ВЧ-кабель для антенн LTE

Время чтения 4 минут

Обновлено - 25 января 2024 г.

Хорошие радиочастотные кабели для подключения антенн LTE к маршрутизаторам, как и все используемые разъемы, необходимы для оптимального приема и передачи сигнала. Как правило, чем толще, тем лучше, но и дороже.

Сейчас, как и всегда в жизни, важно найти оптимальный компромисс между ценой и производительностью. Ниже приведены данные, которые следует учитывать при выборе.

Общие условия

Первый шаг - изучение общих условий. Какой длины должен быть кабель, какие максимальные радиусы изгиба возможны при прокладке?

В стационарных условиях (дом, участок) расстояние до мачты передатчика не меняется. Поэтому вы можете рассчитывать напряженность поля приема в зависимости от расстояния до мачты передатчика и, при необходимости, использовать более длинные кабельные линии или кабели "низкого" качества, если прием по-прежнему соответствует желаемому уровню.

В мобильных приложениях всегда следует исходить из наихудших условий, поэтому выбирайте самые короткие кабельные линии и самые качественные кабели и разъемы, неизбежно увеличивая радиус изгиба.
Однако кабели, которые обычно постоянно прикреплены к антеннам, имеют длину до 5 метров, что подходит практически для любой установки, а также позволяет не беспокоиться о выборе подходящего кабеля. Иногда к огорчению тех, кто хочет быть "оптимально" оснащенным.
Если вы используете антенны, поставляемые без постоянно подключенных кабелей, вы можете реализовать это стремление в полной мере.

Кабельная структура

Диэлектрик и экранирование

Высокочастотный (ВЧ) кабель состоит из внутреннего проводника, передающего сигнал, и диэлектрика (белого полиэтиленового пластика, богатого кислородом). Чем мягче диэлектрик, тем больше кислорода задерживается в порах пластика, тем больше допустимый радиус изгиба (чтобы не раздавить поры). Кабель также содержит по меньшей мере одну, а возможно, и несколько помехозащитных оплеточных жил и/или электропроводящих пленок CU.

Радиус изгиба

Радиус изгиба - это наименьший возможный радиус, при котором кабель может быть проложен "за угол" без повреждения внутреннего ВЧ-изоляционного слоя (слоев). Лучшим изолятором является воздух. Поскольку его невозможно реализовать в кабеле, используется вышеупомянутая пластиковая технология.
Кроме того, экранирующая пленка должна быть защищена от разрывов при слишком сильном изгибе, что также требует большего радиуса изгиба. Оплетенные жилы более терпимы в этом отношении.

Материал куртки

Внешняя ПВХ-оболочка, обычно черного цвета и при необходимости устойчивая к ультрафиолетовому излучению, предназначена для защиты кабеля от воздействия окружающей среды и механических повреждений.
Оболочки кабелей без галогенов пожаробезопасны и поэтому предпочтительны в жилых помещениях, так как при пожаре они выделяют меньше дыма и не содержат вредных галогенов, таких как бром, хлор, фтор, йод и их кислые газы.

Кабели, оснащенные таким образом, отвечают требованиям:

• Воспламеняемость в соответствии с IEC 60332-1
• Развитие кислотного газа в соответствии с IEC 60754-1 / 60754-2
• Развитие дыма в соответствии с IEC 61034-2

Экранирование

Хороший кабель характеризуется затуханием экранирования не менее 100 дБ. В средах с высоким потенциалом электромагнитных помех рекомендуется использовать дополнительные волновые барьеры в оболочке из ферритовых сердечников. Они изготавливаются в количестве около 20 штук на кабель путем надвигания на кабель. Они выпускаются с различными внутренними диаметрами. Обычные диаметры, например, 4,95 мм / 7 мм / 10,3 мм.

Поэтому при выборе кабеля следует также учитывать размеры ферритов, которые могут потребоваться и которые имеются в продаже.

ВЧ-кабель и данные

Здесь приведен список часто используемых ВЧ-кабелей в порядке убывания значений затухания. Технические характеристики доступны при нажатии на соответствующий тип кабеля в первой колонке.

Здесь представлены технически идентичные, не указанные отдельно, кабели SSB типа ECO flex x FRNCили HEATEX Отличаются от перечисленных типов только тем, что не содержат галогенов.

Усиление антенны превыше всего?

С точки зрения пользователя, идеально иметь максимально возможное усиление антенны для достижения наилучшей скорости передачи данных. Если сравнить худший высокочастотный кабель с лучшим, разница составит до десятикратного увеличения мощности передачи (маршрутизатора) (3 Вт вместо примерно 0,32 Вт), в зависимости от коэффициента усиления антенны!

Законодатель (Приказ 59/2009 Официальный бюллетень Федерального сетевого агентства № 20/2009 от 21 октября 2009 г.), однако ограничивает мощность передачи EIRP (эквивалентная изотропно излучаемая мощность) до 25 дБм, примерно 0,32 Вт.

Большинство маршрутизаторов позволяют настроить EIRP до 23 дБм в соответствии с законодательством через настройки страны. Это включает в себя запас в 2 дБм. Таким образом, выбор антенны и кабеля определяет, будут ли эти ограничения соблюдены или значительно превышены.

Теория усиления антенн

Информация об усилении на антеннах предполагает усиление. Однако это не так. Антенна ничего не усиливает, поскольку она является пассивным компонентом и только передает или принимает энергию.

Но: направленная антенна может поглощать больше энергии в том направлении, в котором она ориентирована (тем самым якобы усиливая ее), и имеет характеристику излучения в виде более или менее вытянутого лепестка.

Стержневая антенна, с другой стороны, имеет (теоретические) характеристики излучения сферы, принимает и передает во всех направлениях. На стержне антенны формируется "волна", подобная синусоиде, с тремя пересечениями нуля, гребнем и впадиной. Максимальное отклонение этой кривой считается коэффициентом усиления антенны.

Выбор компонентов

Комбинация из 6 м Aircell 5 Кабель, антенна LGAM-7-27-24-58 с коэффициентом усиления 5 дБи в диапазоне 2600 МГц генерирует допустимую мощность передачи 24,55 дБм при мощности 0,29 Вт.
Однако та же антенна имеет коэффициент усиления всего 2 дБи в диапазонах до 800 - 1600 МГц и излучает идентичную мощность передачи 0,3 Вт при 24,71 дБм при использовании кабеля того же типа, но длиной всего 1 м.
Однако при использовании оригинальных 6 метров в этом диапазоне частот мощность передачи составляет всего 23,23 дБм, что соответствует 0,21 Вт!

Чтобы добиться примерно такой же мощности передачи при той же длине кабеля, необходимо использовать кабель EcoFlex 15 и, таким образом, достигнет 24,43 дБм, или 0,28 Вт.

Если вы хотите использовать максимальную мощность передачи (в пределах допустимого диапазона) во всех частотных диапазонах, у вас не будет другого выбора, кроме как работать с разными кабелями (коэффициентами затухания). Это означает: лучший кабель для 800 - 1 600 МГц, худший - для 2 400 МГц.

Расчет

При вводе соответствующих значений для конкретного применения в желтые поля таблицы ниже, соответствующие параметры автоматически рассчитываются и отображаются в зеленых полях.
Обратите внимание на желаемую частоту (800, 1 600 или 2 600 МГц) с учетом значений затухания кабеля, поскольку затухание также увеличивается с ростом частоты.

Если значение EIRP отображается на красном, а не на зеленом фоне, значит, было превышено предельное значение 25 дБм, что специально указано в поле ниже.
В этом случае необходимо использовать либо кабель с большим затуханием, либо большую длину кабеля, либо антенну с меньшим коэффициентом усиления, чтобы соблюсти требования законодательства.

Прокладка кабеля

Пока кабели прокладываются за плинтусами, в кабель-каналах или подвесных потолках, радиус изгиба относительно некритичен. В домах на колесах пространство более тесное, и радиус изгиба становится более актуальным. Оконные проходки обычно реализуются с помощью "плоского" кабеля длиной 20-40 см, что неизбежно приводит к большим потерям на затухание и должно использоваться только в том случае, если нет другого выхода.
Рекомендуемый кабель - например, кабель от Кабельный мастер.

Как уже говорилось в начале, радиусы изгиба не должны быть занижены, чтобы не ухудшить электрические свойства кабеля. Даже кратковременный "перегиб" неизбежно приведет к необратимому разрушению диэлектрика в этой точке.

Удлинители

Следует избегать удлинения кабеля, поскольку каждое штекерное соединение приводит к новым потерям на затухание, которые учитываются при расчете EIRP и должны компенсироваться более высокими коэффициентами усиления антенны.