Γιατί τα Coaxial καλώδια για πομποδέκτες είναι 50 Ohms;

 Τι είναι ενα καλώδιο coaxial και πως αυτό λειτουργεί;

Το ομοαξονικό καλώδιο (coaxial cable) είναι ένας τύπος ηλεκτρικού καλωδίου σχεδιασμένος για τη μεταφορά σημάτων υψηλής συχνότητας με ελάχιστες απώλειες και προστασία από παρεμβολές

. Η ονομασία του προέρχεται από το γεγονός ότι ο εσωτερικός αγωγός και η εξωτερική θωράκιση μοιράζονται τον ίδιο γεωμετρικό άξονα (co-axial). 

Δομή του Καλωδίου

Αποτελείται από τέσσερα κύρια στρώματα: 

1. Κεντρικός Αγωγός: Ένα σύρμα (συνήθως χάλκινο) που μεταφέρει το ηλεκτρικό σήμα.
2. Διηλεκτρικό Μονωτικό: Ένα στρώμα πλαστικού ή αφρού που περιβάλλει τον αγωγό, διατηρώντας σταθερή την απόσταση ανάμεσα στον εσωτερικό και τον εξωτερικό αγωγό.
3. Μεταλλική Θωράκιση: Ένα πλέγμα ή αλουμινόχαρτο που προστατεύει το σήμα από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και λειτουργεί ως γείωση.
4. Εξωτερικό Περίβλημα: Μια πλαστική επένδυση που προστατεύει ολόκληρο το καλώδιο από τη φθορά και την υγρασία. 

Πώς Λειτουργεί

Το ομοαξονικό καλώδιο λειτουργεί ως γραμμή μεταφοράς: 

• Μετάδοση Σήματος: Το ηλεκτρικό σήμα ρέει μέσω του κεντρικού αγωγού, ενώ η θωράκιση ολοκληρώνει το κύκλωμα.
• Προστασία: Λόγω της κατασκευής του, τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από το σήμα περιορίζονται στον χώρο μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της θωράκισης. Αυτό αποτρέπει το σήμα από το να "διαρρεύσει" έξω και ταυτόχρονα εμποδίζει τους εξωτερικούς θορύβους να αλλοιώσουν το σήμα στο εσωτερικό.
• Υψηλές Συχνότητες: Σε αντίθεση με τα απλά καλώδια, μπορεί να μεταφέρει ραδιοσυχνότητες (RF) σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς σημαντική εξασθένηση. 

Χρησιμοποιείται ευρέως σε εγκαταστάσεις Κεραίας Τηλεόρασης, δορυφορικά συστήματα, ευρυζωνικό internet και κλειστά κυκλώματα τηλεόρασης (CCTV)

Γιατί τα  Coaxial καλώδια για πομποδέκτες είναι 50 Ohms;

Η επιλογή των

50 Ohms ως πρότυπο για τα ομοαξονικά καλώδια δεν είναι τυχαία, αλλά αποτελεί έναν ιδανικό συμβιβασμό μεταξύ δύο αντικρουόμενων φυσικών παραμέτρων που μελετήθηκαν τη δεκαετία του 1930: 

• Μέγιστη Μεταφορά Ισχύος (30 Ohms): Η ιδανική σύνθετη αντίσταση για να μπορεί ένα καλώδιο να αντέχει και να μεταφέρει τη μέγιστη δυνατή ισχύ (power handling) είναι περίπου τα 30 Ohms.
• Ελάχιστες Απώλειες Σήματος (77 Ohms): Η χαμηλότερη εξασθένηση (attenuation) για σήματα που διαδίδονται σε καλώδιο με διηλεκτρικό αέρα επιτυγχάνεται στα 77 Ohms. Αυτός είναι και ο λόγος που τα καλώδια τηλεόρασης, όπου μας ενδιαφέρει η καθαρότητα του σήματος και όχι η ισχύς, είναι 75 Ohms. 

Γιατί τελικά 50 Ohms;

Οι μηχανικοί επέλεξαν τα 50 Ohms ως τη "χρυσή τομή" γιατί:

1. Συμβιβασμός: Βρίσκεται κοντά στον αριθμητικό μέσο όρο των 30 και 77 Ohms, προσφέροντας ικανοποιητική αντοχή στην ισχύ με σχετικά χαμηλές απώλειες.
2. Υλικά Μόνωσης: Όταν χρησιμοποιείται πολυαιθυλένιο ως μονωτικό (αντί για αέρα), η αντίσταση ενός καλωδίου σχεδιασμένου για χαμηλές απώλειες πέφτει από τα 77 Ohms κοντά στα 51-52 Ohms, γεγονός που κατέστησε τα 50 Ohms πρακτικό βιομηχανικό πρότυπο.
3. Υψηλή Τάση: Τα 50 Ohms προσφέρουν επίσης καλύτερη συμπεριφορά σε υψηλές τάσεις (το όριο πριν την ηλεκτρική διάσπαση είναι κοντά στα 60 Ohms), προστατεύοντας τον εξοπλισμό εκπομπής. 

Σήμερα, τα 50 Ohms είναι το παγκόσμιο πρότυπο για ασύρματες επικοινωνίες (RF), κεραίες, δίκτυα Wi-Fi και όργανα μετρήσεων, καθώς εξασφαλίζουν ότι ο πομπός μπορεί να στείλει ισχύ χωρίς να "καεί" το καλώδιο ή να χαθεί όλο το σήμα στη διαδρομή.