RF-kabel voor LTE-antennes

Leestijd 4 minuten

Bijgewerkt – 25 januari 2024

Goede HF-kabels voor het verbinden van LTE-antennes met routers zijn essentieel voor optimale ontvangst- en transmissieprestaties, net als alle gebruikte connectoren. Over het algemeen geldt: hoe dikker hoe beter, maar ook duurder.

Nu is het, zoals altijd in het leven, belangrijk om het beste compromis tussen prijs en prestatie te vinden. Hieronder worden de gegevens uitgelegd waarmee u rekening moet houden bij het maken van uw keuze.

Randvoorwaarden

Allereerst is het belangrijk om de algemene voorwaarden te onderzoeken. Hoe lang moet de kabel zijn, welke maximale buigradii zijn mogelijk bij het leggen?

In de stationaire omgeving (huis, perceel) verandert de afstand tot de zendmast niet. U kunt dus uitgaan van de ontvangstveldsterkte op basis van de afstand tot de zendmast en indien nodig langere kabeltrajecten of kabels van “slechtere” kwaliteit accepteren, zolang de ontvangst nog op het gewenste niveau voldoet.

Bij mobiel gebruik moet u altijd uitgaan van de slechtst mogelijke omstandigheden en daarom kiezen voor de kortste kabelroutes en de beste kabel- en connectorkwaliteiten, met onvermijdelijk grotere buigradii.
De kabels die doorgaans permanent op de antennes worden geïnstalleerd, zijn echter tot 5 meter lang, wat enerzijds geschikt is voor vrijwel elke installatie, maar anderzijds u verlost van de pijn bij het kiezen van de juiste kabel. Mede tot ergernis van degenen die ‘optimaal’ uitgerust willen zijn.
Iedereen die antennes gebruikt die zonder vast aangesloten kabels worden geleverd, kan dit doel ten volle verwezenlijken.

Kabel structuur

Diëlektrisch en afscherming

Een hoogfrequente (HF) kabel bestaat uit een binnengeleider die het signaal doorgeeft, een diëlektricum (een zuurstofrijk, wit PE-plastic). Hoe zachter, hoe meer zuurstof er in de poriën van het plastic zit en hoe groter de toegestane buigradius (om verbrijzeling van de poriën te voorkomen). De kabel bevat tevens minimaal één, indien nodig meerdere, draadvlechtwerk(en) en/of elektrisch geleidende CU-folies die afschermen tegen stoorstraling.

Buigradius

De buigradius is de kleinst mogelijke straal dankzij isolatietechniek waarbij de kabel “om de hoek” gelegd kan worden zonder de interne HF isolatielaag(en) te beschadigen. De beste isolator zou lucht zijn. Omdat dit bij een kabel niet haalbaar is, wordt gebruik gemaakt van bovengenoemde kunststoftechnologie.
Bovendien moeten de afschermfolies worden beschermd tegen scheuren als ze te strak worden gebogen, wat ook een grotere buigradius vereist. Vlechten zijn in dit opzicht toleranter.

Materiaal van de schede

De buitenste PVC-mantel, meestal zwart en mogelijk UV-bestendig, is bedoeld om de kabel te beschermen tegen omgevingsinvloeden en mechanische schade.
Halogeenvrije kabelmantels zijn brandveilig en worden daarom bij voorkeur toegepast in woonomgevingen, omdat ze bij brand minder rook produceren en geen schadelijke halogenen, zoals broom, chloor, fluor of jodium, of hun zure gassen.

Kabels die op deze manier zijn uitgerust, voldoen aan de voorwaarden met betrekking tot:

• Ontvlambaarheid volgens IEC 60332-1
• Zuurgasontwikkeling volgens IEC 60754-1 / 60754-2
• Rookontwikkeling volgens IEC 61034-2

Afscherming

Een goede kabel kenmerkt zich door een afschermingsdemping van minimaal circa 100 dB. In omgevingen met een hoog elektromagnetisch interferentiepotentieel worden aanvullende staande golfbarrières van ferrietkernen aanbevolen. Deze worden met ongeveer 20 stuks per kabel samengesteld door ze over de kabel te schuiven. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende binnendiameters. Gangbare diameters zijn bijvoorbeeld 4,95 mm / 7 mm / 10,3 mm.

De keuze van de kabel moet daarom ook gebaseerd zijn op de afmetingen van de ferrieten die eventueel nodig zijn en die in de handel verkrijgbaar zijn.

RF-kabel en data

Hier vindt u een lijst met veelgebruikte RF-kabels, in afnemende volgorde van dempingswaarden. Gegevensbladen zijn beschikbaar door in de eerste kolom op het betreffende kabeltype te klikken.

Hier vindt u technisch identieke SSB-kabels van het type ECO flex x, niet afzonderlijk vermeld FRNC, of HEATEX onderscheiden zich alleen van de genoemde typen doordat ze halogeenvrij zijn.

Antenneversterking boven alles?

Vanuit gebruikersperspectief is het ideaal om de hoogst mogelijke antenneversterking te hebben om de beste gegevensoverdrachtsnelheden te bereiken. Als je de slechtste met de beste HF-kabel vergelijkt, is het verschil, afhankelijk van de antenneversterking, tot een tienvoudige toename van het (router)zendvermogen (3 W in plaats van ongeveer 0,32 W)!

De wetgever (Besluit 59/2009 Staatsblad van het Federaal Netwerkagentschap nr. 20/2009 van 21 oktober 2009), beperkt echter het zendvermogen EIRP (equivalent isotropisch uitgestraald vermogen) tot 25 dBm, ongeveer 0,32 W.

De meeste routers maken een wettelijk conforme instelling van de EIRP op 23 dBm mogelijk via de landinstellingen. Dit betekent dat er rekening wordt gehouden met een reserve van 2 dBm. De keuze van antenne en kabel bepaalt of deze grenswaarden worden nageleefd of aanzienlijk worden overschreden.

Antenneversterkingstheorie

De versterkingsinformatie voor antennes duidt op versterking. Dat is echter niet het geval. Een antenne versterkt niets omdat het een passief onderdeel is en alleen uitgezonden of ontvangen vermogen uitzendt.

Maar: een richtantenne kan meer energie opnemen uit de richting waarin hij gericht is (waardoor deze vermoedelijk versterkt wordt) en heeft een stralingspatroon in de vorm van een min of meer uitgerekte lob.

Een staafantenne daarentegen heeft de (theoretische) stralingseigenschappen van een bol, ontvangt en zendt in alle richtingen. Op de antennestaaf verschijnt een “golf” als een sinusgolf, met drie nuldoorgangen en een golftop en -dal. De maximale afbuiging van deze curve wordt beschouwd als de antenneversterking.

Componentkeuze

Een combinatie van 6 m Luchtcel 5 Kabel, de antenne LGAM-7-27-24-58 met 5 dBi versterking in het 2.600 MHz bereik produceert een toegestaan zendvermogen van 24,55 dBm bij 0,29 W.
Dezelfde antenne heeft echter slechts een versterking van 2 dBi in het bereik van 800 - 1.600 MHz en zendt met hetzelfde type kabel maar slechts 1 m kabellengte een identiek zendvermogen uit van 24,71 dBm of 0,3 W.
Als je echter de originele 6 meter in dit frequentiebereik gebruikt, bedraagt het zendvermogen slechts 23,23 dBm, wat overeenkomt met 0,21 W!

Om met dezelfde kabellengte ongeveer hetzelfde zendvermogen te bereiken, zou je de kabel moeten gebruiken in plaats van Aircell 5 EcoFlex 15 gebruik en zou 24,43 dBm of 0,28 W bereiken.

Als u het maximale zendvermogen (binnen de toegestane grenzen) in alle frequentiebereiken wilt benutten, ontkomt u er niet aan om met verschillende kabels te werken (dempingsfactoren). Dit resulteert in: hoe beter de kabel voor 800 - 1.600 MHz, hoe slechter voor 2.400 MHz.

berekening

Door de respectieve waarden van de specifieke toepassing in de gele velden in de onderstaande tabel in te voeren, worden de relevante parameters automatisch berekend en in de groene velden weergegeven.
Let bij de dempingswaarden van de kabel op de gewenste frequentie (800, 1.600 of 2.600 MHz), aangezien de demping ook toeneemt met toenemende frequentie.

Als de EIRP-waarde wordt weergegeven met een rode achtergrond in plaats van groen, is de grenswaarde van 25 dBm overschreden, die specifiek in het onderstaande veld wordt vermeld.
In dit geval moet een kabel met hogere demping of een langere kabellengte of een antenne met lagere versterking worden gebruikt om aan de wettelijke voorschriften te voldoen.

Kabel leggen

Zolang kabels achter plinten, in kabelgoten of verlaagde plafonds worden gelegd, zijn buigradiussen relatief onkritisch. In een camper is de ruimte krapper en zijn buigradiussen meer een probleem. Raamdoorvoeren worden doorgaans uitgevoerd met een “platte” kabel van ongeveer 20 – 40 cm lang, wat onvermijdelijk tot hogere dempingsverliezen leidt en mag alleen worden gebruikt als het absoluut niet anders kan.
Een aanbevolen kabel is bijvoorbeeld die van Kabelmeester.

Zoals in het begin vermeld, mogen de buigradiussen niet worden overschreden om verslechtering van de elektrische eigenschappen van de kabel te voorkomen. Zelfs een ‘knik’ op korte termijn leidt onvermijdelijk tot de onomkeerbare vernietiging van het diëlektricum op dit punt.

Extensies

Kabelverlengingen moet u vermijden, omdat elke stekkerverbinding leidt tot dempingsverliezen, die bij de berekening van de EIRP worden meegenomen en door hogere antenneversterkingen moeten worden gecompenseerd.