En el año 1880 el cable coaxial fue patentado en Inglaterra por Oliver Heaviside, aunque su aplicación no fue extendida hasta la década de los 30.
Se trata de un cable eléctrico utilizado para transportar señales de alta frecuencia, en especial aquellas útiles para el transporte de datos.
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| Cable coaxial |
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Físicamente su construcción se basa en dos conductores
concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y
uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como
referencia de tierra (o masa) y retorno de las corrientes.
Entre ambos conductores se encuentra una capa aislante
dieléctrica, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del
cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.
El conductor central puede estar constituido por un alambre
sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede
ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o
aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.
El cable coaxial es equivalente a una línea de transmisión, así
para la construcción del cable se utiliza el modelo general de las líneas de
transmisión, cambiando los parámetros de dicho modelo en función de las
características finales deseadas.
Los parámetros físicos principales en los que se basa el
cable coaxial son los siguientes:
- Diámetro exterior del conductor interno, d.
- Diámetro interior del protector, D.
- Constante dieléctrica del aislante, ε. Se expresa a menudo mediante la
constante dieléctrica relativa εr, que permite obtener la constante dieléctrica
a través del producto con la constante dieléctrica del espacio libre (ε0): ε =
εrε0.
Cuando la capa aislante está compuesta de diversos materiales
dieléctricos (por ejemplo la espuma de polietileno, compuesta por una mezcla de
polietileno y aire), a menudo se utiliza la constante dieléctrica eficaz:
εeff.
- Permeabilidad del aislante, μ. De manera similar a la constante dieléctrica,
la permeabilidad del aislante también se expresa a menudo mediante la
permeabilidad relativa μr. Así pues, se obtiene la permeabilidad del aislante
mediante el producto con la permeabilidad del espacio libre (μ0): μ = μrμ0. La
permeabilidad relativa habitualmente será 1.
- Capacitancia por unidad de longitud, expresada en faradios por metro.
- Inductancia en serie por unidad de longitud, expresada en henrios por metro.
- Impedancia característica, expresada en ohmios Ω, viene determinada por la
capacitancia por unidad de longitud (C) y la inductancia por unidad de longitud
(L). Su expresión simplificada es la siguiente.
En la construcción del cable coaxial estos parámetros vienen
determinados principalmente por la ratio entre el diámetro exterior del
conductor interno, d, i el diámetro interior del protector, D:
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