O cabo coaxial é a linha de transmissão mais comumente usada para aplicações de RF e microondas, porque fornece transmissão confiável com os benefícios de ampla largura de banda e baixa perda e alto isolamento. Principais fabricantes de equipamentos de transmissão, ou seja, Rádio e TV, radar, GPS, sistemas de gerenciamento de emergência, embarcações aéreas e marítimas, usam cabos coaxiais. Os usos do cabo coaxial se aplicam a qualquer sistema no qual a perda de sinal e a atenuação devem ser minimizadas. Ao contrário dos guias de onda, o cabo coaxial não tem frequência de corte mais baixa, mas e quanto à sua frequência superior?
Frequência Max
Com algumas exceções, a maioria dos cabos coaxiais não tem termos de corte reais de uma frequência de banda de parada específica, mas, em vez disso, usa o termo corte para se referir à frequência mais alta testada pelo fabricante, ou quando a frequência atinge um ponto em que o cabo coaxial se torna um guia de ondas e outros modos, além do modo eletromagnético transversal (TEM), ocorrem. Portanto, uma frequência de corte de cabo coaxial pode ser onde o cabo coaxial permanece dentro da especificação, ou dentro de uma margem razoável para evitar os modos de propagação transversal-magnética (TM) ou transversal-elétrica (TE). Embora os cabos coaxiais ainda possam transportar sinais com frequências acima do corte de modo TEM, os modos de transmissão TM ou TE são muito menos eficientes, não desejáveis para a maioria das aplicações.
Frequência de corte e profundidade da pele
Dois conceitos importantes de observação ao discutir a frequência no cabo coaxial são a profundidade da pele e a frequência de corte. O cabo coaxial é composto de dois condutores, um pino interno e uma blindagem externa aterrada. A profundidade da pele ocorre ao longo da linha coaxial quando altas frequências fazem com que os elétrons migrem em direção à superfície dos condutores. Este efeito de pele leva ao aumento da atenuação e aquecimento dielétrico e causa maior perda resistiva ao longo da linha coaxial. Para reduzir as perdas com o efeito da pele, um cabo coaxial de maior diâmetro pode ser usado, mas aumentar as dimensões dos cabos coaxiais reduzirá a frequência máxima que o cabo coaxial pode transmitir. O problema é que quando o tamanho do comprimento de onda da energia eletromagnética excede o eletromagnético transversal (TEM) modo e começa a “saltar” ao longo da linha coaxial como um modo 11 elétrico transversal (TE11), a frequência de corte do cabo coaxial é criada. Como o novo modo de frequência viaja a uma velocidade diferente do modo TEM, ele cria reflexos e interferência nos sinais do modo TEM que viajam pelo cabo coaxial. Isso é conhecido como limite de frequência superior ou frequência de corte.
Uma frequência de corte é um ponto no qual a energia que flui através do sistema EM começa a ser reduzida, por atenuação ou refletida, em vez de passar pela linha. Os modos TE e TM são o modo de ordem mais baixa que se propaga em uma linha coaxial. No modo TEM, tanto o campo elétrico quanto o campo magnético são transversais à direção do deslocamento e o modo TEM desejado pode se propagar em todas as frequências. Os modos mais altos são excitados em frequências acima da frequência de corte quando o primeiro modo de ordem superior, chamado TE11, também pode se propagar. Para ter certeza de que apenas um modo se propaga para um sinal claro, os sinais precisam estar abaixo da frequência de corte. Reduzir o tamanho do cabo coaxial aumenta a frequência de corte. Cabos coaxiais e conectores coaxiais podem atingir as frequências de onda milimétrica, mas à medida que as dimensões físicas diminuem, as capacidades de manuseio de energia são reduzidas e as perdas aumentam.
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