Обычно я не слишком часто имею дело с разъемами типа "F". Но поскольку занимался некоторое время телевизионной антенной на даче, то решил чуть подробнее и разъемом заняться.
В основном интересовало влияние влаги на разъем, а также качества/усилия затягивания.
Для исследования несколько объектов:
- Просто пара переходов SMA-F.
- Разъем F идущий непосредственно к телевизору.
- Покупной патч-корд RG-6 - 7.5 метров. Разъемы с термоусадкой.
- Кабель RG-6 - 4.5 м, самостоятельно разделанный. Разъемы с резинкой и термоусадкой.
- Еще кабель RG-6 ~3.8 м, разъемы "как есть" без элементов герметизации. Сам кабель не самый лучший, диаметр заниженный.
Первый этап - два перехода: SMA(female) - F(female) и F(male) - SMA(female). Смотрим характеристики при помощи NanoVNA в различных условиях: нормально затянуто, слабо затянуто, после мороза, после добавления незначительного кол-ва влаги в разъем (буквально капля ватной палочкой).
Ничего существенного по данному этапу не скажу. Картина на приборе соответствует ожидаемой. КСВ на низких частотах стремится к 1, на высоких пульсирует в диапазоне от 1 до 1.5*1.5 = 2.25. Так и должно быть для двух несогласованных переходов 50/75 Ом. От затягивания картина меняется слабо. На частотах ниже 1.5-2ГГц что-то начинает меняться, только если почти совсем раскрутить. На более высоких частотах "дышит" сильнее. От климатики ничего не меняется, в том числе если разъем немного недотянуть. Серию тестов повторял два раза.
Второй этап. Разъем идущий к ТВ (через переход). В данном случае разъем F(male) уже прямо окунул в воду на секунду. Опыт повторялся два раза с перерывом в несколько дней. В первый раз были зафиксированы единичные сбои/артефакты на изображении. Дефекты точечные, картинка в целом не рассыпалась. Где-то 3 сбоя за 15 - 20 минут. Уровень сигнала на ТВ не изменился (непосредственно во время сбоев поймать не удалось, поскольку очень короткие). Во второй раз никаких сбоев не было выявлено. Однако дней через 5-6 после этих тестов незначительно просел уровень сигнала на ТВ. На 1 и 2 мультиплексе с 100% до 98-99%. На 3-м мультиплексе с 98-99% до 96%. После перекручивания разъема все вернулось к исходным цифрам. Каких-то сбоев нв изображении при этом не было. Явных следов окисления в районе разъема замечено не было. Жила в данном случае полностью медная.
Третий этап. Климатика кабельных сборок.
Испытания проходили в три этапа:
- До влаги. Фиксация характеристик.
- После суток нахождения в воде.
- После 5 суток высыхания. Не разбирая разъем.
Первый образец покупной кабель RG-6, 7.5м длиной. Разъемы установлены с термоусадочной трубкой (с клеем или без не знаю). F разъем перед испытаниями подтягивал ключом.
При испытаниях на воздействие влаги - резьба разъемов F под водой, SMA часть перехода - снаружи.
Чтобы оценить результаты пришлось прибегнуть к некоторой обработке результатов. Графики изрезанные, пульсирующие из-за КСВ и возможно из-за параметров кабеля. Поэтому для сравнения в EXCEL выбраны полиномиальные линии тренда (аппроксимация). Также для сравнения был выбран диапазон 1-2 ГГц. Возможно это не слишком хорошо, поскольку эфирное ТВ ниже 1 ГГц, а спутниковое ТВ выше 2 ГГц. Однако на частотах ниже 1 ГГц картина меняется слабо, а выше 2 ГГц график слишком неравномерный.
В результате видно, что после воздействия влаги потери заметно выросли, в среднем на 0.5 дБ. После высыхания в течение 5 дней (в собранном виде) картина улучшилась, но к исходному состоянию не вернулась. Резьба несколько окислилась, в районе центральной жилы следы ржавчины.
Следующий образец - тоже RG-6, длина 4.5 м. Использовались герметичные разъемы с резиновым кольцом внутри, а также термоусадка с клеевым подслоем.
В данном случае картина изменилась не сильно, потери выросли примерно на 0.1 дБ. Правда и эффекта высыхания не заметно, даже еще немного ухудшилось. Повторяемость результатов измерения, уход калибровки NanoVNA я оцениваю где-то 0.03-0.05 дБ (в данном диапазоне).
Резьба переходов слегка окислилась, как и в предыдущем случае, однако внутри чисто, следов ржавчины не выявлено.
Ну и третий вариант. Еще один кабель RG-6, длина ~ 3.8 м. Разъемы без резинки и без термоусадки. Сам кабель не из лучших, диаметр заниженный. Разъемы устанавливались слишком свободно, пришлось даже подложить дополнительную фольгу.
На удивление результаты не слишком сильно отличаются от предыдущего случая (может незначительно хуже). Тенденции примерно те же, ухудшение незначительное, но возврата к исходному состоянию за 5 дней не произошло.
После воздействия влаги - окисление, белесость по резьбе (на фото плохо видно, но она есть). Кроме того в одном из разъемов ржавчина внутри. Переходы после каждого испытания очищал как мог, со спиртом и давал какое-то время высохнуть, так что следы свежие, с предыдущих испытаний ничего явно заметного остаться не должно.
Возможно в первом случае все же недостаточно хорошо затягивал ключом, поэтому результат получился хуже. Ну или просто совпадение различных факторов. Тем не менее какая-то деградация происходит во всех случаях. Резьба окисляется достаточно быстро в присутствии заметного кол-ва влаги.
Выводы по этим результатам сделать сложно, но все же попробую.
- Воздействие незначительного количества влаги, иней/роса в краткосрочной перспективе заметного влияния скорее всего не окажут. По крайней мере при хорошем уровне сигнала.
- Большое количество влаги даже при относительно кратковременном воздействии негативно повлияет на соединение, однако величина эффекта в значительно степени лотерея.
- Наибольшую опасность представляет эффекты длительного воздействия влаги. Затекание воды в оплетку и распространение по ней. Заметное окисление контактов, особенно внутреннего проводника. Медь почернеет/позеленеет, а тонкий алюминий так просто может рассыпаться.
- Защищать от влаги разъемы, находящиеся на улице необходимо. В исходном варианте разъем "F" совершенно не защищен. При этом нужно использовать рекомендованные, проверенные способы герметизации. Иначе можно сделать хуже, вода все-таки попадет, а потом не выйдет.
- Лучше все-таки затягивать разъем как следует. Но тут желательно не переборщить, можно повредить ответную часть при слишком большом усилии. Я не нашел официальных данных с каким усилием следует затягивать разъем "F".
В случае с эфирным ТВ можно допустить некоторые вольности. Термоусадка с клеем я думаю не помешает, помимо всего прочего она добавит механической прочности разъему, будет меньше нагрузка на хвостовик с заделанной оплеткой. В остальном же думаю достаточно исключить попадания прямых струй влаги. Например соорудить какой-нибудь козырек итд. Стандартные резиновые колпачки, которые часто ставят, тоже могут подойти. Однако тут как раз есть риск, что влага все-таки попадет под колпачок, а сохнуть потом будет долго и плохо.
В случае со спутниковым ТВ все серьезнее. Более высокий частотный диапазон ~ 2.5 ГГц, против менее 1 ГГц. К тому же в данном случае по кабелю еще и передается питание для конвертера и не только. Поэтому и кабели/разъемы надо использовать более качественные и принимать меры для герметизации. Тут и термоусадка нужна и резинка в разъеме не помешает. И со стороны резьбы желательно как-то защитить. Кто-то герметиком мажет резьбу. Где-то сверху наматывают герленовую ленту. Обычную изоленту как правило не рекомендуют. Ну и работы проводить не при повышенной влажности. Впрочем я лично со спутниковым ТВ очень мало дело имел.
Некоторые дополнительные мысли. Еще подумал, что в принципе окисление по резьбе для эфирного ТВ может и не привести к существенному ослаблению сигнала. Опять-таки, если у нас не активная антенна и не нужно по кабелю подавать питание на усилитель. Чисто для ВЧ сигнала может работать и емкостная связь. Ради интереса обмотал резьбу сантехнической ФУМ-лентой и посмотрел к чему это приводит.
Когда разъем затянут, то контакт все равно получается по торцу. Даже если на торце есть лента, все равно разъем ее продавливает насквозь. Поэтому для ликвидации электрического контакта пришлось немного раскрутить разъем. Видно, что на частотах ниже 1 ГГц (или даже 1.5 ГГц) разницы большой нет. а выше разница возможно в основном из-за ослабления разъема.
Кстати в принципе можно наверное было бы использовать ФУМ ленту для герметизации разъема. Только накручивать ее не на всю резьбу а на половину, на внешнюю часть. В идеале вообще контакт должен быть по торцевой части, но пусть лучше и по резьбе будет, особенно если постоянный ток нужно передавать. Но это отдельная тема, пока на этом закончим.