VF kábel pre antény LTE

Čas čítania 4 zápisnice

Aktualizované - január 25, 2024

Kvalitné RF káble na pripojenie antén LTE k routerom sú nevyhnutné pre optimálny príjem a prenosový výkon, rovnako ako všetky použité konektory. Vo všeobecnosti platí, že čím hrubšie, tým lepšie, ale aj drahšie.

Ako vždy v živote, aj teraz je dôležité nájsť najlepší kompromis medzi cenou a výkonom. Údaje, ktoré je potrebné zohľadniť pri výbere, sú vysvetlené nižšie.

Všeobecné podmienky

Prvým krokom je prieskum všeobecných podmienok. Aký dlhý musí byť kábel, aké maximálne polomery ohybu sú možné pri inštalácii?

V stacionárnom prostredí (dom, pozemok) sa vzdialenosť od stožiara vysielača nemení. Môžete preto predpokladať intenzitu prijímacieho poľa podľa vzdialenosti od stožiara vysielača a v prípade potreby akceptovať dlhšie káblové trasy alebo "horšiu" kvalitu káblov, pokiaľ príjem stále zodpovedá požadovanej úrovni.

V mobilných aplikáciách by ste mali vždy predpokladať najhoršie podmienky, a preto si vyberajte čo najkratšie káblové trasy a čo najkvalitnejšie káble a konektory s nevyhnutne väčšími polomermi ohybu.
Káble, ktoré sú zvyčajne pevne pripojené k anténam, sú však dlhé až 5 metrov, čo je vhodné pre takmer akúkoľvek inštaláciu, ale tiež to znamená, že sa nemusíte starať o výber správneho kábla. Niekedy k nevôli tých, ktorí chcú byť "optimálne" vybavení.
Ak používate antény, ktoré sa dodávajú bez trvalo pripojených káblov, môžete túto túžbu naplniť v plnej miere.

Štruktúra kábla

Dielektrikum a tienenie

Vysokofrekvenčný (VF) kábel sa skladá z vnútorného vodiča, ktorý prenáša signál, dielektrika (biely PE plast bohatý na kyslík. Čím je dielektrikum mäkšie, tým viac kyslíka sa zachytáva v póroch plastu, tým väčší je prípustný polomer ohybu (aby sa zabránilo rozdrveniu pórov). Kábel obsahuje aj aspoň jedno, prípadne viacero rušivých tieniacich opletených jadier a/alebo elektricky vodivých CU fólií.

Polomer ohybu

Polomer ohybu je najmenší možný polomer, v ktorom je možné kábel položiť "za roh" bez poškodenia vnútornej(-ých) VF izolačnej(-ých) vrstvy(-v). Najlepším izolantom je vzduch. Keďže to nie je možné realizovať v kábli, používa sa uvedená plastová technológia.
Okrem toho musia byť tieniace fólie chránené pred roztrhnutím pri príliš tesnom ohýbaní, čo si tiež vyžaduje väčší polomer ohybu. Opletené jadrá sú v tomto ohľade tolerantnejšie.

Materiál bundy

Vonkajší plášť z PVC, zvyčajne čierny a v prípade potreby odolný voči UV žiareniu, je určený na ochranu kábla pred vplyvmi prostredia a mechanickým poškodením.
Bezhalogénové plášte káblov sú ohňovzdorné, a preto sa uprednostňujú v obytnom prostredí, pretože produkujú menej dymu a v prípade požiaru neprodukujú žiadne škodlivé halogény, ako sú bróm, chlór, fluór alebo jód, ani ich kyslé plyny.

Takto vybavené káble spĺňajú podmienky z hľadiska:

• Horľavosť podľa IEC 60332-1
• Vývoj kyslých plynov podľa IEC 60754-1 / 60754-2
• Vývoj dymu podľa IEC 61034-2

Tienenie

Dobrý kábel sa vyznačuje útlmom tienenia aspoň okolo 100 dB. V prostredí s vysokým potenciálom elektromagnetického rušenia sa odporúčajú dodatočné plášťové vlnové bariéry z feritových jadier. Tie sa zhotovujú v počte približne 20 kusov na kábel ich nasunutím na kábel. Sú k dispozícii v rôznych vnútorných priemeroch. Bežné priemery sú napr. 4,95 mm / 7 mm / 10,3 mm.

Výber kábla by preto mal vychádzať aj z rozmerov feritov, ktoré sa môžu vyžadovať a ktoré sú komerčne dostupné.

VF kábel a dáta

Tu je zoznam často používaných VF káblov v zostupnom poradí podľa hodnôt útlmu. Dátové listy sú k dispozícii po kliknutí na príslušný typ kábla v prvom stĺpci.

Tu technicky identické, samostatne neuvedené SSB káble typu ECO flex x FRNCalebo HEATEX sa od uvedených typov líšia len tým, že neobsahujú halogény.

Zisk antény predovšetkým?

Z pohľadu používateľa je ideálne mať čo najvyšší zisk antény, aby sa dosiahli čo najlepšie prenosové rýchlosti. Ak porovnáte najhorší vysokofrekvenčný kábel s najlepším, rozdiel predstavuje až desaťnásobné zvýšenie prenosového výkonu (smerovača) (3 W namiesto približne 0,32 W) v závislosti od zisku antény!

Zákonodarca (Vyhláška 59/2009 Úradný vestník Federálnej agentúry pre siete č. 20/2009 z 21. októbra 2009) však obmedzuje prenosový výkon EIRP (ekvivalentný izotropne vyžiarený výkon) na 25 dBm, čo je približne 0,32 W.

Väčšina smerovačov umožňuje nastavenie EIRP na 23 dBm v súlade so zákonom prostredníctvom nastavení krajiny. To zahŕňa rezervu 2 dBm. Výber antény a kábla preto rozhoduje o tom, či sa tieto limity dodržia alebo výrazne prekročia.

Teória zisku antény

Informácie o zisku na anténach naznačujú zosilnenie. To však nie je pravda. Anténa nič nezosilňuje, pretože je to pasívna súčasť a iba preposiela vysielaný alebo prijímaný výkon.

Ale: smerová anténa môže absorbovať viac energie zo smeru, v ktorom je nasmerovaná (čím ju údajne zosilňuje), a má vyžarovaciu charakteristiku v podobe viac alebo menej pretiahnutého laloku.

Na druhej strane prútová anténa má (teoretické) vyžarovacie charakteristiky gule, prijíma a vysiela vo všetkých smeroch. Na tyčovej anténe sa vytvorí "vlna" ako sínusoida s tromi prechodmi cez nulu a vlnovým hrebeňom a dnom. Maximálna výchylka tejto krivky sa považuje za zisk antény.

Výber komponentov

Kombinácia 6 m Aircell 5 Kábel, anténa LGAM-7-27-24-58 so ziskom 5 dBi v pásme 2 600 MHz generuje prípustný prenosový výkon 24,55 dBm pri 0,29 W.
Rovnaká anténa má však zisk iba 2 dBi v rozsahu do 800 - 1 600 MHz a vyžaruje identický prenosový výkon 0,3 W pri 24,71 dBm s rovnakým typom kábla, ale iba s dĺžkou kábla 1 m.
Ak sa však v tomto frekvenčnom rozsahu použije pôvodných 6 metrov, prenosový výkon je len 23,23 dBm, čo zodpovedá 0,21 W!

Na dosiahnutie približne rovnakého prenosového výkonu pri rovnakej dĺžke kábla by ste museli použiť kábel EcoFlex 15 a dosiahne tak 24,43 dBm alebo 0,28 W.

Ak chcete využiť maximálny prenosový výkon (v rámci povoleného rozsahu) vo všetkých frekvenčných pásmach, nezostáva vám nič iné, ako pracovať s rôznymi káblami (útlmové faktory). To znamená: lepší kábel pre 800 - 1 600 MHz, horší pre 2 400 MHz.

Výpočet

Po zadaní príslušných hodnôt pre konkrétnu aplikáciu do žltých polí nižšie uvedenej tabuľky sa príslušné parametre automaticky vypočítajú a zobrazia v zelených poliach.
Všimnite si požadovanú frekvenciu (800, 1 600 alebo 2 600 MHz) vzhľadom na hodnoty útlmu kábla, pretože s rastúcou frekvenciou sa zvyšuje aj útlm.

Ak sa hodnota EIRP zobrazuje s červeným namiesto zeleného pozadia, bola prekročená limitná hodnota 25 dBm, ktorá je osobitne uvedená v poli nižšie.
V takom prípade sa musí použiť kábel s vyšším útlmom alebo dlhší kábel, alebo anténa s nižším ziskom, aby sa dodržali právne predpisy.

Pokládka káblov

Pokiaľ sa káble majú ukladať za lištami, v káblových kanáloch alebo podhľadoch, polomery ohybu sú relatívne nekritické. V obytných vozidlách je priestor obmedzenejší a polomery ohybu sú väčším problémom. Okenné priechodky sa zvyčajne realizujú pomocou "plochého" kábla s dĺžkou 20 - 40 cm, čo nevyhnutne vedie k vyšším útlmovým stratám a malo by sa používať len vtedy, ak absolútne neexistuje iná možnosť.
Odporúčaným káblom je napríklad kábel od Hlavný kábel.

Ako bolo uvedené na začiatku, polomery ohybu by nemali byť podrezané, aby sa nezhoršili elektrické vlastnosti kábla. Aj krátke "zalomenie" nevyhnutne povedie k nezvratnému zničeniu dielektrika v tomto bode.

Rozšírenia

Je potrebné vyhnúť sa predlžovaniu káblov, pretože každé pripojenie zástrčky má za následok nové útlmové straty, ktoré sú zahrnuté do výpočtu EIRP a musia byť kompenzované vyšším ziskom antény.