HF-kabel til LTE-antenner

Læsetid 4 minutter

Opdateret - 25. januar 2024

Gode RF-kabler til tilslutning af LTE-antenner til routere er afgørende for optimal modtagelse og transmission, og det samme gælder alle de anvendte stik. Generelt gælder det, at jo tykkere, jo bedre, men også jo dyrere.

Nu, som altid i livet, er det vigtigt at finde det bedste kompromis mellem pris og ydeevne. De data, du skal overveje, når du træffer dit valg, er forklaret nedenfor.

Generelle betingelser

Det første skridt er at undersøge de generelle forhold. Hvor langt skal kablet være, og hvilke maksimale bøjningsradier er mulige under installationen?

I det stationære miljø (hus, ejendom) ændres afstanden til sendemasten ikke. Du kan derfor antage, at modtagelsesfeltets styrke afhænger af afstanden til sendemasten, og om nødvendigt acceptere længere kabeltrækninger eller kabler af "dårligere" kvalitet, så længe modtagelsen stadig svarer til det ønskede niveau.

I mobile applikationer bør man altid gå ud fra de værste forhold og derfor vælge de korteste kabeltræk og de bedste kabel- og stik-kvaliteter med uundgåeligt større bøjningsradier.
Men kablerne, som normalt er fastgjort til antennerne, er op til 5 meter lange, hvilket passer til næsten alle installationer, men også gør, at man ikke skal bekymre sig om at vælge det rigtige kabel. Nogle gange til stor ærgrelse for dem, der ønsker at være "optimalt" udstyret.
Hvis du bruger antenner, der leveres uden permanent tilsluttede kabler, kan du opfylde denne ambition fuldt ud.

Kabelstruktur

Dielektrikum og afskærmning

Et højfrekvent (HF) kabel består af en indre leder, der overfører signalet, et dielektrikum (en iltrig, hvid PE-plast). Jo blødere dielektrikum, jo mere ilt er fanget i plastens porer, og jo større er den tilladte bøjningsradius (for at forhindre, at porerne bliver knust). Kablet indeholder også mindst én og muligvis flere interferensafskærmende flettede kerner og/eller elektrisk ledende CU-folier.

Bøjningsradius

Bøjningsradius er den mindste mulige radius, hvor kablet kan lægges "rundt om hjørnet" uden at beskadige de(t) interne HF-isolerende lag. Den bedste isolator ville være luft. Da dette ikke kan realiseres i et kabel, anvendes den ovennævnte plastteknologi.
Desuden skal afskærmningsfolierne beskyttes mod at blive revet over ved at bøje dem for stramt, hvilket også kræver en større bøjningsradius. Flettede kerner er mere tolerante i denne henseende.

Materiale til jakke

Den ydre PVC-kappe, som normalt er sort og om nødvendigt UV-bestandig, er designet til at beskytte kablet mod miljøpåvirkninger og mekaniske skader.
Halogenfrie kabelkapper er brandsikre og foretrækkes derfor i boligmiljøer, fordi de producerer mindre røg og ingen skadelige halogener som brom, klor, fluor eller jod eller deres syregasser i tilfælde af brand.

Kabler, der er udstyret på denne måde, opfylder betingelserne med hensyn til:

• Antændelighed i henhold til IEC 60332-1
• Udvikling af syregas i henhold til IEC 60754-1 / 60754-2
• Røgudvikling i henhold til IEC 61034-2

Afskærmning

Et godt kabel er kendetegnet ved en skærmdæmpning på mindst ca. 100 dB. I miljøer med et højt potentiale for elektromagnetisk interferens anbefales yderligere kappebølgebarrierer lavet af ferritkerner. Disse konstrueres med omkring 20 stykker pr. kabel ved at skubbe dem over kablet. De fås med forskellige indvendige diametre. Almindelige diametre er f.eks. 4,95 mm / 7 mm / 10,3 mm.

Valget af kabel bør derfor også baseres på dimensionerne af de ferritter, der kan være behov for, og som er kommercielt tilgængelige.

HF-kabel og data

Her er en liste over hyppigt anvendte HF-kabler i faldende rækkefølge efter dæmpningsværdier. Datablade er tilgængelige ved at klikke på den respektive kabeltype i den første kolonne.

Her er teknisk identiske, ikke separat opførte, SSB-kabler af typen ECO flex x FRNCeller HEATEX adskiller sig kun fra de anførte typer ved at være halogenfri.

Antenneforstærkning frem for alt?

Fra brugerens synspunkt er det ideelt at have den højest mulige antenneforstærkning for at opnå de bedste dataoverførselshastigheder. Hvis man sammenligner det dårligste HF-kabel med det bedste, er forskellen op til en tidobling af (routerens) transmissionseffekt (3 W i stedet for ca. 0,32 W), afhængigt af antenneforstærkningen!

Lovgiveren (Bekendtgørelse 59/2009 Det føderale netværksagenturs officielle tidende nr. 20/2009 af 21. oktober 2009) begrænser dog transmissionseffekten EIRP (equivalent isotropically radiated power) til 25 dBm, ca. 0,32 W.

De fleste routere tillader en lovmedholdelig opsætning af EIRP til 23 dBm via landeindstillingerne. Dette inkluderer en reserve på 2 dBm. Valget af antenne og kabel afgør derfor, om disse grænser overholdes eller overskrides betydeligt.

Teori om antenneforstærkning

Oplysningerne om forstærkning på antenner antyder forstærkning. Men det er ikke tilfældet. En antenne forstærker ikke noget, da den er en passiv komponent og kun videresender den sendte eller modtagne effekt.

Men: En retningsbestemt antenne kan absorbere mere energi fra den retning, den er rettet mod (og dermed angiveligt forstærke den) og har en udstrålingskarakteristik i form af en mere eller mindre langstrakt lob.

En stavantenne har derimod en kugles (teoretiske) udstrålingsegenskaber og modtager og sender i alle retninger. Der dannes en "bølge" på antennestaven som en sinusbølge med tre nulgennemgange og en bølgetop og -bund. Den maksimale afbøjning af denne kurve betragtes som antenneforstærkningen.

Valg af komponenter

En kombination af 6 m Aircell 5 Kabel, antenne LGAM-7-27-24-58 med 5 dBi forstærkning i 2.600 MHz-området genererer en tilladt transmissionseffekt på 24,55 dBm ved 0,29 W.
Den samme antenne har dog kun en forstærkning på 2 dBi i områderne op til 800 - 1.600 MHz og udsender en identisk transmissionseffekt på 0,3 W ved 24,71 dBm med samme kabeltype, men kun 1 m kabellængde.
Men hvis man bruger de oprindelige 6 meter i dette frekvensområde, er sendeeffekten kun 23,23 dBm, hvilket svarer til 0,21 W!

For at opnå omtrent samme transmissionseffekt med samme kabellængde skal du bruge kablet EcoFlex 15 og ville dermed opnå 24,43 dBm eller 0,28 W.

Hvis du vil udnytte den maksimale sendeeffekt (inden for det tilladte område) i alle frekvensområder, er du nødt til at arbejde med forskellige kabler (dæmpningsfaktorer). Det betyder: det bedste kabel til 800 - 1.600 MHz, det dårligste til 2.400 MHz.

Beregning

Ved at indtaste de respektive værdier for den specifikke applikation i de gule felter i tabellen nedenfor beregnes de relevante parametre automatisk og vises i de grønne felter.
Bemærk den ønskede frekvens (800, 1.600 eller 2.600 MHz) med hensyn til kablets dæmpningsværdier, da dæmpningen også øges med stigende frekvens.

Hvis EIRP-værdien vises med en rød i stedet for en grøn baggrund, er grænseværdien på 25 dBm overskredet, hvilket er specifikt angivet i feltet nedenfor.
I så fald skal der enten bruges et kabel med en højere dæmpning eller en længere kabellængde eller en antenne med en lavere forstærkning for at overholde de juridiske bestemmelser.

Kabellægning

Så længe kablerne skal lægges bag fodpaneler, i kabelkanaler eller under lofter, er bøjningsradier relativt ukritiske. I autocampere er pladsen mere trang, og bøjningsradier er et større problem. Vinduesgennemføringer udføres normalt med et 20-40 cm langt "fladt" kabel, hvilket uundgåeligt resulterer i højere dæmpningstab og kun bør bruges, hvis der absolut ikke er nogen anden mulighed.
Et anbefalet kabel er f.eks. det fra Kabelmester.

Som nævnt i begyndelsen bør bøjningsradier ikke underskrides for at undgå at forringe kablets elektriske egenskaber. Selv et kort "knæk" vil uundgåeligt føre til irreversibel ødelæggelse af dielektrikummet på dette punkt.

Udvidelser

Kabelforlængelser bør undgås, da hver stikforbindelse resulterer i nye dæmpningstab, som indgår i beregningen af EIRP og skal kompenseres med højere antenneforstærkninger.