エグゼクティブサマリー：減衰の物理学
信号減衰（挿入損失）とは、ケーブルを伝送中に信号強度が低下することであり、デシベル（dB）で測定されます。これは、導体の抵抗加熱と誘電体でのエネルギー吸収によって引き起こされます。長距離での損失を最小限に抑えるには、太いセンター導体（抵抗を減らすため）と低密度誘電体（静電容量を減らすため）を優先する必要があります。「低損失」ケーブル（LMR-400など）は、標準的なMil-Spec（RG）ケーブルよりも優れた性能を発揮するためにフォーム誘電体を利用しています。
主要なエンジニアリングの経験則：
- 「3dB」ルール：3dBの損失は、電力の50%を失ったことを意味します。3dBの損失があるケーブルに100ワットを供給した場合、アンテナに到達するのは50ワットのみです。
- 周波数ルール：減衰は周波数とともに増加します。VHF（150 MHz）では問題なく機能するケーブルでも、Wi-Fi（2.4 GHz）では「壁」となる可能性があります。常に最も高い動作周波数に基づいてケーブルを選定してください。
- 直径ルール：物理学の法則により、他の条件がすべて同じであれば、太いケーブルほど損失は少なくなります。高周波数で20フィートを超える距離には、細いRG-58を使用しないでください。
技術的詳細：表皮効果と誘電損失との戦い
長距離RFアセンブリでは、素材の選択は耐久性のためではなく、波形の維持のために重要です。
1. 導体のサイズと表皮効果
DCでは、電流はワイヤの断面全体を流れます。RF周波数では、電流は外表面に押し付けられます。これが表皮効果です。
- 問題点：実質的に、ワイヤは中空のチューブのようになり、抵抗が大幅に増加します。
- 解決策：ソリッドセンター導体（撚り線ではなく）を使用したケーブルを使用し、直径を増やしてください。超高周波数では、銅導体に銀メッキを施すと、銀は銅よりも導電性が高いため、その外側の「表皮」の抵抗が減少し、役立ちます。
2. 誘電体の重要性：ソリッド vs. フォーム
センターピンとシールド（誘電体）の間の絶縁体はコンデンサとして機能し、エネルギーを蓄積および放散します。
- ソリッドPE（ポリエチレン）：標準的なRG-58/RG-213に使用されています。耐久性がありますが、誘電損失が大きいです。
- フォームPE：LMRシリーズや低損失ケーブルに使用されています。プラスチックにガス（窒素）を注入することで、導体に接触する材料の量を減らし、誘電率を下げ、伝播速度（Vp）を向上させます。Vpが高いほど、一般的に損失は低くなります。
- PTFE（テフロン）：高出力/高温用途に優れていますが、フォームPEよりも減衰量が高い場合があります。
3. コネクタ挿入損失
すべての接続ポイントで損失（通常0.1dB～0.5dB）と潜在的なインピーダンス不整合（VSWR）が発生します。
- 戦略：長距離配線の場合、アダプターの使用を最小限に抑えます。現場でアダプターを接続するのではなく、工場で適切なコネクタ（例：NタイプからSMA）を取り付けたカスタムケーブルアセンブリを注文してください。
比較データ：ケーブル減衰マトリックス（100フィートあたりの損失）
注：数値が低いほど優れています。値は標準的なデータシートに基づいた概算値です。
|
ケーブルタイプ |
誘電体 |
直径 |
150 MHzでの損失 |
900 MHzでの損失 |
2.4 GHzでの損失 |
最適な用途 |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
RG-58 |
ソリッドPE |
0.195" |
6.2 dB |
16.5 dB |
28.7 dB（使用不可） |
短いパッチケーブル（5フィート未満） |
|
RG-213 |
ソリッドPE |
0.405" |
2.8 dB |
7.9 dB |
14.5 dB |
HF/VHFアマチュア無線 |
|
LMR-195 |
フォームPE |
0.195" |
4.4 dB |
11.1 dB |
17.7 dB |
Wi-Fiジャンパー（RG-58より高性能） |
|
LMR-400 |
フォームPE |
0.405" |
1.5 dB |
3.9 dB |
6.8 dB |
基地局フィード（100フィート未満） |
|
1/2インチハードライン |
エア/フォーム |
0.630" |
0.8 dB |
2.2 dB |
3.9 dB |
Cell Towers / Long Haul |
Frequently Asked Questions (FAQ)
What is the difference between RG and LMR cables?
RG (Radio Guide) is an older military specification (e.g., RG-58, RG-213) that typically uses solid polyethylene dielectrics. LMR (Low Loss) is a trademark of Times Microwave (and widely copied) that uses Foam Polyethylene and dual shielding (Bonded Foil + Braid). LMR cables generally offer 20-40% lower attenuation than their RG equivalents of the same size.
Why not use the thickest cable everywhere?
Flexibility and Cost. Thick cables like LMR-600 or Hardline are rigid and difficult to route. They can damage the connectors on delicate equipment (like a Wi-Fi router) due to torque stress. The standard strategy is to use thick cable for the long run and a thin, flexible "pigtail" or jumper (LMR-195) for the final 2 feet to the device.
Does cable length affect VSWR?
Technically, yes, but deceptive. Long, lossy cables can actually "mask" high VSWR. If the signal attenuates significantly on the way to the antenna and back, the reflected energy measured at the source will appear low, giving a false "good" reading. Always measure VSWR at the antenna side if possible, or account for cable loss in your calculations.
Is stranded or solid center conductor better for low loss?
Solid is better. Stranded conductors have higher DC resistance and allow for slight variations in the signal path. However, solid conductors break easily if repeatedly bent. Use solid core for fixed infrastructure (up the tower) and stranded core for patch cables that will be moved often.
About the Author
Michael Wang
Senior Technical Engineer
As the technical lead at TeleWire, Michael bridges the critical gap between complex engineering requirements and precision manufacturing. With deep expertise in Design for Manufacturing (DFM) and signal integrity, he oversees the technical validation of custom interconnect solutions for mission-critical automotive, industrial, and medical applications.
