Kabel koncentryczny LMR-400: Kompletne specyfikacje techniczne, wykres tłumienia sygnału oraz przewodnik zastosowań

Kabel koncentryczny LMR-400: Kompletne specyfikacje techniczne, wykres tłumienia sygnału oraz przewodnik zastosowań

Dobór kabla zasilającego do długiego zewnętrznego połączenia wydaje się prosty, dopóki system nie zostanie uruchomiony. Widziałem inżynierów RF wybierających kable wyłącznie na podstawie impedancji, by później stwierdzić, że tłumienie kabla LMR 400 przy rzeczywistej częstotliwości pracy zużywa więcej budżetu łącza, niż przewidywano w modelu. Istotną wartością tłumienia kabla lmr400 jest wartość w dB na 100 stóp przy konkretnej częstotliwości wdrożenia – a nie tylko podstawowa wartość impedancji.

Niniejszy przewodnik zawiera pełne specyfikacje techniczne kabla LMR 400, zweryfikowaną tabelę tłumienia kabla w zależności od częstotliwości oraz wskazówki dotyczące zastosowań w sieciach WiFi, nadawaniu radiowym i telekomunikacji komórkowej – wraz z porównaniem do kabli RG-8/U i LMR-600.

Specyfikacje techniczne kabla LMR 400

LMR 400 to kabel koncentryczny o impedancji 50 omów z podwójnym ekranowaniem i niskimi stratami w zakresie częstotliwości sięgającym 8 GHz. Projekt uwzględnia kompromis między średnicą kabla a jego giętkością, aby utrzymać niskie straty kabla w warunkach temperaturowych i promieniowania UV przewidzianych do zastosowań zewnętrznych – kombinacja ta spełnia szeroki zakres profesjonalnych wymagań infrastruktury RF.

Sygnały poruszają się w kablu LMR 400 z prędkością wynoszącą 85 % prędkości światła w próżni – jest to współczynnik korekcyjny stosowany przy cięciu zestawów do określonych długości elektrycznych. UV-odporny płaszcz z PE wydłuża czas użytkowania kabla w zastosowaniach zewnętrznych, ograniczając degradację strat kabla, która gromadzi się przez wieloletnie eksploatacje na narażonych odcinkach.

Straty kabla LMR 400 w funkcji częstotliwości

Straty w kablu rosną wraz z częstotliwością — im wyższa częstotliwość, tym większe straty kabla LMR400 na jednostkę długości. Przy częstotliwości 900 MHz różnica 1 dB na 100 stóp w zakresie strat kablowych pomiędzy dwoma typami kabli przekłada się bezpośrednio na mierzalny spadek mocy dostarczanej. Wartość tłumienia przy używanej częstotliwości powinna zazwyczaj mieć większą wagę w ocenie niż specyfikacja impedancji.

Przy częstotliwości 2,4 GHz i długości trasy 100 stóp kabel LMR 400 ogranicza straty kablowe do poniżej 30% — istotna różnica w porównaniu z kablem RG-58, który traci ponad 70% mocy wejściowej przy tej samej częstotliwości i długości. Dla nadajnika o mocy 5 W i zewnętrznej trasy 100-stopowej do anteny pracującej na częstotliwości 2,4 GHz przy użyciu kabla LMR 400 do anteny dociera około 3,5 W, podczas gdy przy kablu RG-58 dociera mniej niż 1,5 W.

Przy częstotliwości 5,8 GHz wartości ulegają zmianie: przy tłumieniu 10,8 dB na 100 stóp nawet odcinek długości 50 stóp powoduje utratę ok. 7,7 dB — co redukuje moc do około 17 % mocy wejściowej. W przypadku zastosowań działających stabilnie powyżej 3 GHz oraz odcinków przekraczających 30 stóp należy ocenić, czy LMR-600 zapewnia lepszy budżet tłumienia kabla przed wybraniem LMR 400.

LMR 400 vs RG-8/U vs LMR-600

Wybór kabla koncentrycznego zależy od tego, który wariant spełnia wymagania budżetu tłumienia kabla dla danej częstotliwości, długości odcinka oraz całkowitych kosztów posiadania. RG-8/U może wydawać się atrakcyjny w przeliczeniu na stopę; jednak uwzględniając tłumienie kabla przy roboczej częstotliwości oraz degradację powłoki w warunkach zewnętrznych, ekonomika często zmienia się na korzyść LMR 400 w całym cyklu wdrożenia.

Kabel LMR 400 zapewnia około 11 punktów procentowych większą moc niż kabel RG-8/U przy porównywalnych długościach tras, pozostając przy tym bardziej elastyczny i opłacalny niż kabel LMR-600. Dla większości tras do 100 stóp (około 30 m) w zakresie częstotliwości od 400 MHz do 3 GHz spełnia on wymagania dotyczące tłumienia kabla bez konieczności stosowania sztywniejszego i droższego kabla o większej średnicy.

Kabel LMR-600 warto rozważyć, gdy długość trasy przekracza 100 stóp (około 30 m) lub częstotliwość pracy jest systematycznie wyższa niż 2,4 GHz, a zapasy tłumienia kabla są ograniczone. Na zewnątrz kabel LMR 400 z powłoką PE oraz konstrukcja z podwójnym ekranowaniem zapewniają długotrwałą ochronę przed wzrostem tłumienia kabla, której nie zapewniają tańsze alternatywy.

Przewodnik zastosowań

Zasilacze WiFi i WLAN (2,4 GHz / 5,8 GHz)

W paśmie 2,4 GHz kabel LMR 400 jest powszechnie stosowany jako przewód zasilający punkty dostępu zewnętrzne oraz jako kabel magistralny systemu DAS w przypadku długości tras przekraczających 6 metrów. Straty kabla w paśmie 2,4 GHz pozostają w granicach dopuszczalnych dla wdrożeń sieci WiFi w środowisku korporacyjnym, a odporna na promieniowanie UV powłoka umożliwia montaż na dachach bez degradacji powłoki, która w ciągu kilkuletnich cykli prowadziłaby do wzrostu strat kabla.

Przewody zasilające nadajniki nadawcze i wieże komórkowe (700 MHz – 2,1 GHz)

Kabel LMR 400 zastępuje starsze kable typu RG-8 i 9913 w przewodach zasilających nadajniki VHF/UHF. Podwójna ekranizacja zapewnia izolację w gęstych środowiskach RF, a straty kabla w paśmie 700–2100 MHz mieszczą się w typowych budżetach połączeń zasilających wieżowe bez konieczności stosowania grubszych kabli LMR-600 i związanych z nimi elementów sprzętowych.

Komunikacja ruchoma i systemy DAS wewnątrz budynków

W pomieszczeniach wyposażenia stacji bazowych oraz w systemach DAS wewnątrz budynków kabel LMR 400 jest powszechnie stosowanym rozwiązaniem w paśmie 900 MHz, gdzie trasa o długości 15 metrów generuje straty mniejsze niż 2 dB. W paśmie 2,1 GHz należy modelować długość trasy na podstawie wartości tłumienia kabla LMR 400, aby potwierdzić, że budżet strat kabla zostaje zachowany.

Zgodność łączników i pozyskiwanie

Kabel LMR 400 jest zgodny z seriami łączników typu N, 7/16 DIN oraz 4.3-10. Łączniki typu N są stosowane w większości przypadków kończenia kabli w terenie; zestawy z łącznikami 4.3-10 nadają się do połączeń w pomieszczeniach sprzętowych. Zakup gotowych zestawów kabli LMR 400 od producenta kontrolującego zarówno produkcję kabli, jak i łączników zmniejsza zmienność między partiami – przyczynę nieoczekiwanych strat w kablu, które nie ujawniają się podczas standardowej kontroli przy odbiorze.

Zhenjiang Jiewei Electronic Technology produkuję łączniki RF, kable zasilające oraz zestawy kabli przez 25 lat, dostarczając swoje produkty klientom z sektorów telekomunikacyjnego, nadawczego oraz systemów DAS na całym świecie. Ich Elastyczny, niskoutratowy kabel koncentryczny LMR 400 jest dostępny w długościach niestandardowych dla projektów infrastrukturalnych, a ich zestawy kabli LMR 400 z łącznikami 4.3-10 (gniazdo) do N (wtyk męski) są dostępne do zastosowań w stacjach bazowych i liniach zasilających wieże.

Podsumowanie

LMR 400 to dwuwarstwowy kabel koncentryczny o impedancji 50 Ω, przeznaczony do pracy w zakresie częstotliwości do 8 GHz. Zweryfikowane wartości tłumienia kabla: 3,9 dB/100 ft przy 900 MHz oraz 10,8 dB/100 ft przy 5,8 GHz. Współczynnik prędkości 85 %, minimalny promień gięcia 4 cala oraz powłoka z polietylenu odpornego na działanie promieniowania UV czynią ten kabel odpowiednim dla zewnętrznych linii zasilających RF pracujących w paśmie od 400 MHz do 3 GHz.

Dla tras krótszych niż 100 ft i częstotliwości poniżej 2,4 GHz kabel LMR 400 spełnia większość wymagań budżetu łącza, oferując przy tym praktyczną elastyczność i korzystną cenę. Dla dłuższych tras lub wyższych częstotliwości należy porównać tłumienie kabla z tłumieniem kabla LMR-600 przed dokonaniem ostatecznego wyboru. Tam, gdzie kluczowe jest długotrwałe użytkowanie w warunkach zewnętrznych, dwuwarstwowa ekranizacja oraz powłoka odporna na promieniowanie UV zapewniają stabilność tłumienia kabla w czasie – cecha, której nie zapewniają prostsze alternatywy typu RG-8/U w trakcie długotrwałej eksploatacji.