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Calculateur de pertes de câbles coaxiaux

Calculez l'atténuation des câbles RF pour le LMR-400, le RG-58, le RG-213, etc. Entrez le type, la fréquence et la longueur du câble pour obtenir la perte d'insertion en dB. Résultats instantanés et gratuits.

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Formule

Loss=α(f)×L100\text{Loss} = \alpha(f) \times \frac{L}{100}

Référence: Times Microwave LMR cable datasheets; Belden cable catalog

α(f)— Cable attenuation at frequency f (dB/100m)
L— Cable length (m)

Comment ça marche

Le calculateur de pertes coaxiales calcule la perte de puissance du signal pour tous les types de câbles, toutes les longueurs et toutes les fréquences. Les ingénieurs RF, les concepteurs de systèmes de diffusion et les installateurs d'antennes l'utilisent pour calculer les budgets de liaisons et sélectionner le câble approprié pour leur gamme de fréquences. La perte totale combine la perte de conducteur (proportionnelle à sqrt (f) due à l'effet cutané) et la perte diélectrique (proportionnelle à f due au chauffage diélectrique) : alpha_total = alpha_c sqrt (f) + alpha_d f, selon l'UIT-R P.525 et la théorie des lignes de transmission dans « Microwave Engineering » de Pozar (4e éd.).

Aux fréquences HF (3-30 MHz), la perte de conducteur domine : une course de 100 m de RG-58 perd 4,2 dB à 30 MHz contre 1,3 dB à 3 MHz. Au-delà de 1 GHz, la perte diélectrique devient significative : le polyéthylène solide (tan_delta = 0,0002) ajoute 0,8 dB/100 m à 1 GHz tandis que le PTFE (tan_delta = 0,0001) n'ajoute que 0,4 dB/100 m. Les câbles à faible perte tels que le LMR-400 utilisent du polyéthylène expansé (er = 1,5, tan_delta = 0,0001) atteignant 6,8 dB/100 m à 1 GHz contre 21,5 dB/100 m pour le RG-58.

Le facteur de vitesse VF = 1/sqrt (er) est directement corrélé à la perte : les diélectriques en mousse (VF = 0,85) ont une perte inférieure de 30 à 40 % à celle du PE solide (VF = 0,66) à la même fréquence car le champ électromagnétique traverse plus d'air. La température augmente les pertes d'environ 0,2 % /C pour les conducteurs en cuivre en raison de l'augmentation de la résistivité.

Exemple Résolu

Problème : calculez la perte totale pour un LMR-400 de 75 m fonctionnant à 915 MHz (fréquence LoRa) et déterminez la puissance délivrée à l'antenne par un émetteur de 1 W (30 dBm).

Solution utilisant les spécifications du fabricant et la méthodologie UIT-R :

  1. Atténuation du LMR-400 à 900 MHz : 6,0 dB/100 m (fiche technique Times Microwave)
  2. Perte de câble : 6,0 * (75/100) = 4,5 dB
  3. Ajoutez les pertes de connecteur : 2 connecteurs de type N à 0,15 dB chacun = 0,3 dB
  4. Perte totale du système : 4,5 + 0,3 = 4,8 dB
  5. Puissance à l'antenne : 30 - 4,8 = 25,2 dBm = 331 mW
  6. Efficacité : 10^ (-4,8/10) = 33,1 % — acceptable pour une course de 75 m
Comparaison : le RG-58 à 915 MHz présente une perte de 22 dB/100 m, soit une perte totale de 16,5 dB et une efficacité de seulement 2,2 % (22 mW à l'antenne). Le LMR-400 fournit 15 fois plus de puissance pour la même installation.

Conseils Pratiques

  • ✓Sélectionnez un câble dont la perte de fonctionnement totale est < 3 dB pour les systèmes de transmission (efficacité énergétique de 50 %) et < 1 dB pour les systèmes de réception où chaque dB affecte directement le facteur de bruit
  • ✓Pour les trajets de plus de 30 m en UHF (plus de 400 MHz), passez du RG-58/RG-8X au LMR-400 ou équivalent : la différence de coût de 3 à 4 fois est justifiée par une perte 3 à 4 fois inférieure
  • ✓Utilisez une ligne dure (7/8 pouces ou 1-5/8 pouces) pour les installations permanentes de plus de 50 m à des fréquences cellulaires/micro-ondes — Andrew LDF4-50A atteint 1,6 dB/100 m à 900 MHz contre 6,0 dB pour le LMR-400

Erreurs Fréquentes

  • ✗Utilisation des spécifications de température ambiante pour les installations extérieures : la perte de câble augmente de 0,2 %/C ; à 60 °C ambiants, ajoutez 8 % aux valeurs de la fiche technique. Une marge de liaison de 10 dB peut être réduite à 9,2 dB par temps chaud
  • ✗Ignorer les pertes de connecteurs dans le budget de liaison : chaque connecteur N ajoute 0,1 à 0,15 dB à 1 GHz, le SMA ajoute 0,15 à 0,2 dB et le PL-259 (UHF) ajoute 0,3 à 0,5 dB. Quatre connecteurs dans une installation classique ajoutent 0,5 à 1,0 dB
  • ✗Sans tenir compte de la perte de discordance VSWR en plus de la perte de câble : un VSWR 2:1 ajoute une perte de mésappariement de 0,51 dB ; avec la perte de câble, cela se cumule : 3 dB de perte de câble + 2:1 VSWR = 3,51 dB au total, et non 3 dB
  • ✗Comparaison de câbles utilisant différentes unités de longueur : normalisez toujours en dB/100 m ou en dB/100 pieds ; le LMR-400 à 4,69 dB/100 m sonne mieux que 1,43 dB/100 m jusqu'à ce que vous vous rendiez compte qu'il s'agit du même câble

Foire Aux Questions

À HF (< 30 MHz), les deux câbles présentent une perte similaire inférieure à 2 dB/100 m ; la mise à niveau n'apporte que des avantages minimes. En VHF/UHF, la différence est spectaculaire : à 450 MHz, le LMR-400 est de 4,7 dB/100 m contre le RG-213 à 10,5 dB/100 m. Pour une course de 30 m, le LMR-400 perd 1,4 dB tandis que le RG-213 perd 3,2 dB. Cette différence de 1,8 dB double votre puissance d'émission effective. Règle générale : mise à niveau lorsque la fréquence * la longueur (MHz * mètres) dépasse 10 000.
Ajoutez les pertes par connecteur en fonction de la fréquence et du type de connecteur. À 1 GHz : 0,1 dB de type N, 0,15 dB de SMA, 0,2 dB de BNC, PL-259/SO-239 (UHF) de 0,3 à 0,5 dB. Les pertes augmentent avec la fréquence : à 6 GHz, le type N est de 0,2 dB et le SMA de 0,25 dB. Pour des mesures de précision, la perte de paires accouplées doit être vérifiée conformément à la norme IEEE 287-2007. Les connecteurs usés ou contaminés peuvent ajouter plus de 0,5 dB. Inspectez et nettoyez avant les opérations critiques.
À 2,4 GHz, les pertes sont élevées pour tous les câbles. LMR-200 : 26 dB/100 m (maintenez la course en dessous de 5 m pour une perte inférieure à 1,3 dB). LMR-400 : 11,5 dB/100 m (acceptable jusqu'à 10 m). LMR-600 : 8,0 dB/100 m (acceptable jusqu'à 15 m). Pour les trajets de plus de 15 m, utilisez le LMR-900 (5,5 dB/100 m) ou installez le point d'accès plus près de l'antenne. Avec le WiFi 5 GHz, les pertes sont de 40 à 50 % plus élevées, ce qui réduit de moitié les distances maximales ci-dessus.
La perte de câble entre l'antenne et le LNA augmente directement le niveau de bruit du système : NF_System = NF_Cable + NF_LNA. Une perte de câble de 3 dB avant que le LNA ne dégrade la sensibilité de 3 dB (moitié de la puissance du signal détectable). Pour les applications critiques en matière de réception (radioastronomie, amateur à signaux faibles, GPS), montez le LNA au point d'alimentation de l'antenne et alimentez le câble coaxial en courant continu. Un LNA de 0,5 dB à l'antenne suivi d'une perte de câble de 10 dB donne NF_System = 0,5 + 10/10 = 1,5 dB. Le même LNA après le câble donne NF_System = 10 + 0,5 = 10,5 dB.

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