. Dit kan schade toebrengen aan het meetgerei.

Verder is het goed om te weten dat wanneer een meetsignaal de kabel aflegt niet alle frequenties even hard aankomen. Vooral bij hogere frequenties kan dit een rol spelen. Hoe hard welke frequentie precies wordt afgezwakt is vaak te vinden in de datasheet van de kabel welke vaak te downloaden is van de website van de fabrikant.

Voorbeeld van een datasheet met verschillende soorten kabels onder elkaar. Niet elke frequentie wordt even hard afgezwakt, de ene kabelsoort doet het beter dan de andere.

Aansluiting

Het ligt vrij voor de hand dat een kabel enkel gebruikt kan worden mits de aansluitingen overeenkomen met de te gebruiken apparaten. Er bestaan echter niet voor niets verschillende aansluitingen, omdat ieder zo zijn eigen voor- en nadelen hebben.

Verschillende soorten aansluitingen (niet op schaal). V.l.n.r.: BNC, SMA, Type-N, SMB.

BNC

De BNC-connector is een van de populairste aansluitingen op meetapparatuur, met name op oscilloscopen en functiegeneratoren. Hij is robuust en geschikt voor de meeste praktische metingen. Vaak gebruikt voor frequenties <4 GHz. Dat laatste maakt het iets minder geschikt voor RF-metingen. Apparatuur voor hogere frequenties maakt vaak gebruik van Type-N (zie hieronder) of anders een op maat gemaakte connector.

SMA

SMA-connectors zijn kleiner en kunnen erg hoge frequenties doorlaten. Daarom zie je ze vaak terug op radio-apparatuur zoals Bluetooth-dongeltjes en WiFi-kastjes. Veel RF-dongeltjes (denk aan de RTL-SDR) gebruiken deze poorten voor de antenne-aansluiting.

Type-N

Type-N, vaak N-type of kortweg N, is eveneens een veelvoorkomende connector. Deze connector is vrij fors en bestand tegen grote vermogens. Qua frequenties heeft deze connector eveneens een groot bereik. Deze eigenschappen maken deze connector een populaire aansluiting voor op spectrum analysers.

SMB

SMB komt in de praktijk niet vaak voor, maar is alsnog een relevante, handige connector. SMB onderscheidt zich van de andere aansluitingstypen doordat het nog een stuk kleiner is dan SMA en geen schroefmechanisme heeft. Deze wordt daarom vaak gebruikt bij uitgebreid modulaire apparatuur om het ene onderdeel direct in de andere te pluggen. De bandbreedte is ongeveer gelijk aan die van BNC's.

Veelvoorkomende kabeltypes

In vroeger tijden werd door het leger een reeks kabeltypes gedefinieerd in de zogeheten "Radio Guide", afgekort RG. Veel van deze types worden vandaag de dag nog gebruikt in labopstellingen. Hieronder vind je de meestvoorkomende types.

RG-58

De meest gebruikte type coaxkabel vanwege de aantrekkelijke prijs.

RG-223

Vergelijkbaar met de RG-58, maar schermt in vergelijking veel beter af.

RG-142

Stuggere kabel voor nog hogere vermogens en hogere bandbreedtes.

RG-213

De dikste kabel die we bieden, maar heeft ook het minste verlies bij hogere frequenties. Daarom uitermate geschikt voor radiotoepassingen en EMC-testopstellingen. Voor langere kabels is dit een must.

RG-316

In sommige opstellingen moeten verschillende apparaten vaak op elkaar aangesloten worden. Om dit te vergemakkelijken bestaat deze type: hij buigt erg makkelijk en heeft aansluitingen die langer meegaan dan die van andere types. Deze heeft echter wel relatief het grootste signaalverlies.

Overzichtstabel

Op Wikipedia is een uitgebreidere tabel te vinden met meerdere soorten kabeltypes.

Koop uw coaxkabels en toebehoren hier

Wat voor een coaxkabel heb ik nodig?

Kijk eerst goed naar welke aansluiting je hebt op je apparatuur. Oscilloscopen en functiegeneratoren hebben vaak BNC, spectrum analysers vaak Type-N. Bij kleinere en/of RF-gerelateerde producten kom je ook geregeld SMA tegen.

De impedantie van je apparatuur is ook van belang voor een zo correct mogelijke overdracht van het meetsignaal. In de meeste gevallen is dit 50 Ω, maar sommige apparatuur hanteert 75.

Qua kabeltype kun je verschillende kanten op. De RG-58 is de goedkoopste kabel die in veel praktische gevallen voldoende ruimte biedt voor het meetsignaal.

Heb je iets meer budget is de RG-223 een uitstekende keus. Die is dubbel afgeschermd en biedt iets meer maximaal vermogen.

Indien het maximaal vermogen van groot belang is, kijk dan naar de RG-213. Is een combinatie van groot vermogen en hoog signaalbereik een must, dan biedt de RG-142 een optie. Voor kabels van >5 meter is er echter geen andere optie dan de RG-142 vanwege de uitstekende specificaties in het algemeen, dat is echter terug te vinden in het prijskaartje.

Voor korte, niet veeleisende verbindingen volstaat de RG-316. Deze is erg kort en flexibel waarmee meetapparatuur makkelijker en compacter op elkaar aangesloten kan worden.