Koaxiální kabel s bimetalickým středovým vodičem CCA
Při budování různých komunikačních systémů (zejména v rozsahu 150 – 9000 MHz) se často stává nutností použít poměrně dlouhou cestu přenosu signálu k anténě (desítky metrů). To je dáno nutností umístit drahá vysílací a přijímací zařízení na místa, která jsou více chráněna (před náročnými klimatickými podmínkami, vandalismem) a přístupná pro běžnou údržbu, obvykle uvnitř teplých kontur budov (horní podlaží, podkroví). Navíc takových zařízení určených k oddělení aktivní jednotky transceiveru a antény, ať už jde o VHF radiostanici nebo přístupový bod Wi-Fi, je na trhu velká většina.
Aby byla zajištěna přijatelně nízká úroveň ztráty signálu v cestě na těchto frekvencích, je nutné použít poměrně velké flexibilní měděné kabely (obvykle alespoň 10-13.5 mm, jako 8D-FB, 10D-FB, Belden 9913 atd. ).
V podmínkách neustále rostoucích cen mědi jsou náklady na takovou cestu někdy srovnatelné s náklady na aktivní zařízení. V důsledku toho se neustále rodí stále více „nových“ technologií a levných zařízení a gadgetů, které obvykle kombinují jak anténu, tak aktivní jednotku (například přístupové body Wi-Fi) v jednom plastovém pouzdře. Taková kombinovaná zařízení jsou samozřejmě zcela opodstatněná z hlediska minimalizace ztrát signálu v dráze antény (anténa ve skutečnosti stojí přímo na výstupu vysílače nebo vstupu přijímače), ale musíme vzít v úvahu uvědomte si, že taková plastová krabice, zejména v našich zeměpisných šířkách, neodolá žádné kritice a začne vytékat, zamrzat a obecně nevydrží dlouho. Výsledkem je, že jako vždy někdo na těchto úsporách vydělá velké peníze, zatímco někdo (zpravidla koncový uživatel) hodně ztrácí na kvalitě poskytovaných komunikačních služeb.
Samozřejmě existuje mnoho kvalitních kombinovaných zařízení, ale jedná se o zcela odlišná zařízení, u kterých je pouze jedno klimaticky chráněné pouzdro s termostatickým systémem cenově srovnatelné s vysílací měděnou kabelovou cestou, nebo dokonce výrazně dražší. Čili jde o dost drahá zařízení, ale zase – vandalismus, krádeže, nepohodlí údržby atp.
V posledních letech, v důsledku toho, co se dnes říká jako nestálost a rostoucí ceny mědi, vzrostl zájem o koaxiální kabely, které používají vodiče vyrobené z hliníku potaženého mědí (Copper Clad Aluminium – dále CCA) a mají výrazně nižší náklady než jejich měděné protějšky. Tradičně ruské společnosti (to je naše 15 letá zkušenost) preferují měděné koaxiální kabely. Je v tom ospravedlnitelné množství konformismu, ale když se na to podíváte jinak?
Ostatně je již dlouho známo, že ve světě velmi běžné kabely, například LMR-400, používají poměděné centrální jádro (průměr 2.74 mm). Je to bezpečný způsob, jak dosáhnout přiměřených úspor nákladů a ovlivní takové úspory výkon systému jako celku?
Existuje mnoho populárních mýtů, že poměděný hliník „není dobrý“. „Hněv lidí“ je slyšet především na fórech a v technických komunitách zapojených do výstavby satelitní a kabelové televize, kde průřez kabelu nepřesahuje 6 mm a profesionálové preferují měď.
Ano, vše je zde logické, protože za prvé, při použití vodičů SCA v tenkých kabelech nejsou pozorovány prakticky žádné významné úspory, protože tenké SSA a měděné kabely jsou cenově přibližně stejné (5-10% rozdíl). Úspora je v tomto případě pouze pro ty, kteří pracují na velkých objemech zboží a tento kabel dovážejí nebo vyrábějí v „vozech“ a zejména na 75ohmové kabely s poměděnými ocelovými vodiči (Copper Clad Steel – CCS).
Ke skutečné úspoře nákladů v našem případě dochází u poměrně velkých kabelů, kde je mědi opravdu hodně.
Zkusme tedy zvážit klady a zápory pro skupinu 50ohmových kabelů o průměru 10-14 mm ve frekvenčním rozsahu 150 – 9000 MHz, která nás zajímá.
Ekonomické zázemí
Cena vodiče, stejně jako CCA a mědi, závisí na hmotnosti. Kvůli složitosti výroby je vodič vyrobený z poměděného hliníku výrazně dražší než měděný vodič ekvivalentní hmotnosti. Ale délka drátu CCA je delší než drát měděný (poměr délek 2,5:1).
Vzhledem k tomu, že cena kabelu závisí na jeho délce, jsou ceny kabelu se středovým vodičem z poměděného hliníku v průměru o 20 – 25 % nižší než ceny kabelu s měděným vodičem. Navíc ceny kabelů vyrobených výhradně z CCA vodičů jsou v průměru o 50 % nižší než za podobné měděné. CCA vodič je méně náchylný na výkyvy cen mědi, protože Mědi je tam podstatně méně (10-15 obj. %).
Mechanické vlastnosti
Měděný vodič je pevnější než CCA, měď má také vyšší koeficient prodloužení, tzn. mechanické vlastnosti mědi jsou lepší (viz tabulka 1).
Z hlediska mechanického zatížení kabelu však tyto výhody nejsou tak významné, protože Kabely již dávno neslouží jako nosný konstrukční prvek. Kromě toho je hmotnost kabelu s vodičem CCA výrazně nižší než hmotnost měděného, což výrazně usnadňuje přepravu a zvedání kabelu během instalace. CCA je navíc měkčí než měď, a proto jsou kabely s hliníkovými vodiči s měděným pláštěm tažnější a snadněji se instalují.