Чи підходить коаксіальний кабель LMR400 для сценаріїв зв'язку з низькими втратами?

Розуміння послаблення сигналу LMR400 та конструкції з низькими втратами

Проблема погіршення сигналу при передачі на високих радіочастотах

Радіосигнали на високих частотах природно послаблюються під час проходження через коаксіальні кабелі, особливо коли ми переходимо за межу близько 1 ГГц. Основні причини цього зниження сигналу — опір у провідниках (ті самі втрати I²R, про які всі говорять) та поглинання ізоляційними матеріалами всередині кабеля. Розгляньте, що відбувається на частотах 6 ГГц. Стандартні кабелі серії RG втрачають більше половини потужності всього після 100 футів прокладки. Це створює великі проблеми для таких систем, як інфраструктура 5G, де важливі надійні довгі з'єднання, не кажучи вже про радіолокаційні системи, яким потрібна стабільна цілісність сигналу на великих відстанях.

Як LMR400 мінімізує затухання завдяки передовому дизайну діелектрика та провідників

LMR400 протидіє втраті сигналу за допомогою трьох основних інновацій:

• Діелектрик із пінополіетиленом із газонаповненням : Знижує діелектричну сталу до 1,3 (порівняно з 1,5 у суцільному ПЕ), зменшуючи поглинання електромагнітних хвиль
• Тришарова екранувальна конструкція : Поєднує фольгу та подвійні оплетені шари з 95% мідним оплетенням, забезпечуючи блокування 99,9% перешкод при збереженні гнучкості
• Центральний провідник із безкисневої міді : Забезпечує 99,9% електропровідність, зменшуючи втрати на опір на 30% у порівнянні з алюмінієвими аналогами

Ці конструктивні елементи працюють синергічно, щоб зберегти цілісність сигналу на великих відстанях та при високих частотах.

Частотно-залежні втрати: LMR400 від 100 МГц до 6 ГГц

LMR400 забезпечує низьке загасання в усьому радіочастотному діапазоні, перевершуючи стандартні коаксіальні кабелі:

Ця стабільна ефективність робить LMR400 ідеальним для застосування в діапазоні від радіозв'язку FM до міліметрових хвильових ліній передачі.

Дослідження випадку: Порівняння виміряних втрат у дБ — LMR400 проти RG213 на частоті 2,4 ГГц на ділянці 50 футів

У контрольованому розгортанні Wi-Fi 6 кабель LMR400 показав лише 1,5 дБ втрат на ділянці 50 футів при 2,4 ГГц — на 40% менше, ніж 2,5 дБ у RG213. Це означає на 32% сильніший прийнятий сигнал, що дозволяє стабільну модуляцію 256-QAM, тоді як RG213 важко підтримує навіть 64-QAM в однакових умовах.

Порівняльна продуктивність: чому LMR400 перевершує RG213 за ефективністю РЧ

Порівняльний аналіз згасання, екранування та стабільності імпедансу

У 2.4 ГГц , a ділянка 50 футів lMR400 призводить лише до втрати 1,2 дБ , половина від показника RG213 2,4 дБ . Ця перевага пояснюється:

• Пінний діелектричний сердечник зменшує втрати, пов’язані з ємністю
• Тришарове екранування (фольга + подвійна оплётка), забезпечує 98% придушення ЕМІ проти 85% у RG213
• Точний контроль імпедансу (варіація ±1,5σ проти ±3σ у RG213 на частоті 6 ГГц), мінімізує відбиття

Результатом є вдосконалений перенос потужності та зниження кількості помилок у бітах у системах з високою швидкістю передачі даних.

Практичні сценарії, в яких RG213 не забезпечує такої цілісності сигналу, як LMR400

Коли мова йде про бездротові магістральні застосунки в містах, кабелі RG213 зазвичай потребують підсилювачів сигналу після приблизно 80 футів через їхні власні характеристики втрат сигналу, що створює як проблеми з шумами, так і ускладнює роботу системи. Практичні випробування різних розгортань 5G малих базових станцій показали цікавий факт: у районах із сильним електромагнітним перешкодженням встановлення кабелів RG213 мають приблизно на 18 відсотків вищий рівень втрати пакетів просто тому, що вони менш ефективно екранують сигнали. Якщо розглядати надійність з'єднувачів, існує ще одна суттєва відмінність між типами кабелів. Кабелі LMR400 постійно забезпечують менше ніж півдецибела неузгодженості опору, навіть якщо їх щільно згинають у кутах із радіусом вигину всього три дюйми. З'єднання RG213 у таких умовах, навпаки, досить часто виходять з ладу, особливо на комунікаційних вежах, де обмежено простір, а під час монтажу неможливо уникнути вигинів.

Для наземних станцій супутникової зв'язку вигода LMR400 у 0,7 дБ/100 футів на частоті 3,5 ГГц забезпечує на 12% чіткіші сигнали телеметрії. Ці відмінності стають вирішальними при прокладанні ліній довжиною у сотні футів, що поширені в сучасній ВЧ-інфраструктурі.

LMR400 у довгих і вимогливих ВЧ-застосуваннях

Забезпечення подовжених трас: як LMR400 зберігає якість сигналу на відстанях понад 100 футів

Кабель LMR400 створений для довгих ділянок, оскільки він втрачає лише близько 2,8 дБ на кожні 100 футів при роботі на частотах 2,4 ГГц. Що робить це можливим? Кабель має внутрішній діелектричний матеріал із пінополіетиленом, отриманим за допомогою газової ін'єкції, а також повністю безшовне екранування, яке допомагає утримувати сигнали всередині, запобігаючи їх витоку. Ззовні нанесено спеціальне поліетиленове покриття, стійке до ультрафіолетового випромінювання, тому ці кабелі витримують будь-які природні умови під час зовнішніх установок. Ми провели польові випробування цих кабелів і встановили, що вони зберігають імпеданс 50 Ом навіть на відстанях близько 150 футів. Ця стабільність має велике значення для надійних бездротових з'єднань на вулиці, оскільки стандартні кабелі RG213 швидко втрачають свої характеристики в подібних умовах.

Дослідження випадку: Використання кабелю LMR400 довжиною 150 футів у зовнішніх точкових бездротових з'єднаннях

У 2023 році в рамках проекту з розвитку інфраструктури було оцінено цілісність сигналу в зовнішньому точковому з'єднанні довжиною 150 футів:

*На основі стабільності потужності приймання та показників частоти помилок (дослідження протягом 6 місяців у реальних умовах).

Ефективність екранування LMR400 (≥98 дБ) зменшила ЕМІ на 28%, що підтверджує його використання в системах резервного каналу стільникових мереж і середовищах Wi-Fi 6.

Розрахунок максимальної довжини лінії передачі на основі припустимих порогів втрат у дБ

Інженери можуть визначити максимальну довжину лінії за допомогою цієї формули:

1. Визначте припустимі втрати в системі (наприклад, 6 дБ)
2. Поділіть на величину затухання на фут (0,028 дБ/фут при 2,4 ГГц)
3. Результат : 6 дБ ÷ 0,028 дБ/фут = 214 футів

Це дозволяє LMR400 підтримувати траси на 37% довші, ніж RG213, за однакових порогів втрат, зменшуючи необхідність у ретрансляторах та витрати на обслуговування.

Основні електричні та механічні характеристики LMR400

Імпеданс, коефіцієнт швидкості та підвищена ефективність екранування

Кабель LMR400 забезпечує стабільний опір 50 Ом у діапазоні від постійного струму до частот 6 ГГц. Це означає, що він чудово працює під час підключення до передавачів і антен без виникнення проблем з сигналом. Особливістю цього кабелю є його вражаючий коефіцієнт швидкості — 85 %, що робить його одним із найкращих у цій категорії. Високий коефіцієнт швидкості допомагає зменшити фазові затримки, що має велике значення для застосувань, які вимагають точного синхронізації, наприклад, синхронізація мереж 5G. Крім того, завдяки подвійній екранувальній конструкції кабель блокує електромагнітні перешкоди з ефективністю близько 97 %. Такий рівень захисту має принципове значення в місцях із високим рівнем електричних перешкод від іншого обладнання поруч.

Аналіз хвилеводу підтверджує, що загасання LMR400 залишається нижчим за 0,7 дБ/100 футів на частоті 2 ГГц при збереженні цілісності екранування. Це поєднання підходить для вимогливих застосувань, таких як:

• Базові станції мобільного зв'язку поблизу ліній високої напруги
• Супутникові канали, що вимагають високого співвідношення сигнал/шум
• Військовий зв'язок, що потребує захисту класу TEMPEST

Міцність і стійкість до впливу навколишнього середовища для надійного використання на вулиці

Розроблений для експлуатації в складних умовах, кабель LMR400 має спеціальну ультрафіолетостійку оболонку з пінополіетилену, яка надійно працює при температурах від мінус 55 градусів Цельсія до плюс 85. Особливістю цього кабелю є його гнучкість навіть за важких умов. Мінімальний радіус вигину становить лише один дюйм, що дає змогу прокладати його в обмежених просторах на чверть краще, ніж стандартні кабелі RG213. Польові випробування на узбережжях показали вражаючі результати. За правильного монтажу та використання належних методів закінчення кабелі служили значно довше десяти років. Герметичні конектори справді добре виконують свою функцію, запобігаючи проникненню води, навіть коли рівень вологості наближається до 100%. Така продуктивність має велике значення в місцях, де погодні умови постійно перевіряють обладнання на міцність.

Застосування та впровадження LMR400 у сучасних комунікаційних системах

Бездротові мережі, інфраструктура 5G та розгортання Wi-Fi 6 з використанням LMR400

Завдяки надзвичайно низькому згасанню (всього 0,65 дБ/100 футів на частоті 2,4 ГГц) LMR400 широко використовується в високопродуктивних бездротових системах. Його міцний екран забезпечує чисту передачу сигналу в щільних мережах малих сот 5G та у розгортаннях Wi-Fi 6. Міські мережі 5G покладаються на стійкість LMR400 до зовнішніх впливів та стабільність опору, щоб підтримувати синхронізацію через лінії зв'язку в діапазоні міліметрових хвиль.

Згідно з аналізом галузі за 2023 рік, понад 62% операторів зв'язку надають перевагу LMR400 для підключення від даху до базової станції завдяки стабільному 50-омному узгодженню та КСХН <1,3 до 6 ГГц. Ця сумісність сприяє інтеграції з масивами MIMO великої кількості антен та розподіленими антенними системами в архітектурах розумних міст.

Супутниковий зв'язок та абонентський доступ до стільникових мереж, що ґрунтуються на низьких втратах

Супутникові наземні станції отримують користь від коефіцієнта швидкості LMR400 у 88% і сердечника з алюмінію, покритого міддю, що забезпечує точне синхронізацію для слідкування за геостаціонарними супутниками. УФ-стійкий джгут запобігає руйнуванню при встановленні на відкритих ділянках, зменшуючи потребу в обслуговуванні віддалених опор для резервного зв'язку.

Польові вимірювання показали, що LMR400 зберігає 95% цілісності сигналу на ділянках C-діапазону довжиною 45 метрів (3,7—4,2 ГГц), що на 22% більше, ніж у застарілих типів коаксіальних кабелів. Ця надійність має важливе значення для операцій, чутливих до затримок, таких як телеметрія автономних транспортних засобів і спостереження за допомогою дронів, де навіть незначна втрата сигналу може порушити потік даних у реальному часі.

ЧаП

Яка основна перевага використання LMR400 порівняно з іншими коаксіальними кабелями?

LMR400 пропонує вищу ефективність екранування та менше загасання, що робить його ідеальним для високочастотних застосувань, які вимагають надійної передачі на великі відстані.

Як поводиться LMR400 за умов експлуатаційних навантажень?

LMR400 має світлостійку оболонку з поліетилену та гнучку конструкцію, що дозволяє йому витримувати важкі зовнішні умови, зберігаючи стабільність цілісності сигналу.

Чи може LMR400 підтримувати довгі дистанції без репітерів?

Так, завдяки низькому рівню втрат, LMR400 може підтримувати довші дистанції — до 37% більше, ніж стандартний кабель RG213 при однакових порогах втрат, що мінімізує потребу в репітерах.

Чи підходить LMR400 для інфраструктури 5G?

Безперечно, його низьке загасання та стійкість до впливу навколишнього середовища роблять його ідеальним для щільних розгортань 5G та міських бездротових мереж.