Блог

Сигналдың әлсіреуін азайту: Ауалы диэлектрик коаксиалды кабель RF пайдалы әсер коэффициентін қалай максималдандырады

Микротолқынды жиіліктерде неге ауа диэлектриктік жоғалтуларды минимизациялайды

Ауалы диэлектрик коаксиалды кабельдер изоляциялық материал ретінде ауаны қолданады, оның электрлік қасиеттері жақсы (диэлектрлік тұрақты шамамен 1,0). Бұл сигналдар қатты немесе көбік материалдары бар кабельдерге қарағанда аз шығынмен өтетінін білдіреді. 6 ГГц-тен жоғары микротолқынды жиіліктерде жұмыс істегенде, бұл ауамен толтырылған кабельдер дәстүрлі PTFE кабельдеріне қарағанда сигнал шығынын шамамен 40% азайта алады. Бұл жақсы жұмыс істеудің екі негізгі себебі бар. Біріншіден, шығын көрсеткіші 0,0001-ден аспайтын өте төмен, ал полимерлі материалдарда әдетте 0,001 шамасында болады. Екіншіден, ауада иондардың қозғалуынан туындайтын қосымша шығындарға әкелетін өткізгіш қоспалар жоқ. Кабель сигналдың көп бөлігін жылуға айналдырмайтындықтан, құрылғылар арасындағы ұзақ қашықтықта да сигналдардың күшті болуын сақтайды.

Шынайы әсер: 5G және радиолокациядағы қашықтықты ұзарту және күшейткіш қажеттілігін азайту

Осы FR2 жиілік диапазондарындағы 5G mmWave-ті орнату кезінде ауа диэлектрикті кабельдер антенналар мен базалық станциялар арасындағы сигналдың 30% жақындатылуына әкеледі. Бұл желілік қамту әр жерде мықты болуы қажет болатын тығыз қалалық аймақтарда үлкен маңызға ие. Пайдалары мұнымен шектелмейді. Әскери радиолокациялық жүйелер де жақсару байқайды – фазалық реттеулері артықшылық беретін күшейткіштерді алып тастау арқылы сигналдарды жақсырақ қабылдайды және шамамен 2-3 дБ-ге сезімталдығын арттырады. Ауа-райы радарлары да ұқсас, бірақ басқа нәтиже алады; олар желідегі барлық компоненттер арасында жақсы синхрондауды сақтайды. Бұл барлық жақсартулар көбірек сигнал күшейткіштерге қажеттілікті азайтады, бұл энергияны үнемдеуге және фондық шуға қарсы күресті төмендетуге мүмкіндік береді. Жоғары жиілікті жабдықпен жұмыс істейтін әркім үшін таза сигналдардың дұрыс жұмыс істеуі үшін қаншалықты маңызды екендігін ескерсек, бұл нақты айырмашылық жасайды.

Қажетті RF қолданбалардағы жоғары қуаттылық пен термиялық тұрақтылық

Ауа диэлектригінің қатты немесе көбік диэлектриктеріне қатысты артықшылығы — жылуды шашырату

Заттарды салқындату туралы болған кезде ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдер ауаның жылу өткізгіштігі өте төмен болғандықтан (шамамен 0,026 Вт/мК) ерекше көзге түседі. Бұл орталық өткізгіштің ауа жылуды конвекция арқылы табиғи түрде шығаруына мүмкіндік беретіндіктен, оның температурасы төмен болады. Полиэтилен (шамамен 0,4 Вт/мК жылу өткізгіштігі бар) немесе жылуды шығару орнына оны ұстап тұратын көбік диэлектриктерімен салыстырғанда, ауа диэлектригі ретінде қолданылған кезде жоғары қуатты қолдану кезінде жылу ошақтары шамамен 40 пайызға дейін азаяды. Термиялық дұрыс емес жұмыс істеу де, әсіресе бірнеше киловатт қуатпен жұмыс істейтін жүйелер үшін, көптеген жағдайларда айтарлықтай азаяды. Әрбір 10 градус Цельсийге температураның көтерілуі құрылғылардың жартылай қысқаруына әкелетінін есіңізде сақтаңыз? Бұл уақыт өте келе үлкен айырмашылық жасайды. Бұл кабельдер түсірілген жүктеме астында үздіксіз жұмыс істеген кезде де өз жұмыс сапасын сақтайды және тозу белгілерін көрсетпейді.

Орналастыру бойынша талдау: Байланыс берушілер мен серіккерге сигнал жеткізу жүйелері

Сигнал күші 50 киловатттан асатын байланыс берушілермен жұмыс істеген кезде тұрақты жұмыс режимінде ауа диэлектригі бар кабельдер температура өзгерістерінен пайда болатын қажетсіз искажениелердің алдын алады. Дәл осы артықшылық серікке сигнал жеткізу жүйелеріне де қолданылады. Жоғары Ka-диапазонды жиіліктерде ауа диэлектригі бар кабельдер түбірі көбіктен жасалған кабельдерге қарағанда шамамен 25 пайызға артық тұрақты қуат тасымалдай алады. Бұл операторларға қосымша салқындату жүйелерін үнемі қосып тұрмай-ақ геостационарлық серіктерге сенімді түрде деректер жіберуге мүмкіндік береді. Бұл кабельдер жылуды өте жақсы шыдайды, сондықтан электр энергиясына кететін шығындар да, күтпеген жерден жүйенің тоқтауы да азаяды. Істен шығуға жол берілмейтін маңызды инфрақұрылымдық жобалар үшін ауа диэлектригі бар кабельдер бастапқы құны жоғары болса да, сенімді жұмыс істеуіне байланысты негізгі шешім болып табылады.

Дәлдік RF жүйелері үшін жақсартылған импеданс тұрақтылығы мен фаза біркелкілігі

Біркелкі ауа саңылауы VSWR өзгерісін және топтық кешігуін қалай азайтады

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельдер өздерінің 50 ом импедансын өткізгіштердің тұрақты арақашықтығына байланысты тұрақты ұстайды. Ауа изолятор ретінде әрекет еткенде, VSWR көрсеткіштеріне әсер ететін диэлектрик тұрақтылығының өзгеруімен байланысты мәселелер азаяды. Ауаның өткізгіштік қасиеттері шамамен плюс немесе минус 0,05 пайыздан аспайтын дәлдікпен өте тұрақты болады. Молекулалардың кездейсоқ поляризацияланып сигналдарды бұзбауы арқасында бұл тұрақтылық фазалық бұрмалауды азайтуға көмектеседі. Нәтижесінде жиілік 40 ГГц-ке жеткенде топтық кешігу 1 метрге 5 пикосекундтан аспайды, бұл кең жолақтықта сапалы сигналды сақтау үшін маңызды фактор. Сонымен қатар, VSWR көрсеткіштерінің де тұрақты болуы керектігін ұмытпау керек. Әдетте 1,15:1 қатынасынан төменгі мәндер импеданс үйлесімсіздігін болдырмауға мүмкіндік береді, өйткені бұл дәл өлшеу құралдары мен тестілеу жабдықтарында модуляция дәлдігін бұзуы мүмкін.

Фазалық бағдарламаланатын радарлар мен когерентті MIMO жүйелеріндегі маңыздылығы

Ауалы диэлектрик кабельдері фазалық байланысты көптеген антенна элементтерінде сақтау маңызды болып табылатын 5G massive MIMO жүйелері мен заманауи қорғаныс радиожүйелерінде аса маңызды рөл атқарады. Бұл кабельдер температура -55 пен 85 градус Цельсий аралығында өзгерген кезде де тарату кешігістері метріне бар болғаны ±0,3 градус өзгеретін сияқты ерекше тұрақтылық көрсетеді. Бұл инженерлердің баптауларды тұрақты түрде түзетуіне қажеттілікті болдырмастан дәлме-дәл сәулелендіруді орындауына мүмкіндік береді, бұл уақыт пен ресурстарды үнемдейді. Сыртқы тестілеу маңызды нәрсе ашты: егер фаза қателіктері 1 градустан асса, 64T64R антенналарының үлкен жинақтарында қамту шамамен 15% төмендейді. Осы кабельдердің температуралық тұрақтылығы 256-QAM жіберу кезінде каналдарды ортогональды ұстауға да көмектеседі. Тестілер олардың дәстүрлі көбік түрдегі негізге қарағанда қате векторлық шаманы (EVM) шамамен 8 дБ-ға дейін төмендететінін көрсетті. Жоғары жылдамдықты деректерді таратумен айналысатын әркім үшін осындай өнімділік айырмашылығы сенімді байланысты сақтауда айтарлықтай маңызды.

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабельді орнатудың компромисстері мен практикалық ескертулері

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабель жоғалтуы төмен, фазалық тұрақты қолданыстарда өзіне ұқсамайтын RF өнімділігін ұсынса да, оны орнату кезінде экологиялық және механикалық шектеулерді мұқият бағалау қажет.

RF өнімділігін механикалық беріктікпен және экологиялық герметизациямен тепе-теңдікте ұстау

Ауалы диэлектрикалық ядролар сигналдың жоғалуын азайтуға көмектеседі, бірақ өзіндік мәселелері де бар. Ішінара үлкен мәселе жүйеге ылғалдың түсуінен туындайды. Ылғалдылық жиналған кезде диэлектрик қалай жұмыс істейтінін өзгертеді және сигналдың жоғалуы қалыпты жағдайларға қарағанда күрт есеу болады. Сондықтан кабельдер суға немесе жоғары ылғалдылық деңгейіне ұшырауы мүмкін орындарда дұрыс герметизациялау өте маңызды. Физикалық жағынан да маңызы бар. Бұл ауалы кеңістігі бар кабельдердің бүгілуін мүлдем жақсы ұстай алмайды. Егер кірістіру кезінде кішкентай бұрыш жасалса немесе тым көп кернеу түсірілсе, өткізгіштің пішіні бүлініп кетеді, бұл барлық адамдардың жауырғаны VSWR мәселелеріне әкеледі. Мұндай орнатулармен жұмыс істейтін әркім үшін бүгілістерді жұмсарту (әдетте кабель өлшемінің шамамен 10 есесі дейін қауіпсіз болып саналады) және жол бойынша кернеуді төмендететін нүктелерді қосу уақыт өте келе жақсы электрлік өнімділікті сақтауға шынымен көмектеседі.

Ауалы диэлектрика мен жоғары өнімділікті көбік немесе жартылай ауалы альтернативаларды таңдау уақыты

Сигналдың сапасы ең маңызды болған жағдайда ауа диэлектригі жақсы жұмыс істейді:

Ауа диэлектригі сигнал сапасын ұзақтықтан гөрі басымдыққа ие ететін орындарда, мысалы, серік арқылы берілетін сигнал станцияларында немесе дәл өлшеу зертханаларында, жақсы жұмыс істейді, өйткені бұл жерлер құрылғының қаншалықты ұзақ жұмыс істейтінінен гөрі сигнал сапасын маңыздырақ санайды. 5G ұялы байланыс мұнаралары немесе кемелердегі радиолокациялық жүйелер сияқты тұрақты қозғалыс пен ылғалды жағдайларға ұшырайтын жүйелермен жұмыс істегенде инженерлер жиі тұйық көбік материалдарын қолданады. Бұл материалдар ауа диэлектригінің радиожиіліктік сипаттамаларының шамамен 80 пайызын құрайды, бірақ дірілге төзімдірек және тұзды су немесе жаңбыр әсерінен болатын коррозияға төзімді. Сондықтан құрылғылар күнбе-күн қиын сыртқы жағдайларда жұмыс істеп, тиімділігін көп жоғалтпай тұрақты түрде жұмыс істеуі үшін тұйық көбік материалдары тиімдірек таңдау болып табылады.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Ауа диэлектригі бар коаксиалды кабель деген не?

Ауалы диэлектрикті коаксиалды кабель сигнал сапасын жақсарту және қатты немесе көбік диэлектриктерге қарағанда жоғалтуларды азайту үшін изоляциялық материал ретінде ауаны қолданады, әсіресе жоғары жиілікті қолдануларда тиімді.

Неліктен коаксиалды кабельдерде диэлектрик ретінде ауа қолданылады?

Ауаның төменгі диэлектрлік тұрақтылығы (шамамен 1,0) сигнал жоғалтуын минималдандырады және радиожиіліктік тиімділікті арттырады, әсіресе 6 ГГц жиілік диапазонынан жоғары қолдануларда пайдалы.

Ауалы диэлектрикті коаксиалды кабельдер қай жерде ең пайдалы?

Бұл кабельдер сигнал сапасы механикалық беріктіктен жоғары болып табылатын, мысалы, серік арқылы берілетін станциялар мен дәл өлшеу зертханалары сияқты тұрақты орнатылымдар үшін идеалды.

Ауалы диэлектрикті кабельдерді қолданудың шығындары қандай?

Олар радиожиіліктік өнімділіктің ешқандай баламасы жоқ болса да, ауалы диэлектрикті кабельдер қоршаған ортаны тығыз жабу талап етеді және иілу мен ылғалдық мәселелерін болдырмау үшін ұқыпты қолдануды талап етеді.

Ауалы диэлектрикті кабельдер көбік түрлерімен қалай салыстырылады?

Ауалы диэлектрикалық кабельдер сигналдың бүтіндігі мен фазалық тұрақтылығын жақсартады, бірақ көбік түріндегі нұсқаларға қарағанда қоршаған орта факторлары мен механикалық кернеуге қарсы төзімсіз болып келеді.