Καλώδια HF για κεραίες LTE - Consulting & Services intl. Achim Görner

Πίνακας περιεχομένων

Χρόνος ανάγνωσης 4 λεπτά

Ενημέρωση - Ιανουάριος 25, 2024

Τα καλά καλώδια RF για τη σύνδεση των κεραιών LTE με τους δρομολογητές είναι απαραίτητα για τη βέλτιστη απόδοση λήψης και μετάδοσης, όπως και όλοι οι σύνδεσμοι που χρησιμοποιούνται. Σε γενικές γραμμές, όσο πιο χοντρό τόσο το καλύτερο, αλλά και όσο πιο ακριβό.

Τώρα, όπως πάντα στη ζωή, είναι σημαντικό να βρείτε τον καλύτερο συμβιβασμό μεταξύ τιμής και απόδοσης. Τα δεδομένα που πρέπει να λάβετε υπόψη σας όταν κάνετε την επιλογή σας εξηγούνται παρακάτω.

Γενικοί όροι

Το πρώτο βήμα είναι η έρευνα των γενικών συνθηκών. Πόσο μακρύ πρέπει να είναι το καλώδιο, τι μέγιστες ακτίνες κάμψης είναι δυνατές κατά την εγκατάσταση;

Στο σταθερό περιβάλλον (σπίτι, ιδιοκτησία), η απόσταση από τον ιστό πομπού δεν αλλάζει. Επομένως, μπορείτε να υποθέσετε την ένταση του πεδίου λήψης ανάλογα με την απόσταση από τον ιστό πομπού και, εάν είναι απαραίτητο, να δεχτείτε μεγαλύτερες διαδρομές καλωδίων ή καλώδια "φτωχότερης" ποιότητας, εφόσον η λήψη εξακολουθεί να αντιστοιχεί στο επιθυμητό επίπεδο.

Στις κινητές εφαρμογές, θα πρέπει πάντα να υποθέτετε τις χειρότερες συνθήκες και, επομένως, να επιλέγετε τις συντομότερες διαδρομές καλωδίων και τις καλύτερες ποιότητες καλωδίων και συνδέσμων, με αναπόφευκτα μεγαλύτερες ακτίνες κάμψης.
Ωστόσο, τα καλώδια, τα οποία είναι συνήθως μόνιμα προσαρτημένα στις κεραίες, έχουν μήκος έως 5 μέτρα, το οποίο είναι κατάλληλο για σχεδόν κάθε εγκατάσταση, αλλά σημαίνει επίσης ότι δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την επιλογή του κατάλληλου καλωδίου. Μερικές φορές προς απογοήτευση όσων θέλουν να είναι "βέλτιστα" εξοπλισμένοι.
Εάν χρησιμοποιείτε κεραίες που παρέχονται χωρίς μόνιμα συνδεδεμένα καλώδια, μπορείτε να εκπληρώσετε πλήρως αυτή τη φιλοδοξία.

Δομή καλωδίων

Διηλεκτρικό και θωράκιση

Ένα καλώδιο υψηλών συχνοτήτων (HF) αποτελείται από έναν εσωτερικό αγωγό που μεταδίδει το σήμα, ένα διηλεκτρικό (ένα λευκό πλαστικό PE πλούσιο σε οξυγόνο. Όσο πιο μαλακό είναι το διηλεκτρικό, τόσο περισσότερο οξυγόνο παγιδεύεται στους πόρους του πλαστικού, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτρεπόμενη ακτίνα κάμψης (για να μην συνθλίβονται οι πόροι). Το καλώδιο περιέχει επίσης τουλάχιστον έναν, και ενδεχομένως περισσότερους, πλεγμένους πυρήνες με πλέξη προστασίας από παρεμβολές και/ή ηλεκτρικά αγώγιμα φύλλα CU.

Ακτίνα κάμψης

Η ακτίνα κάμψης είναι η μικρότερη δυνατή ακτίνα στην οποία το καλώδιο μπορεί να τοποθετηθεί "γύρω από τη γωνία" χωρίς να καταστραφεί το εσωτερικό μονωτικό στρώμα HF. Ο καλύτερος μονωτής θα ήταν ο αέρας. Καθώς αυτό δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα καλώδιο, χρησιμοποιείται η προαναφερθείσα πλαστική τεχνολογία.
Επιπλέον, οι μεμβράνες θωράκισης πρέπει να προστατεύονται από το σχίσιμο λόγω πολύ σφιχτής κάμψης, γεγονός που απαιτεί επίσης μεγαλύτερη ακτίνα κάμψης. Οι πλεγμένοι πυρήνες είναι πιο ανεκτικοί από αυτή την άποψη.

Υλικό σακακιού

Ο εξωτερικός μανδύας από PVC, συνήθως μαύρος και ανθεκτικός στην υπεριώδη ακτινοβολία, εάν είναι απαραίτητο, έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει το καλώδιο από περιβαλλοντικές επιδράσεις και μηχανικές βλάβες.
Τα περιβλήματα καλωδίων χωρίς αλογόνα είναι πυράντοχα και επομένως προτιμώνται σε οικιστικά περιβάλλοντα, επειδή παράγουν λιγότερο καπνό και δεν παράγουν επιβλαβή αλογόνα όπως βρώμιο, χλώριο, φθόριο ή ιώδιο ή τα όξινα αέρια τους σε περίπτωση πυρκαγιάς.

Τα καλώδια που είναι εξοπλισμένα με αυτόν τον τρόπο πληρούν τους όρους όσον αφορά:

Αναφλεξιμότητα σύμφωνα με το IEC 60332-1
Ανάπτυξη όξινων αερίων σύμφωνα με το IEC 60754-1 / 60754-2
Ανάπτυξη καπνού σύμφωνα με το IEC 61034-2

Θωράκιση

Ένα καλό καλώδιο χαρακτηρίζεται από εξασθένηση θωράκισης τουλάχιστον περίπου 100 dB. Σε περιβάλλοντα με υψηλό δυναμικό ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών συνιστώνται πρόσθετα φράγματα κύματος μανδύα από πυρήνες φερρίτη. Αυτά κατασκευάζονται με περίπου 20 τεμάχια ανά καλώδιο με ολίσθηση πάνω στο καλώδιο. Διατίθενται σε διάφορες εσωτερικές διαμέτρους. Οι συνήθεις διάμετροι είναι π.χ. 4,95 mm / 7 mm / 10,3 mm.

Η επιλογή του καλωδίου θα πρέπει επομένως να βασίζεται επίσης στις διαστάσεις των φερριτών που μπορεί να απαιτούνται και είναι διαθέσιμες στο εμπόριο.

Καλώδιο HF και δεδομένα

Ακολουθεί ένας κατάλογος συχνά χρησιμοποιούμενων καλωδίων HF με φθίνουσα σειρά τιμών εξασθένησης. Τα δελτία δεδομένων είναι διαθέσιμα κάνοντας κλικ στον αντίστοιχο τύπο καλωδίου στην πρώτη στήλη.

Εδώ τεχνικά όμοια, μη αναφερόμενα χωριστά, καλώδια SSB τύπου ECO flex x FRNCή HEATEX διαφέρουν από τους αναφερόμενους τύπους μόνο στο ότι δεν περιέχουν αλογόνα.


Τύπος καλωδίου	Diam.	Τροχός κάμψης.	Κατασκευαστής	800 MHz	1,600 MHz	2,600 MHz
RG 174	2,80 mm	15 mm	TKD	90 dB	115 dB	187 dB
RG 316	2,50 mm	15 mm	Huber+Suhner	80 dB	121 dB	150 dB
FTS-H 100	2,70 mm	15 mm	FTS-Hennig	65 dB	90 dB	145 dB
RG 58	4,85 mm	25 mm	TKD	48 dB	82 dB	100 dB
RG 233	5,40 mm	30 mm	Huber+Suhner	40 dB	64 dB	80 dB
FTS-H 200	5.00 mm	25 mm	FTS-Hennig	30 dB	47 dB	56 dB
CLF 200	4,95 mm	25mm	Changhong	30 dB	46 dB	56 dB
Aircell 5	5.00 mm	20 mm	SSB	28 dB	40 dB	52 dB
H 155	5,40 mm	35 mm	Belden	26 dB	41 dB	51 dB
WL 240	5,40 mm	30 mm	Biocal	26 dB	40 dB	49 dB
ECO flex 5	5,50 mm	28 mm	SSB	22,9 dB	33,8	45,4 dB
RF 240	6,10 mm	20 mm	Βόρεια	22 dB	36 dB	43 dB
RG-213	10,30 mm	50 mm	TKD	21 dB	34 dB	42 dB
Aircell 7	7,30 mm	25 mm	SSB	18 dB	27 dB	36 dB
ECO flex 7	7,30 mm	30 mm	SSB	15,96 dB	23,8 dB	31,6 dB
ECO flex 10 Plus	10,2 mm	41 mm	SSB	11,88 dB	17,3 dB	23,4 dB
ECO flex 10	10,20 mm	40 mm	SSB	13 dB	20 dB	24 dB
Aircom Plus	10,30 mm	55 mm	SSB	12 dB	19 dB	23 dB
Aircom Premium	7,9 mm	32 mm	SSB	10,55 dB	19,6 dB	19,6 dB
ECO flex 15	14,60 mm	70 mm	SSB	9 dB	14 dB	17 dB
ECO flex 15 Plus	14,6 mm	59 mm	SSB	8,6 dB	12,5 dB	16,9 dB
Aircom 15	14.00 mm	70 mm	SSB	7,6 dB	11,4 dB	15,4 dB

Κέρδος κεραίας πάνω απ' όλα;

Από τη σκοπιά του χρήστη, είναι ιδανικό να υπάρχει το μεγαλύτερο δυνατό κέρδος κεραίας, ώστε να επιτυγχάνονται οι καλύτεροι ρυθμοί μεταφοράς δεδομένων. Εάν συγκρίνετε το χειρότερο καλώδιο HF με το καλύτερο, η διαφορά είναι έως και δεκαπλάσια στην ισχύ μετάδοσης (δρομολογητή) (3 W αντί για περίπου 0,32 W), ανάλογα με το κέρδος της κεραίας!

Ο νομοθέτης (Διάταξη 59/2009 Επίσημη Εφημερίδα του Ομοσπονδιακού Οργανισμού Δικτύων αριθ. 20/2009 της 21ης Οκτωβρίου 2009), ωστόσο, περιορίζει την ισχύ μετάδοσης EIRP (ισοδύναμη ισοτροπικά ακτινοβολούμενη ισχύς) στα 25 dBm, περίπου 0,32 W.

Οι περισσότεροι δρομολογητές επιτρέπουν τη νόμιμη ρύθμιση της EIRP στα 23 dBm μέσω των ρυθμίσεων χώρας. Αυτό περιλαμβάνει ένα απόθεμα 2 dBm. Συνεπώς, η επιλογή της κεραίας και του καλωδίου καθορίζει εάν τα όρια αυτά τηρούνται ή υπερβαίνονται σημαντικά.

Θεωρία του κέρδους της κεραίας

Οι πληροφορίες κέρδους στις κεραίες υποδηλώνουν ενίσχυση. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει. Μια κεραία δεν ενισχύει τίποτα, καθώς είναι ένα παθητικό στοιχείο και προωθεί μόνο τη μεταδιδόμενη ή τη λαμβανόμενη ισχύ.

Αλλά: μια κατευθυντική κεραία μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια από την κατεύθυνση προς την οποία είναι ευθυγραμμισμένη (ενισχύοντάς την έτσι υποτίθεται) και έχει ένα χαρακτηριστικό ακτινοβολίας με τη μορφή ενός περισσότερο ή λιγότερο επιμήκους λοβού.

Από την άλλη πλευρά, μια ραβδοκεραία έχει τα (θεωρητικά) χαρακτηριστικά ακτινοβολίας μιας σφαίρας, λαμβάνει και εκπέμπει προς όλες τις κατευθύνσεις. Ένα "κύμα" σχηματίζεται στη ράβδο της κεραίας όπως ένα ημιτονοειδές κύμα, με τρία μηδενικά περάσματα και μια κορυφή και μια κοιλάδα κύματος. Η μέγιστη εκτροπή αυτής της καμπύλης θεωρείται ως το κέρδος της κεραίας.

Επιλογή εξαρτημάτων

Συνδυασμός 6 m Aircell 5 Καλώδιο, η κεραία LGAM-7-27-24-58 με κέρδος 5 dBi στην περιοχή των 2.600 MHz παράγει επιτρεπόμενη ισχύ μετάδοσης 24,55 dBm στα 0,29 W.
Ωστόσο, η ίδια κεραία έχει κέρδος μόνο 2 dBi στις περιοχές έως 800 - 1.600 MHz και εκπέμπει πανομοιότυπη ισχύ μετάδοσης 0,3 W στα 24,71 dBm με τον ίδιο τύπο καλωδίου αλλά με μήκος καλωδίου μόνο 1 m.
Ωστόσο, αν χρησιμοποιηθούν τα αρχικά 6 μέτρα σε αυτό το εύρος συχνοτήτων, η ισχύς μετάδοσης είναι μόνο 23,23 dBm, που αντιστοιχεί σε 0,21 W!

Για να επιτύχετε περίπου την ίδια ισχύ μετάδοσης με το ίδιο μήκος καλωδίου, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε το καλώδιο EcoFlex 15 και έτσι θα επιτύχει 24,43 dBm ή 0,28 W.

Εάν θέλετε να αξιοποιήσετε τη μέγιστη ισχύ μετάδοσης (εντός του επιτρεπόμενου εύρους) σε όλες τις περιοχές συχνοτήτων, δεν έχετε άλλη επιλογή από το να εργαστείτε με διαφορετικά καλώδια (συντελεστές εξασθένησης). Αυτό σημαίνει: το καλύτερο καλώδιο για 800 - 1.600 MHz, το χειρότερο για 2.400 MHz.

Υπολογισμός

Εισάγοντας τις αντίστοιχες τιμές για τη συγκεκριμένη εφαρμογή στα κίτρινα πεδία του παρακάτω πίνακα, οι σχετικές παράμετροι υπολογίζονται αυτόματα και εμφανίζονται στα πράσινα πεδία.
Σημειώστε την επιθυμητή συχνότητα (800, 1.600 ή 2.600 MHz) σε σχέση με τις τιμές εξασθένησης του καλωδίου, καθώς η εξασθένηση αυξάνεται επίσης με την αύξηση της συχνότητας.

Εάν η τιμή EIRP εμφανίζεται με κόκκινο αντί για πράσινο φόντο, έχει ξεπεραστεί η οριακή τιμή των 25 dBm, η οποία υποδεικνύεται συγκεκριμένα στο παρακάτω πεδίο.
Στην περίπτωση αυτή, πρέπει να χρησιμοποιηθεί είτε καλώδιο με μεγαλύτερη εξασθένηση ή μεγαλύτερο μήκος καλωδίου είτε κεραία με μικρότερο κέρδος, προκειμένου να τηρηθούν οι νομικοί κανονισμοί.


Οριακή τιμή EIRP	25	dBm
Ισχύς εξόδου δρομολογητή LTE	23	dBm
Εξασθένηση του καλωδίου κεραίας ανά 100 m	-9	dB
Μήκος καλωδίου κεραίας	2	m
Κέρδος κεραίας	3	dBi
Εξασθένηση καλωδίου κεραίας	-0.18	dB
Συντελεστής απόσβεσης	0.9594
EIRP	25.82	dBm
Απόκλιση EIRP	0.8200	dBm
Ισχύς εξόδου δρομολογητή	0.1995	W
Μέγιστη επιτρεπόμενη EIRP	0.3162	W
Συνολική απόδοση	0.5743	W
Υπέρβαση οριακής τιμής	1.8160	dB
Συνολικό κέρδος x-πλάσιο	2.8782	-θέμα

Τοποθέτηση καλωδίων

Εφόσον τα καλώδια πρόκειται να τοποθετηθούν πίσω από σοβατεπί, σε αγωγούς καλωδίων ή ψευδοροφές, οι ακτίνες κάμψης είναι σχετικά αδιάφορες. Στα αυτοκινούμενα τροχόσπιτα, ο χώρος είναι στενότερος και οι ακτίνες κάμψης αποτελούν μεγαλύτερο ζήτημα. Η διέλευση από τα παράθυρα πραγματοποιείται συνήθως με ένα "επίπεδο" καλώδιο μήκους 20-40 cm, το οποίο αναπόφευκτα οδηγεί σε υψηλότερες απώλειες εξασθένησης και θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο εάν δεν υπάρχει απολύτως καμία άλλη επιλογή.
Ένα συνιστώμενο καλώδιο είναι π.χ. αυτό της εταιρείας Κύριος καλωδίων.

Όπως αναφέρθηκε στην αρχή, οι ακτίνες κάμψης δεν πρέπει να υπολείπονται, ώστε να μην υποβαθμίζονται οι ηλεκτρικές ιδιότητες του καλωδίου. Ακόμη και μια σύντομη "στροφή" θα οδηγήσει αναπόφευκτα σε μη αναστρέψιμη καταστροφή του διηλεκτρικού στο σημείο αυτό.

Επεκτάσεις

Οι επεκτάσεις καλωδίων πρέπει να αποφεύγονται, καθώς κάθε σύνδεση βύσματος έχει ως αποτέλεσμα νέες απώλειες εξασθένησης, οι οποίες περιλαμβάνονται στον υπολογισμό του EIRP και πρέπει να αντισταθμίζονται με υψηλότερα κέρδη κεραίας.

Αφήστε μια απάντηση

Καλώδιο HF για κεραίες LTE