Blogg

Varför luftdielektrisk koaxialkabel är det optimala valet för 5G- och mmWave-basstationer

Fysiken bakom låg förlust: Hur luftdielektrikum minskar dämpning ovanför 2,5 GHz

Luftdielektriska koaxialkablar utnyttjar lufts mycket låga dielektriska konstant (cirka 1), vilket råkar vara den lägsta bland alla praktiska isolatorer, och gör dem utmärkta för att minska signalförlust vid frekvenser över 2,5 GHz. Jämfört med traditionella alternativ som skum- eller fast polyeten-dielektrika orsakar luft inte mycket molekylär polarisering och absorberar därför betydligt mindre energi. Vid cirka 6 GHz kan detta minska signaldämpningen med nästan 40 %. När vi kommer upp i de högre millimetervågsområdena blir denna egenskap särskilt viktig eftersom signalförlust försämras mycket snabbare när frekvensen ökar. Fälttester visar att dessa luftdielektriska kablar bibehåller cirka 92 % av signalkvaliteten även efter 100 meter vid 28 GHz. Det är långt bättre än vad de flesta skumkärnkablar klarar, vilka vanligtvis ligger under 70 % prestanda. Att bibehålla ren signal är avgörande för avancerade moduleringsmetoder som används i moderna nätverk och särskilt viktigt för att hålla latensen låg i 5G-backhaul-system.

Termisk stabilitet och hög effekthantering för tätstädt 5G-basstationer

I urbana områden kör 5G-basstationer vanligtvis med sändareffekter över 200 watt, vilket innebär att de verkligen behöver bra lösningar för värmeavledning. Luftdielektriska koaxialkablar blir allt mer populära eftersom deras håliga kärna tillåter att värme avges ungefär tre gånger snabbare jämfört med traditionella kablar med fast fyllnad. För stela kablar ser vi att infogningsförlusten varierar mindre än 0,05 dB över hela det industriella temperaturintervallet, från minus 40 grader Celsius upp till plus 85 grader Celsius. Detta är mycket viktigt för utrustning installerad på tak där direkt solljus kan orsaka allvarliga uppvärmningsproblem. När det gäller semiflexibla kablar bibehålls impedansen stabil med VSWR-förhållanden under 1,15:1 även när de böjs tätt runt hörn. Detta hjälper till att förhindra de irriterande PIM-problem som uppstår vid integration av kompakta antennuppsättningar. Alla dessa egenskaper tillsammans säkerställer att nätverken förblir tillgängliga tillförlitligt. Och låt oss vara ärliga – operatörer har inte råd att vara offline, eftersom driftstopp kostar dem cirka 740 000 dollar varje timme enligt Ponemon Institute:s forskning från i fjol.

Toppvaliderade luftdielektriska koaxialkablar för basstationsspridning

Rigida luftdielektriska ledningar: Precision och prestanda vid 3,5 GHz och högre

Stela luftdielektriska koaxialkablar ger extremt låga signalförluster för fasta matarkablar som arbetar på frekvenser över 2,5 GHz. Vad som gör dessa kablar speciella är deras sömlösa yttre ledardesign som håller luftgapets geometri konsekvent hela vägen genom kabeln. Denna konsekvens minskar signalförlusten med cirka 30 % jämfört med liknande skumkärnkablar vid användning i millimetervågsfrekvenser. För alla som hanterar signaler på 3,5 GHz och uppåt innebär denna nivå av precision bättre signalkvalitet i stort sett. Därför föredrar många telekomföretag dessa kablar för sina matarkablar till makrobasstationer, särskilt eftersom vägförlust kan vara en så begränsande faktor. För att allt ska fungera smidigt har de flesta tillverkare börjat integrera trycksystem som håller torr luft inuti kabeln vid ungefär 3 till 5 pund per kvadrattum. Dessa system förhindrar fukttillträde och hjälper till att hålla spänningsstående våg-förhållandet under kontroll även i tuffa väderförhållanden. Installationen medför dock vissa utmaningar. Tekniker måste följa strikta riktlinjer för böjradie under installationen. Men trots dessa krav sticker stela luftdielektriska kablar ändå ut när det gäller sin långa livslängd och utmärkta faskonstans, vilket gör dem idealiska för permanenta torninstallationer där tillförlitlighet är allra viktigast.

Semi-flexibla luftdielektriska varianter: Balansera installationspraktik och effektivitet i området 24–28 GHz

Luftdielektriska kablar som är halvflexibla ligger någonstans mellan topprestanda och enkel installation, särskilt användbara i tätbefolkade städer och inomhus där små celler behöver installeras. Den yttre ledaren, tillverkad av vecklat koppar, gör att dessa kablar kan böjas lika hårt som åtta gånger sin egen diameter, vilket möjliggör eftermontering även på upptagna tak och tillåter prydliga installationer i trånga maskinutrymmen. Tester har visat endast cirka 0,6 dB förlust varje 30 meter vid frekvenser upp till 28 GHz, så datatransferhastigheterna förblir starka utan kompromisser. Dessa kablar har också exakt formgjutna avståndshållare för dielektriskt material, vilket förhindrar att centralledaren förflyttas vid vibrationer eller temperaturförändringar och därmed bibehåller signalens kvalitet över tid. Även om de visar något högre signalförlust jämfört med rigida versioner, erbjuder halvflexibla kablar fortfarande den bästa kombinationen av radiofrekvensprestanda, fysisk flexibilitet och installationshastighet för tekniker i de flesta situationer inom frekvensområdet 24 till 28 GHz.

Verklig Prestanda: Luftdielektrisk Koaxialkabel kontra Skum-PE i Basstationscenarier

Fältvalidering av CBRS-band: 22 % lägre vägförlust över 120 m vid 3,7–3,98 GHz

Fälttester med CBRS-band har visat att luftdielektriska koaxkablar presterar mycket bättre än de som är tillverkade med skumplast av polyeten. När man tittar på matarkablar runt 120 meter långa som arbetar mellan frekvenserna 3,7 och 3,98 GHz ser nätverksoperatörer konsekvent en minskning av signalförlust med cirka 22 %. Detta beror på att luft har nästan perfekta dielektriska egenskaper (relativ permittivitet nära 1,0) jämfört med den naturliga friktionen och signaldegradationen i skummateriel. Den bättre signalkvaliteten innebär att sändartorn kan sända starkare signaler totalt sett. I tätbefolkade stadsområden där mobiltrafiken är intensiv leder detta till 15–30 % högre dataflöde per basstation. Dessutom utvidgas täckningsområdet naturligt utan behov av extra utrustning som repeaters. För telekomföretag innebär alla dessa fördelar att de kan distribuera ny infrastruktur snabbare, deras effektförstärkare arbetar hårdare men håller längre, och de totala kostnaderna sjunker avsevärt. De ekonomiska fördelarna är också tydliga, med avkastning på investeringen 3 till 5 år tidigare än förväntat tack vare uppskjuten behov av hårdvaruutbyte och bättre efterlevnad av serviceavtal.

Viktiga installations- och miljöriktlinjer för luftdielektrisk koaxialkabel

Förebyggelse av fuktinträngning, trycksättning och pålitlighet utomhus vid långa kabellöp

Att bibehålla signalkvaliteten i luftdielektriska koaxialkablar beror verkligen på att ha ett torrt och stabilt utrymme inuti där dielektrikumet sitter. Utomhusinstallationer och längre kabellöp behöver kontinuerligt tryck av torr luft mellan 3 och 5 pund per kvadrattum för att förhindra kondensproblem. Även små mängder fukt kan orsaka allvarliga förluster i signalstyrka, upp till 15–20 decibel över bara 100 meter vid användning av högfrekventa mmWave-signaler. När anslutningar täts brukar tekniker applicera två skyddsskikt – först lindas det med silikonband som självsväljs, sedan täcks det med krympslangar som både är UV-beständiga och har limfodrad innersida. För stela kablar som går genom väggar eller över byggnader innebär korrekt installation att skapa dropploopar och installera ventiler som pekar nedåt så att eventuella vattendroppar faller bort innan de når det pressuriserade området inuti. Vid längre horisontella sträckor över 30 meter är det en bra praxis att sätta in expansionsfogar ungefär var 15 till 20 meter. Detta hjälper till att hantera temperaturförändringar utan att bryta tätheten. Enligt faktiska fältredovisningar från platser nära kuststräckor där fuktigheten alltid är hög, visar det sig att system med bra tryckhållning håller ungefär 8 till 10 år längre jämfört med system utan detta skydd. Så även om vissa kanske tror att tryckhållning bara är en extra funktion, vet erfarna installatörer att det egentligen är avgörande för att säkerställa att dessa system fungerar tillförlitligt över tid.

FAQ-sektion

• Vad är det främsta fördelen med att använda luftdielektriska koaxialkablar för 5G?
  Luftdielektriska koaxialkablar erbjuder lägre signaldämpning och bättre värmeledning, vilket gör dem idealiska för högfrekventa tillämpningar som 5G.
• Hur hanterar luftdielektriska kablar temperatur bättre än andra typer?
  Den ihåliga kärnan i luftdielektriska kablar tillåter att värme avges mer effektivt, vilket är avgörande för hantering av de höga effektnivåerna som används i urbana 5G-basstationer.
• Vilka installationsutmaningar finns med luftdielektriska koaxialkablar?
  Installationen kräver att strikta riktlinjer för böjningsradie följs samt användning av pressuriseringssystem för att förhindra fukttillträde.
• Varför föredras luftdielektriska kablar framför skumplastkablar?
  Luftdielektriska kablar erbjuder bättre signalkvalitet och lägre vägförlust, vilket förbättrar datagenomströmning och täckningsområde utan ytterligare infrastruktur.