CAVO

CAVO (IX, p. 570)

In quest'ultimo decennio ha trovato largo impiego nelle applicazioni pratiche un tipo di cavo elettrico, denominato cavo coassiale, costituito da due conduttori di rame, uno esterno tubolare ed uno interno pieno, quest'ultimo disposto lungo l'asse del conduttore tubolare e tenuto centrato a mezzo di corda a spirale o di rondelle di materiale dielettrico a bassissima perdita (Styroflex, politene, frequenta, ecc.).

Tale tipo di cavo, caratterizzato dalla particolarità di evitare fenomeni di irradiazione, in quanto il campo elettromagnetico resta limitato nello spazio tra la superficie interna del conduttore cavo esterno e la superfic;e esterna del conduttore pieno interno, offre una attenuazione molto bassa anche a correnti di frequenza molto elevata, dell'ordine di qualche diecina di Mc/s, cosicché esso trova oggi impiego in numerose applicazioni pratiche, tra le quali le più importanti sono le seguenti:

a) collegamenti telefonici a frequenze vettrici interurbani, terrestri e sottomarini; b) trasmissione di programmi di televisione; c) alimentazione di antenne per trasmettitori radio.

I tipi di cavi coassiali utilizzati per i collegamenti telefonici interurbani hanno subìto una continua e notevole evoluzione e solamente in questi ultimi anni essi hanno assunto caratteristiche costruttive e dimensionali che si possono oramai considerare normalizzate.

Tali tubi coassiali vengono utilizzati nei cavi interurbani sempre a coppia, secondo il noto sistema a quattro fili, utilizzando cioè un tubo per le comunicazioni in un senso e l'altro per le comunicazioni in senso opposto. Con ogni coppia di tali tubi è possibile così ottenere 600 comunicazioni contemporanee con passo di amplificazione di circa 10 km., ovvero 960 comunicazioni contemporanee, riducendo in quest'ultimo caso il passo di amplificazione a 9 km. circa. Nei cavi interurbani vengono molto spesso utilizzati, invece di due tubi, quattro, sei o otto tubi coassiali disposti nella parte centrale del cavo stesso; intorno ai tubi coassiali vengono poi disposte una o più corone di bicoppie per collegamenti a frequenze vocali, avvolti secondo il noto sistema Dieselhorst-Martin; inoltre nello spazio interstiziale tra i tubi, sono generalmente disposti altri conduttori utilizzati per l'alimentazione e il controllo degli amplificatori di linea delle stazioni amplificatrici non sorvegliate.

Un primo tipo di cavo coassiale per collegamenti telefonici interurbani, utilizzato specialmente negli impianti iniziati prima della seconda Guerra mondiale, noto con la sigla 5/18, è costituito da un conduttore tubulare esterno di rame di diametro interno di mm. 18 e da un conduttore interno di rame di diametro esterno di mm. 5, tenuto centrale rispetto al primo mediante una corda a spirale di styroflex. Tale tipo di cavo coassiale è stato impiegato nel collegamento Parigi-Tolosa-Brive-Bordeaux. Un tipo pià recente, che può considerarsi oramai definitivo in quanto normalizzato per il piano telefonico europeo dal CCIF, è quello noto con la sigla 2,6/9,4 (fig. 1), nel quale la coassialità dei conduttori di rame è ottenuta mediante rondelle di politene dello spessore di 2 mm., infilate, a distanza da 25 a 30 mm., sul conduttore interno. Il conduttore esterno è costruttivamente realizzato con nastro di rame piegato secondo un tubo a sezione circolare aggraffato lungo una generatrice; su di esso sono poi avvolti due nastri di acciaio, aventi la finalità di irrobustire meccanicamente il cavo e proteggerlo dai campi elettromagnetici esterni. Le sue caratteristiche elettriche sono le seguenti: attenuazione: 0,6 neper per km. a un Mc/s e a 22 °C; impedenza caratteristica: 75 ohm; velocità di propagazione: 280.000 km./sec. Il tipo di cavo coassiale suddetto ha avuto larghe applicazioni negli Stati Uniti d'America, in Inghilterra, in Francia e un largo impiego è previsto anche per la rete telefonica interurbana italiana.

Oltre al tipo di tubo coassiale 2,6/9,4 è stato recentemente realizzato per collegamenti telefonici interurbani anche un tipo campale, caratterizzato da una costruzione intesa ad assicurare una grande resistenza meccanica e una grande leggerezza (peso del cavo per metro lineare circa 350 gr.). Tale tipo è anche a dielettrico di politene, non a rondelle ma continuo, con larghe concamerazioni rivolte verso il conduttore interno; esso è armato esternamente, in modo da poter essere teso come un normale conduttore su palificazione in legno o in ferro.

Il cavo coassiale è stato da tempo utilizzato anche per collegamenti telefonici sottomarini. Un primo tipo, realizzato inizialmente con dielettrico di paragutta e successivamente con dielettrico di politene, avente il tubo di rame di diametro esterno di mm. 15,9, fu normalizzato in Inghilterra, ma si dimostrò troppo piccolo per il numero di circuiti richiesti in molti collegamenti sottomarini, cosicché è stato progettato recentemente un nuovo tipo di cavo coassiale, nel quale il diametro esterno del tubo di rame è stato portato a mm. 43,2. Il conduttore interno è tenuto centrato mediante una corda a spirale di politene, a sua volta ricoperta da un cilindro cavo, sempre di politene (fig. 2).

L'attenuazione, per miglio marino, di tale cavo risulta di 1,27 db alla frequenza di 1 Mc/g. Esso è esternamente protetto in modo da poter essere posato a profondità fino a 300 m.

Per la trasmissione di programmi di televisione, i cavi coassiali sono ancora dello stesso tipo di quelli indicati per i collegamenti telefonici, sempre che la banda da trasmettere non superi i 4 Mc/s. Con la maggiore definizione di immagine oggi richiesta, la gamma da trasmettere può raggiungere i 14 ÷ 16 Mc/s ed in tal caso vengono utilizzati cavi coassiali con tubo esterno maggiore di mm. 9,4, ovvero ponti radio (v. televisione e radiocomunicazioni, in questa App.).

L'uso di tubi coassiali è anche molto diffuso per alimentazione di antenne di trasmettitori radio; in tal caso il cavo risulta costruttivamente alquanto differente dai tipi precedentemente descritti, sia per il maggiore diametro del tubo esterno, che deve essere proporzionato alla tensione delle correnti a radiofrequenza da trasmettere, sia per i separatori che servono a tener centrato il conduttore interno, i quali in tal caso risultano di materiale ceramico a bassissima perdita, di tipo frequenta o similare.

L'uso di cavi coassiali per alimentazioni di antenne radio è limitato a frequenze di qualche centinaio di Mc/s. Con il crescere della frequenza ed in particolare passando a frequenze di alcune migliaia di Mc/s, il cavo coassiale darebbe luogo ad attenuazione troppo elevata, a causa particolarmente delle perdite che si determinano nel dielettrico occorrente per tenere centrato il conduttore interno, rispetto al tubo esterno; si ricorre allora all'uso di tubi di rame senza conduttore interno, detti anche cavi tubolari vuoti o guide d'onda, i quali consentono di ridurre notevolmente l'attenuazione.

Tali guide d'onda sono caratterizzate da un comportamento molto diverso da quello del cavo coassiale, in quanto esse si comportano come veri e proprî filtri passa alto, consentendo la trasmissione nel loro interno solamente di frequenze più elevate di un determinato limite, limite che risulta funzione del diametro interno del tubo. In tal caso i tubi, oltreché a sezione circolare, possono essere anche di altra forma e particolarmente a sezione rettangolare (v. antenna, in questa App.).