Boas práticas no uso de cabos, conectores e adaptadores de alta frequência em telecomunicações

Em telecomunicações, cabos, conectores e adaptadores desempenham um papel crucial para o funcionamento eficiente das redes, inclusive em tecnologias sem fio como o 5G. A escolha e o uso adequado do tipo de conexão também são vitais para a integridade dos dispositivos e para a garantia da qualidade do sinal conduzido pela linha de transmissão. A calibração da atenuação desses componentes é recomendável para assegurar o desempenho e a integridade dos sistemas de telecomunicações e radiofrequência.

Fabrício Gonçalves Torres, pesquisador do IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Em telecomunicações, cabos, conectores e adaptadores desempenham um papel importante no bom funcionamento da rede. Mesmo nos sistemas de comunicação sem fio, como no 5G, estes dispositivos continuam sendo essenciais para o tráfego conduzido entre antenas e geradores, bem como entre antenas e receptores, e estão longe de se tornarem obsoletos.

Em sistemas elétricos de baixa frequência, como os de 60 Hz, ou mesmo DC, e em distâncias curtas, para garantir uma boa conexão, normalmente, leva-se em consideração apenas a qualidade do material condutor e o diâmetro da bitola, o qual deve ser adequado ao nível de corrente elétrica que o condutor precisa suportar. Entretanto, em sistemas de telecomunicações, onde os sinais conduzidos são de alta frequência, o modelo teórico usado para sistemas elétricos não é mais apropriado. Nestes casos, é necessário considerar a aplicação do modelo de linha de transmissão mais adequada.

Quando o comprimento da linha de transmissão é maior que o comprimento de onda da frequência do sinal que ela propaga, a linha pode exibir comportamento ressonante ou reativo. Isso é resultado da sua impedância característica, que é determinada pelos componentes indutivos, capacitivos e resistivos da linha. É recomendável que as impedâncias de todos os dispositivos, incluindo transmissores, receptores e antenas, estejam devidamente casadas com a impedância característica da linha de transmissão. Caso contrário, ondas estacionárias se propagarão pela linha, prejudicando a eficiência do sistema, devido ao aumento da atenuação do sinal.

Para garantir o adequado casamento de impedâncias, o tipo de conexão pode influenciar significativamente, variando de acordo com a aplicação e, principalmente, com a faixa de frequência de trabalho. Alguns dos principais conectores utilizados são:

• BNC (Bayonet Navy Connector): tem grande uso em aplicações de vídeo e radiofrequência, com frequências até 2 GHz. O conector é construído em diversas impedâncias características, porém, as mais comuns são 50 Ω e 75 Ω (figura 1).

• Tipo N (Navy): é designado para frequências de até 18 GHz. As impedâncias características mais comuns também são 50 Ω e 75 Ω, porém, o pino central possui diâmetro diferente. O pino central do conector de 75 Ω é menor que o de 50 Ω (figura 2).

• SMA (subminiature A): é um dos conectores mais usados em RF e micro-ondas. Muitos conectores SMA têm alto coeficiente de reflexão ou VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), comparados a outros tipos de conectores, como, por exemplo, o 3,5 mm (figura 3).

• 3,5 mm: foi desenvolvido de forma que pudesse se conectar mecanicamente com o popular SMA, permitindo diversas de conexões sem alteração significativa de suas características. Normalmente, possibilita chegar em frequências até 26,5 GHz (figura 4).

• 2,4 mm: foi desenvolvido para trabalhar em frequências até 50 GHz. Este conector possibilita casar com o SMA ou 3,5 mm, utilizando-se adaptadores de alta precisão (Figura 5).

Cuidados gerais com conectores e adaptadores

Os passos a seguir são recomendações valiosas para que se possa manter a integridade dos dispositivos de telecomunicações ou radiofrequência. A utilização inadequada de conectores ou adaptadores pode resultar não apenas em perdas significativas na qualidade do sinal, mas também em danos físicos à entrada ou saída dos dispositivos.

• Antes de realizar uma conexão, faça uma inspeção visual para identificar possíveis sujeiras ou ranhuras (figura 6). Se necessário, limpe os conectores e adaptadores adequadamente. Uma conexão realizada com conectores sujos ou danificados pode interferir integridade do sinal e, inclusive, danificá-los. Ao identificar um conector danificado, não o utilize até a sua substituição.

• Não use produtos abrasivos para a limpeza. A limpeza deve ser realizada somente com álcool isopropílico. Mantenha os conectores e adaptadores armazenados com os plásticos de proteção.
• Na limpeza, se possível, utilize um compressor de ar, que possua filtros para saída de ar limpo (sem partículas e óleo). O bico do compressor deverá ser aterrado para evitar risco de eletricidade estática, e a pressão do ar deverá ser, no máximo, de 414 kPa (60 psi). O compressor de ar auxiliará na retirada de partículas localizadas dentro dos conectores e adaptadores. Não utilize o compressor, caso não seja possível avaliar a qualidade do ar lançado por ele. Na maioria dos casos, a limpeza com bastonetes de algodão é suficiente.
• Na conexão, alinhe os conectores cuidadosamente. Conexões desalinhadas podem danificar o pino central dos conectores. Inicialmente, realize as conexões de forma suave, girando somente a rosca do conector e, quando apropriado, use uma chave de torque (figura 7) para finalizar a conexão (tabela I).

Tab. I – Especificação da chave de torque para diferente tipo de conector

• Evite tocar no pino central dos conectores. Se o contato for necessário, tome as devidas precauções com relação a eletricidade estática e certifique-se de que os equipamentos envolvidos estejam desenergizados. Evite também segurar os conectores e adaptadores desnecessariamente durante uma medição. Os dedos agem como fonte de calor e podem aumentar a temperatura do dispositivo e, consequentemente, afetar suas características elétricas.

Além dessas recomendações, é de boa praxe que cabos, conectores e adaptadores estejam calibrados no que diz respeito ao nível de atenuação. Embora visualmente adequados, em alguns casos (decorrentes da qualidade do material, precisão na usinagem da peça, ou pelo uso prolongado, por exemplo), há risco de que um conector ou adaptador esteja influenciando significativamente e prejudicando a qualidade do sinal conduzido pela linha de transmissão.

Fabrício Gonçalves Torres é físico, mestre em Processos Industriais e responsável pela área de Alta Frequência e Telecomunicações do Laboratório de Metrologia Elétrica do IPT. Possui mais de 17 anos de experiência em metrologia e realiza auditorias, consultorias e treinamentos na área de qualidade, metrologia e instrumentação.
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