Статьи по усилению связи

Фидеры: Рекомендации по выбору и эксплуатации

Фидеры: Рекомендации по выбору и эксплуатации

Для начала разберемся, что же такое фидер. Данный термин часто можно встретить в области радиотехники и связи. Фидер – это радиочастотный кабель или его еще называют волновод. Именно фидер осуществляет передачу сигнала от передатчика к антенне без искажений. 

Фидер довольно-таки долго эксплуатируемый кабель, даже в самый жестких условиях он прослужит 10-15 лет. Как правило, фидером является крупный радиочастотный кабель, средней жесткости, но таким кабелем к аппаратуре напрямую не соединяются. Именно поэтому для этого используют джамперы- гибкие кабельные переходники.    

Разберем несколько пунктов, которые необходимо учитывать при выборе фидера и джампера для телевидения радиосвязи и радиовещания. 

  1. волновое сопротивление тракта
  2. коэффициент затухания кабеля на рабочей частоте передатчика 
  3. допустимая средняя мощность в кабеле на частоте передатчика 
  4. присоединительный канал соединителей на входе антенны и выходе передатчика 
  5. КСВ тракта передатчик-фидер-антенна 
  6. длина фидера и его масса 
  7. возможное возникновение интермодуляционных помех в места контакта и заделок кабеля 
  8. условия эксплуатации, такие как минимальные и максимальные температуры, солнце, дождь и влажность, снег и другое 
  9. условия монтажа: минимальные радиусы изгиба, температура воздуха, способы крепления и.т.д. 
  10. стоимость кабеля и запчастей для монтажа. 

Волновое сопротивление

При выборе фидера стоит обратить внимание что наилучшим выбором будет кабель с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. Для обеспечения сигнала и наименьшими искажениями выходное сопротивление передатчика должно быть равно входному сопротивлению антенны. Но если данное условие невозможно, тогда необходимо в качестве фидера выбрать кабель волновое сопротивление которого равно выходному сопротивлению передатчика, а к антенне поставить трансформатор сопротивлений. Такие технические нюансы необходимы для избежания стоячей волны с большим напряжением. 

Коэффициент затухания

Коэффициент затухания (дБ) на частоте передатчика а (дБ/м) умноженное на длину кабеля L (м). 

Как правило, фидерный кабель- это кабель с наименьшими потерями, которые обеспечивается высокими электрическими свойствами и особенностью консткуции.

Фидер формула коэффициента затухания
Обычно кабель для фидера выбирают исходя из суммарных потерь мощности сигнала не более 2 дБ. Рекомендованные марки кабелей для различных стандартов мобильной связи при различных длинах фидеров приведены в таблице.
Частота/Длина фидера 150 МГц 450 МГц 900 МГц 1800 МГц 2100 МГц
< 25 м RF ½”-50 (РК 50-7-58) RF ½”-50 ( РК 50-7-58) RF ½”-50 ( РК 50-7-58) RF 7/8”-50 (РК 50-17-51) RF 7/8”-50 (РК 50-17-51)
25…..50 м RF ½”-50 (РК 50-7-58) RF 7/8”-50 (РК 50-17-51) RF 7/8”-50 (РК 50-17-51) RF 1 ¼”-50 RF 1 5/8”-50
50…..75 м RF ½”-50 (РК 50-7-58) RF 7/8”-50 (РК 50-17-51) RF 1 ¼”-50 RF 1 5/8”-50 RF 2 ¼”-50
75….100 м RF 7/8”-50 (РК 50-17-51) RF 1 ¼”-50 RF 1 5/8”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50
100…150 м RF 1 5/8”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50
>  150 м RF 1 5/8”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50 RF 2 ¼”-50

Допустимая средняя мощность

Допустимая мощность фидера ограничивается не кабелем, а соединителями. Есть множество стандартных соединителей, которые отличаются не только резьбой, но и размерами. Конечно присоединительные размеры соединителей регламентируется ГОСТ 20265-83. 

Как правило, мощность, которая представлена в спецификациях рассчитывается при температуре окружающей среды 40 градусов и КСВн = 1. На практике данное условие никогда не соблюдается, именно поэтому фидер нужно выбирать с запасом допустимой мощности.  

Например, при эксплуатации на открытом воздухе в солнечную погоду температура фидера повышается значительно (> 70 °С) и допустимая мощность падает в соответствии со следующей формулой:

КСВн фидерного тракта определяется следующими составляющими:

  • согласование с передатчиком ( коэффициент отражения в месте присоединения фидера к передатчику);
  • согласование кабеля и соединителя на входном конце фидера;
  • КСВн самого кабеля ( отражения от внутренних неоднородностей кабеля);
  • согласование кабеля и соединителя на выходном конце фидера;
  • согласование с антенной ( коэффициент отражения в месте присоединения фидера к антенне).

Хорошим показателем КСВн фидера считается если его величина в рабочей полосе входит в диапазон 1,15- 1,20. Максимальное значение КСВн тракта равняется сумме по модулю коэффициентов отражения.  

Соединение между антенной и фидером определяется разностью между волновым сопротивлением, выходным сопротивлением передатчика и входным сопротивлением антенны. 

При монтаже соединителей и фидера необходимо строго соблюдать инструкцию и использовать одну марку. так же необходимо проверять КСВ в диапазоне рабочих частот. 

Монтаж и эксплуатация 

Разберем тему монтажа и эксплуатации фидера. Как правило, антенны устанавливают на трубах или мачтах, тем самым не допускают изгибы, перекруты или растяжения. Важный момент закреплять фидер так, чтобы при ветре не было вибраций, но в то же время крепежи не должны придавить кабель. Устанавливаются крепежи на расстоянии не более 0,7-1,2 м друг от друга. Монтаж должен проходить при разрешенной температуре, иначе защитная оболочка может повредиться.  

Важным моментом считается защита фидера от влаги. Особенно остро эта проблема стоит при использовании кабелей с кордельной изоляцией марок РК 50-17-51, РК 75-17-51 и др. аналогичных. В зависимости от конструкции соединителя, есть несколько способов герметизации фидера. Например, внутрь через специальное отверстие вводится герметик или герметизирующие прокладки. Или все кромки и стыки заливают специальным клеем, а сверху с помощью термоусаживающейся трубки закрывают данный стык. 

При попадании атмосферного электричества для защиты от пробоя на концах и середине фидера используются заземляющие устройства, это может быть заземляющая шина или заземленная опора. Безусловно, необходимо соблюдать технику безопасности при установке заземления и обязательно герметизировать место установки. Ведь не все фидеры оснащены

Научная работа о фидерах 

Доклад подготовил Дорезюк Н.И.- кандидат технических наук, генеральный директор ООО “Кабельные радиосистемы”.

Фидерный кабель в наличии

Заключение

Итак, подведем итоги по приведенным выше доводам по тщательному выбору фидера:

  1. для фидера целесообразно выбирать кабель с малыми потерями;
  2. для джампера следует выбирать кабель, не снижающий допустимую мощность тракта;
  3. при выборе соединителя для фидерного и джамперного кабелей следует учитывать допустимую мощность как кабелей, так и соединителей в реальных условиях эксплуатации;
  4. обязательно проверять КСВн фидера и джамперов в рабочей полосе частот;
  5. строго соблюдать инструкцию по заделке кабелей в соединители и установке заземлителей;
  6. крепить фидер с помощью специальных элементов, устанавливая их с расстоянием не более 0,7-1,2 м;
  7. обязательно герметизировать не только соединители, но и места сочленений фидера с джамперами и аппаратурой.