Блог

RF Коаксиал Кабелдериндеги Жогорку Экрандаштыруу жана Сырткы Талаадан Коргоо

RF Коаксиал Кабелдеринин Негизги Түзүлүшү

RF коаксиал кабелдери тоскоолдукка чыдамдуулугун көп катмарлуу конструкция аркылуу камсыз кылат: борбордук өткөргүч, диэлектрик изоляция, экрандаштыруу жана сырткы жапак менен окшош. Диэлектрик катмар электр энергиясынын жоголушун азайтат, ал эми экрандаштыруу сырткы таасирлерди бутактоо үчүн Фарадей клеткасын түзөт.

Көп тоскоолдуктуу шарттардагы Экрандаштыруунун Тийгилдиги

Шаардагы базалык стансалар электр линиялары, радио берүүчүлөр жана өнөр жай жабдыктарынан чыккан электромагниттик бозгодолуу (EMI) менен кездешет. Көп катмардуу коргоо төмөнкү жыштыктагы бозгодолууну басуу үчүн 95% колемдүү тордон жана жогорку жыштыктагы EMIни чагылдыруучу фольга катмарларын кошуп колдонот. Талаада жүргүзүлгөн сынамалар бул эки катмардуу ыкма бир катмардуу коргоого салыштырмалуу бозгодолууну 40–60 дБга чейин кемитерин көрсөттү.

Көп Катмардуу Коргоо жана Бозгодолууну Блоктоо

Ички тор түбүндөгү токторду жутуп алганда, сырткы фольго аба аркылуу таралган EMIни чагылдырат. Ийилгичтиги жогору болгон спираль-тор варианттары катмардын тыгыздыгын жоготпой эле ийилгичтигин жакшыртат, ал көп жолу жөнгө салуу талап кылынган мачталар үчүн маанилүү.

Тор Коюулугу жана Диэлектриктин Сигналдын Ачыктыгына Тийгизген Таасири

Жогорку тыгыздыктагы тор курчалган спектрде 15–20% жакшыраак бозгодолууну басуу мүмкүнчүлүгүн берет. Газ инъекцияланган көп этилен сыяктуу төмөнкү жоголтуучу диэлектрик материалдар сигналдын бүтүндүгүн сактайт жана 3 ГГцде метрине 0,3 дБга чейин өткөрүмдү кемитет.

Иштеп жаткан база станциясынын коргоо ишине мисал

2023-жылы шаардагы 200 бекетти изилдөө натыйжасында, метрополитен системаларына жана 5G кичине ячейкаларга жакын болушуна карабастан, көп катмарлуу RF коаксиалдык кабелдер сигнал/чукул масштабын (SNR) 98,7% деңгээлинде сактаган. Негизги коргоо колдонулган бекеттер SNR талаптарын камтамасыз этүү үчүн 33% көбөйүткүч керек этишкен.

RF коаксиалдык кабелдин конструкциясы менен узун аралыктарда төмөнкү сигнал жоголтуу

Коаксиалдык кабелдердеги сигнал жоголтуу жана жыштыкка байланыштуу зыян

RF коаксиалдык кабелдер так инженердик чечимдер аркылуу сигналдын бузулушун минимумга тийгизет, ал эми зыян жыштык менен туурасынан пропорционалдуу өсөт. 900 МГцде стандарттык RG-8 кабелдери 100 футта 7,6 дБ жоготот, ал эми 50 МГцде 1,3 дБ гана жоготот, бул жогорку жыштыктар энергияны жылуулук катары чачыратып жиберүүнү жылдамдатып жатканын көрсөтөт. Бул үй-бүлөлөр база станциялар үчүн кабелди жыштык боюнча тандоону талап кылат.

Кабелдиң диаметри жана материалдын түрүнө жараша коаксиалдык кабелдин сигнал жоголтуусу (10 футка)

Кабель түрү	18 AWG (дБ)	14 AWG (дБ)	Диэлектрик материал
Теширилгич дизайн	0.35	0.22	Газ менен толтурулган көбүк
Катталган мыс	0.28	0.15	PTFE композити

18 AWG эквиваленттерине салыштырмалуу каршылык чыгымдарын 37% кыскартуу үчүн 14 AWG өткөргүчтөрдүн калыңдоосу, ал эми температуранын колебаниялары боюнча импеданс тургузуп турган диэлектриктерге негизделген PTFE

Толкундуу мыс кабелдер менен Төмөнкү жоголтуучу ийгилки кабелдердин салыштырмасы

RF коаксиал кабелдерин карасак, ийилгич түрлөрү ашыкча 0,07 дБ/футтан жоготушуна карабастан, кайчылуучанлыктын аркасында абдан баалуу нерсеге ээ болот: алар 180 градуска чейин толугу менен бүгүлө алышат. Бул коммуникациялык башталгалардагы чоң кыйынчылыктарды тудурган жана орнатуу өтө кыйын болгон тар жайлар үчүн жакшы вариант. Эми бугулган мүнөттөгү мыс түрлөрү башкача иштейт. Алардын сырткы өткөргүчтөрү бузулбай иштегендиктен, алар сигналдын жоголушун 6 ГГц жыштыкта футона 0,13 дБга жакшыраак төмөндөтөт. Шаардагы макро ячейкаларды орнотуу үчүн көптөгөн орнотуучулар эки түрдүн аралашын колдонушат. Алар корпустун ичинде вертикалдуу бугулган кабелдерди орнотушат, анткени алар температуранын 2 даяр Цельсийге чейинки өзгөрүшүн жакшыраак кабыл алат. Андан кийин антеннанын өзүнө келгенде, биз жогоруда айткан ийилгич түрүнө которушат. Бул системалар күн сайын сенимдүү иштөөнү талап кылганда, бул логикалык чечим.

Тенденция: Кошумча жоголууну төмөндөтүү үчүн жетилдирилген көпүрчүк диэлектриктер

Жаңы изилдөөлөр бул атайын төмөнкү PIM көпүрчүктүү диэлектриктер чыныгы полиэтилен негизине салыштырмалуу ийгилик менен 26дан 30 пайызга чейинки инсертция жоготуусун камтышы мүмкүн экендигин көрсөттү. Аба менен толтурулган версиялар 500 Ньютондон ашык күчкө каршы турганы менен диэлектрик константаларын 1,3 астында сактоого тийиш. Бул көрсөткүч 28 ГГцке жеткен жыштыктарда 100 метрге 3 дБден ашпаган 3GPP стандартын ийгиликтүү ишке ашырууга жардам бергендиктен 5G NR таралышы үчүн идеалдуу болуп саналат. Көптөгөн беделдүү өндүрүүчүлөр ушул баскычтуу индекстүү көпүрчүктөрдү колдонууга башташты, анткени алар түрдүү өнөр жайларда кеңири колдонулган көптөгөн кең жолдуу колдонууларда модалдык дисперсия маселесин минимумга чейин кыскартууга жардам берет.

Сенсиз RF сигналдарын өткөрүү үчүн импеданс тургундугу жана VSWR

Кыймылсыз электр толкунунун коэффициенти (VSWR) жана импеданс тургундугу

Импедансты туура башкаруу аркылуу RF коаксиал кабелдер сигналдарды мыкты кармоот. Керек болгонго караганда импеданс тизмектинде уюшпаган учурда канча сигнал кайра чагылдыгын өлчөөчү көрсөткүч — «Кернеэниң тике толкунунун коэффициенти» же кыскартылган ВСК. Бардыгы идеалдуу уюшканда, биз 1:1 ВСК окуу алабыз. Казыргы заманбап абадагы станциялардын көбү иш жүзүндө 1,4–1,5 ченинде иштейт. Эгер системада кандайдыр бир нерсе бузулуп, 2:1 ВСК көрсөтүлсө, энергиянын дээрлик 11 пайызы чекитке эмес, карама-каршы тарапка кайрадан жөнөтүлөт. Узак мөөнөттө ушундай энергия жоготуулар тез көбөйөт, айрыкча чоң коммуникациялык тармактарда.

Базалык станциялар менен уюшушуу үчүн 50 Омдук импедансты сактоо

Баазастанциялар менен РЧ коаксиалдык кабелдер жакшы иштешин камсыз кылуу үчүн байланыш компаниялары 50 омду импеданстын стандарттык мааниси катары колдонушат. Бул тандоонун себеби чынында гана жөнөкөй. Бул кабелдердин күчүн карата сигналдарды таза жана ачык сактоо ортосундагы туура балансты камсыз кылат. Производство иштеп чыгуучулар бул идеалдуу нуктаны өткөргүчтүн формасын убакыт ылдый жана изоляциялык материалдарды так тандоо аркылуу көздөйт. Жакында алардын «жети бурчтуу тиштүү методдор» деп аталган ыкмаларындагы жаңыртуулар иш-аракетти дагы жакшыртты. Бул жаңы ыкмалар өндүрүштүн барышындагы биримдиксиздикти азайтты, демек кабелден-кабелге өзгөрүш азаят. Натыйжада, бүгүнкү заманга тийиштүү көпчүлүк кабелдер 600 МГцтен 3,5 ГГцке чейинки жыштык диапазонунун бардык бөлүгүндө 1,3:1 ден 1:1ге чейинки туруктуу VSWR (тубуранча стоячая волна) коэффициентин сактайт. Бул деңгээлдеги биримдиктүүлүк торчо орнотуу менен иштеген инженерлердин ишин жеңилдетет.

Передатчиктин эффективдүүлүгүнө жаман VSWR таасири

2024-жылы жыйналган дарыялардагы маалыматтарга таянып, VSWR чекити 2:1 деңгээлинен ашкан базалык стансалардын беш жыл ичинде чагылдыруу күчү системада болгондо, усулдуруштуруучулардын ийкемдүүлүгү орто эсеп менен 22 пайызга көбөйөт. Бул кошумча иштөө чыныгы акчага да тиешеси бар, ай сайын айдоо шаарындагы ар бир ячейкалык сайт үчүн энергия чыгымы орто эсеп менен 74 долларга көтөрүлөт. Биздин бактыбызга карата, жаңы адаптивдүү импеданс тизмектери айырмачылык түзүп жатат. Бул системалар температура -40 градус Целсийден +85 градус Целсийге чейин курчап алганда даже, VSWR диапазонун плюс же минус 0,05 ичинде туруктуу сактай алат. Ушул дайымкы туруктуулук кыйынчылыктар менен жүргүзүлгөн шарттарда надежный тармак иштеши үчүн баарын айырмалайт.

Пассивдүү RF тармактарында интермодуляциялык искерчиликтин (PIM) минималдуу болушу

Пассив компоненттердеги интермодуляциялык булануу (PIM) боюнча маалымат

Пассив Интермодуляциялык Булануу же кыскартылган PIM коаксиал кабелдер сыяктуу пассив компоненттердин ичинде бир нече жогорку кубаттуу RF сигналдары кездешкендэ болот. Бул өзара аракеттер тармактын жалпы иштөө чаптыгын бузуп, керек эмес кыйынчылык тудурган сигналдарды түзөт. Изилдөөлөр берүү кубаты 1 дБ гана өсүп кетсе, PIM ченеми жакылай 3 дБга чейин өсөрүн көрсөтүп берет. Бул жаңы 5G орнотууларын өзүнчө коркунучка туш кылат, анткени алар кеңиририк жыштык диапазондорунда иштейт. Бүгүнкү LTE системалары туура иштөө үчүн, PIM -169 дБс деңгээлинен төмөн болушу керек, анткени кабыл алуучулар -126 дБм сезгичтик чегине чейинки сигналдарды кабыл ала алышы керек. Бул талаптарга жараша, өндүрүүчүлөр RF коаксиал кабелдери үчүн колдонулган материалдар жана конструкция ыкмалары боюнча абдан катал талаптарды так сактоо зарылчылыгына ээ, айрыкча сигналдын сапаты эң көп мааниге ээ болгон шаардын тыгыз аймактарында.

Коаксиал кабелдер жана PIM: Материалдар жана туташуу жерлер кантип таасир этет

Металдан-металга чогуулануучу бөлүктөгү сызыктык эмес таасирлер PIM учурларынын 78% түзөт. Негизги себептерге төмөнкүлөр кирет:

• Күмүш менен капталган варианттарга салыштырмалуу PIM деңгээли 40% жогору болгон никель менен капталган коннекторлор
• 2,4 ГГц жана андан жогорку жыштыкта тоскоолдук түзгөн тууралап ийилген кабелдүү экрандар
• Басып чыгарылган конструкцияларга салыштырмалуу PIM деңгээлинин 15-20 дБга чейин төмөндөшүнө алып келген бос орунма геометриялар

Талаштуу анализ: Төмөнкү PIM кабелдеринин баары чыгымга тийишпи?

Жогорку сапаттагы төмөнкү PIM кабелдер лабораториялык шарттарда тоскоолду 30-45 дБга чейин камтыса да, практикалык пайдасы ар кандай болот:

Орнотуу сценарийи	Стандарттык кабелдин PIM деңгээли	Төмөнкү PIM кабелдин жакшыртылышы	ROI Мөөнөтү
Шаардык макро ячейкалар	-120dBc	-150dBc (25% сыйымдуулугу)	18 ай
Айыл чарба аймагындагы кичине ячейкалар	-135dBc	-155dBc (8% сыйымдуулугу)	5 жылдан көп

Бул айырмачылык түрдүү орнотуу шарттары үчүн чыгымдарды жакшыртууга мүмкүнчүлүк берген PIM чегин иштеп чыгуу боюнча талашты күчөтөт.

Сапаты жогору болушу менен тыгыз тармактардагы PIM сезгичтиги: индустриянын парадоксу

99,999% убакытта иштөө максатына тиешелүү чаралар PIM физикасы менен карама-каршы келет; кошумча кабелдердин тармагы металл бирикмелерди 60% көбөйтөт, ал эми PIM менен байланышкан иштебестиктикке алып келүү мүмкүн. Натыйжада, заманбап базалык стансалар дооматтуу аппаратту көбөйтүүгө карата бирдиктүү PIM мониторингин камсыз кылууга басым жасашат.

Стратегия: Монтаждын эң жакшы практикалары аркылуу PIM диапазонун камтып алуу

Талаада жүргүзүлгөн изилдөөлөрдүн натыйжалары туура монтаждоо PIM менен байланышкан иштебестикти 53% га чейин кыскартты:

• 35-40 in-lb коннектордун бекемдиги үчүн моментти чектөөчү калавдарды колдонуу
• 43 дБм берүү кубаттуулугунда жартылай жылдык PIM тазалоо сынамаларын өткөрүү
• Антеннанын массивтерине жакын жерде ийилүш радиусунан 4 эсе кичине ийилген кабелдерден сактануу

Бул протоколдор төмөнкү PIM компоненттерин толугу менен алмаштырууну талап кылбай, иштеңди сактоого жардам берет.

Жыштык диапазону, Кубаттуулук жана Тирүүгө мумкунчулуку

Казыргы базалык блоктордо Жыштык Диапазону жана Сигналдын Бүтүндүгү

RF коаксиалдык кабелдер 5G жана мурасым системалары үчүн зарыл болгон кең полосаны камсыз кылат, казыргы базалык станциялар 600 МГц ден 42 ГГц чейинки иштөөнү талап кылат. Ынтымжылы кабелдер 6 ГГц де <4 дБ/100 фут азайтууну сактайт. Алардын конструкциясы фазалык искажениени минимумга тийгизет, бул (1-3 ГГц) төмөнкү жыштыктагы башкаруу сигналдарын жана (>24 ГГц) жогорку полосалуу миллиметр толкундарын убакытташтырып жөнөтүүгө мүмкүндүк берет.

Үзгүлтүксүз жүктөм астында Коаксиалдык Кабелдердин Кубаттуулугу

Кубаттуулук өткөргүчтүн өлчөмүнө жана диэлектрик тургундугуна байланыштуу. Мисалы, ½-дюймдук кабелдер 300 Вт үзгүлтүксүз кубатты (40°C температурада 30% га төмөндөтүлгөн) чыдай алат, ал эми 7/8-дюймдук конструкциялар 2000 Вт чейинки чоку кубатты чыдай алат. Негизги кароо факторлору:

• Материалдык чектөөлөр : Аллюминий менен капталган мыс 150°C үзгүлтүксүз иштөөгө мүмкүндүк берет
• Чоку жана орточо кубат : Керне басымы учурунда диэлектрик бузулушун болгонон 5:1 коопсуздук маржиси

Жогорку кубаттуу сырткы колдонууларда термалдык башкаруу

Тышкы базалык стансаларды орноткондо -55 градус Целсийден башталып, 125 градус Целсийге чейинки температураны чыдай турган кабелдерди колдонуу маанилүү. PTFE (политетрафторэтилен) жапкычы -40 градус Целсийге жакын муздашкан температурада да кабелдердин ийкөөнүн сактоого мүмкүндүк берет, ошондой эле узак мөөнөттүк күн нурунун таасирине каршы турушат. 2023-жылы жүргүзүлгөн изилдөөлөрдүн натыйжаларына ылайык, үч күн бою туруктуу жүктөмдүн тесттерин өткөрүүдөн кийин, бир гана катмардын ордуна композиттик фольга менен тиштекти колдонуу жабдыктардын ичиндеги температураны 18 градуска чейин төмөндөтөт. Иштөө өмүрү боюндогу ар кандай температура циклдери жөнүндө GR-487 стандартында көрсөтүлгөндөй, жабдыктардын ишинин сапатын камсыз кылуу үчүн инженерлер күчтөлүү шамал менен суутуу системаларын көбүнчө өнөр жай стандарттары менен жупташтырат.

ККБ

• RF коаксиалдык кабелдердеги экрандаштыруунун негизги максаты эмне?
  RF коаксиал кабелдериндеги экрандоонун негизги максаты - сырткы бозгонууну тоскоолдоп, борбордук өткөргүчтүн айланасында Фарадей клеткасынын эффектин түзүү.
• Шаардык шарттарда көп катмардуу экрандоо интерференцияны кандай камтып алат?
  Көп катмардуу экрандоо төмөнкү жыштыктагы бозгонууну чагылдыруу үчүн жогорку торчо менен жана жогорку жыштыктагы электромагниттик бозгонууну чагылдырган фольго катмарларын бириктирип, интерференцияны камтып алат.
• Кээ бир орнотулуштарда неге ийгүүчө кабелдерди камкор көрүшөт?
  Ийгүүчө кабелдер ийилүү жана жылыштыруу керек болгон тар жайларда камкор көрүлөт, ал эми гофрилированный мыс кабелдер сигналдын жоголушун азайтат жана температураны жакшыраак кармайт.
• Онук РЧ тармактарында алдыңкы пландагы көбүк диэлектриктердин ролу кандай?
  Алдыңкы пландагы көбүк диэлектриктер интеграциялоо жоголушун минимумга чейин кыскартат жана 5G тармактарында минимальдуу жоголуу талаптарын өтөтүү үчүн 3GPP сыяктуу катал талаптарды өтөтүүгө жардам берет.
• VSWR деген эмне жана ал эмнеге маанилүү?
  VSWR, Кернеүнүн толкун коэффициенти, RF системасындагы сигналдын чагылышын өлчөйт. Тоскооздукту туура тандоо VSWR'ни минимумга жеткирип, сигналды эффективдүү өткөрүүнү камсыз кылат.
• PIM пассивдүү RF тармактарга кандай таасирин тийгизет жана анын таасирин азайтуу үчүн кандай чаралар колдонулушу мүмкүн?
  PIM кереги жок сигналдарды генерациялоо аркылуу бозгуңду пайда кылат; натыйжалуу чараларга материалдарды туура тандоо, бириктируу ыкмалары жана орнотуу протоколдору кирет.