Blog

RF koaksial kabelida yuqori darajadagi ekranlash va shovqinlarga chidamlilik

RF koaksial kabel tuzilmasi

RF koaksial kabeli shovqinni quyidagicha qatlamli tuzilma orqali qarshilik ko'rsatadi: markaziy o'tkazgich dielektrik izolyatsiya, ekranlash va tashqi qobiq bilan o'ralgan. Dielektrik qatlam elektrik yo'qotishini kamaytiradi, ekranlash esa tashqi ta'sirlarni blokirovka qiluvchi Faradey kafesini hosil qiladi.

Shovqinli muhitda ekranlash samaradorligi

Shahar bazaviy stansiyalari quvvat liniyalari, radio uzatgichlar va sanoat uskunalari tomonidan elektromagnit aralashuvlarga (EMI) duch keladi. Ko'p qavatli ekranlash past chastotali shovqinni kamaytirish uchun 95% to'riq qoplamani yuqori chastotali EMI ni aks ettiruvchi fol'ga qatlamlari bilan birlashtirish orqali bu muammoni hal etadi. So'rov testlari ikki qavatli yondashuv bir qavatli ekranli konstruksiyalarga nisbatan aralashuvlarni 40-60 dB ga kamaytirishini ko'rsatdi.

Ko'p qavatli ekranlash va aralashuvlarni blokirovka qilish

Yaxshilangan konfiguratsiyalarda to'rtta ekran qatlami ishlatiladi: ikkita fol'ga va ikkita to'riq. Tashqi fol'ga havo orqali tarqaladigan EMI ni yo'naltiradi, ichki to'riq esa yer almashinuv oqimlarini so'radi. Spiral to'riq shakldagi namunalar qoplamni qurbon qilmasdan moslashuvchanlikni oshiradi, bu tez-tez texnik xizmat ko'rsatish talab etiladigan minor uchun muhimdir.

To'riq qoplam va dielektrik ta'siri signallarning aniq bo'lishiga ta'siri

Yuqori zichlikdagi to'riq zichligi to'yingan spektrlarda 15-20% yaxshiroq shovqinni qaytarish imkonini beradi. Gaz solingan penepelemli kabi kam yo'qotishli dielektrik materiallari signallarning buttsizligini saqlaydi va 3 GHz da o'tkazuvchanlikni 0.3 dB/m gacha kamaytiradi.

Ish turi: Shahar bazaviy stansiyalarning ekranlashish samaradorligi

2023-yilda 200 ta shahar ob'ektini tahlil qilish metropoliten tizimlari va 5G kichik kataklarga yaqin bo'lgan holda ham ko'p qavatli ekranlangan RF koaksial kabel uzatish liniyalari SNR (signallarni shovqinlar nisbati) talablariga 98,7% mos kelishini aniqlagan. Oddiy ekranlanishdan foydalangan ob'ektlarda SNR me'yorida bo'lish uchun 33% ortiqcha takrorlagichlar talab etilgan.

RF koaksial kabel dizayni bilan uzoq masofalarda kam signallarni yo'qotish

Koaksial kabeldagi signallarni yo'qotish va chastotaga bog'liq o'zgarish

RF koaksial kabeli aynan muhandislik yordamida signallarni buzilishini minimallashtiradi, bu erda o'tkazuvchanlik to'g'ridan-to'g'ri chastota bilan oshadi. 900 MHz chastotada standart RG-8 kabeli har 100 futga 7,6 dB signal yo'qotishga ega bo'lib, 50 MHz da esa 1,3 dB ni tashkil qiladi, ya'ni yuqori chastotalar issiqlik sifatida energiya tarqalishini tezlashtirishini ko'rsatadi. Bu namuna bazaviy stansiya dasturlari uchun chastotaga asoslangan kabel tanlovi zarurati tug'ilishiga olib keladi.

Koaksial kabeldagi signallarni yo'qotish (har 10 futga) kesim va materialga qarab

Kabel turi	18 AWG (dB)	14 AWG (dB)	Dielektrik material
Nimadir dizayn	0.35	0.22	Gaz bilan to'ldirilgan pana
Tirqishli mis	0.28	0.15	PTFE kompozit

18 AWG ekvivalentlariga qaraganda 14 AWG o'tkazgichlarning qalinroq bo'lishi qarshilikka bog'liq yo'qotishlarni 37% ga kamaytiradi, shu tarzda PTFE asosidagi dielektrik materiallar harorat o'zgarishida barqaror impedansni saqlab turadi.

Arzon moslashuvchan va Tirqishli mis kabel turlari solishtirmasi

RF ko'ksial kabel bilan ishlaganda, moslashuvchan turlari har bir oyoqda taxminan 0,07 dB qo'shimcha yo'qotishga duch keladi, lekin uning o'rniga juda qimmatli narsaga ega bo'lasiz: ular 180 gradusga qadar egilishi mumkin. Bu aloqa minoridagi juda tor joylarga o'rnatish qiyin bo'lganda ayniqsa foydali. Endi buroq simli mis namunalarning ishlash tamoyili boshqacha. Ular tashqi o'tkazgichlari uzluksiz bo'lgani uchun 6 GHz chastotada har bir oyoqda taxminan 0,13 dB kamroq signallarni yo'qotishini ta'minlaydi. Shahar makro katak sozlamalari uchun ko'plab o'rnatuvchilar ikkala tur aralashmasini tanlaydi. Ular odatda binolar ichida temperaturadagi o'zgarishlarga yaxshiroq chidashi sababli buroq simli kabelni vertikal ravishda o'tkazadilar, chunki ular taxminan 2 gradus Celsiy doirasida yaxshiroq ishlaydi. So'ngra antenaning o'zida biz oldin aytgan moslashuvchan ulagichlarga o'tiladi. Tizimlarning kun sayin ishonchli ishlashi kerakligini hisobga olsak, bu mantiqiy.

Trend: Aralashma izolyatsiyasi tufayli kirish yo'qotishining kamayishi

Yangi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, ushbu maxsus past PIM li parda dielektriklar odatdagi qattiq polietilen yadrolarga nisbatan so'nishni taxminan 26 dan hatto 30% gacha kamaytirishi mumkin. Havosi to'la versiyalari siqilishdan oldin 500 Nyutondan ortiq kuchlarga chidashlari ajoyib bo'lsa ham, ularning dielektrik doimiyliklarini 1,3 dan pastda saqlaydi. Ushbu ishlash ularni 28 GHz chastotalarga yetganda har 100 metrda 3 dB dan oshmaslik muhim 3GPP standartiga erishishda yordam beradi, shu sababli ularni 5G NR tarqatish uchun ideal qiladi. Ko'p tarmoqlardagi turli keng polosali ilovalarda paydo bo'ladigan bezovta modal dispersiya muammolarini minimal darajada kamaytirishda ular juda yaxshi ishlashi tufayli ko'plab yuqori darajadagi ishlab chiqaruvchilar hozirda ulardan foydalanishni boshlashmoqda.

Ishonchli RF signallarni uzatish uchun to'siq barqarorligi va VSWR

To'lgan elektr to'lqinlar nisbati (VSWR) va to'siq barqarorligi tushuntirilgan

RF ko'ksial kabeli signallarni to'g'ri impedansni boshqarish orqali mustahkam saqlaydi. Kuchlanish turgan to'lqin nisbati, qisqartirilgan VSWR, aslida impedans mos kelmayotganda qancha signal qaytib ketishini o'lchaydi. Hammasi mukammal mos kelganda, biz 1:1 VSWR ko'rsatkichini olamiz. Amalda aksariyat zamonaviy hujjatlar taxminan 1,4 dan 1,5 gacha bo'lgan nisbatda ishlaydi. Agar narsalar noto'g'ri ketib, 2:1 VSWR ni ko'rsatsa, quvvatning taxminan 11 foizi kerakli joyga etib bormasdan chiziq bo'ylab teskari yuboriladi. Shu turdagi yo'qotishlar vaqt o'tishi bilan tez-tez ortib boradi, ayniqsa katta aloqa tarmoqlarida.

Baza stantsiyasi mosligi uchun 50 Omm Impedansini saqlash

Telekommunikatsiya kompaniyalari 50 ohmni o'zlarining RF koaksial kabellari barcha baza stansiyalari bilan yaxshi ishlashini ta'minlash uchun impedans standartlari sifatida tanladilar. Bu tanlovning sababi juda oddiy. Bu kabellar qancha quvvatni ushlab turishi va signallarni toza va aniq saqlash o'rtasida to'g'ri muvozanatni ta'minlaydi. Ishlab chiqaruvchilar bu maqsadga erishish uchun o'tkazuvchilarning shaklini puxta o'ylab topishadi va alohida izolyatsiya materiallarini tanlaydilar. So'nggi yillarda oltita burchakli to'qimachilik uslublari yanada yaxshilandi. Ushbu yangi usullar ishlab chiqarish paytida mos kelmasligi kamaytiradi, bu esa kabeldan kabelga kamroq farq qilishini anglatadi. Natijada, ko'pgina zamonaviy kabellar VSWR nisbatiga nisbatan 1,3 ga 1 gacha bo'lgan yaxshi va barqaror holatni saqlab qolishadi 600 MHz dan 3,5 GHz chastotagacha bo'lgan butun chastota oralig'ida. Bunday izchillik tarmoqlarni o'rnatishda ishlaydigan muhandislarning hayotini osonlashtiradi.

Yuboruvchi samaradorligiga past VSWR ning amaliy ta'siri

2024-yilda yig'ilgan maydon ma'lumotlarini tahlil qilganda, VSWR ko'rsatkichi 2:1 dan oshib ketadigan bazaviy stansiyalarda besh yillik muddat ichida kuchaytirgichlarning ishdan chiqishi darajasi taxminan 22% ga ko'p ekanligi aniqlangan. Tizimda aks etayotgan quvvat mavjud bo'lganda, uzatgichlar asosan ishlash uchun qo'shimcha kuch sarflaydi va tizimni normal ishlashini saqlash uchun chiqish quvvatini taxminan 17% ga oshiradi. Bu qo'shimcha yuklama haqiqiy xarajatlarga ham olib keladi, har bir shahar hujayra stantsiyasi uchun oylik energiya to'lovlari taxminan 74 AQSH dollari miqdorida oshadi. Xavfli tushkunliklarga qaramasdan, yangi moslashuvchan impedans moslashtirish sxemalari farq hosil qilmoqda. Ushbu tizimlar harorat -40 gradus Selsiydan +85 gradus Selsiygacha keskin o'zgarganda ham VSWR ni ±0,05 doirasida barqaror saqlay oladi. Bunday barqarorlik qiyin sharoitlarda tarmoq ishlashini ishonchli saqlashda katta ahamiyatga ega.

Passiv RF tarmoqlardagi aralashma modulyatsiya distorsiyaning (PIM) minimal darajaga tushirilishi

Passiv komponentlarda aralashuvlar (PIM) to'g'risida umumiy ma'lumot

Passiv aralashuvlar (qisqartmasi PIM) yuqori quvvatli RF signallar koaksial kabel kabi passiv komponentlarning ichida uchrashganda vujudga keladi. Bu tarmoqning umumiy ishlash samaradorligini buzadigan nojo'ya xavfsizlik signalini yaratadi. O'tkazish quvvati faqat 1 dB ga oshganda, PIM taxminan 3 dB ga oshishini ko'rsatuvchi tadqiqotlar mavjud. Bu yangi 5G tizimlarni ayniqsa xavf ostiga qo'yadi, chunki ular ancha keng chastota diapazonida ishlaydi. Bugungi kunda LTE tizimlari to'g'ri ishlashi uchun PIM -169 dBc dan past bo'lishi kerak, shunda qabul qilgichlar -126 dBm sezgirligacha bo'lgan signallarni qabul qila oladi. Shu talablarga binoan, ayniqsa shaharlardagi signal sifati eng muhim bo'lgan joylarda RF koaksial kabel uchun materiallar va ishlab chiqarish usullariga juda qattiq talablar qo'yiladi.

Koaksial kabel va PIM: Materiallar hamda ulanmalar qanday ta'sir qiladi

Metaldan-metalga tushish nuqtalaridagi noaniq effektlar PIM hollarining 78% ni tashkil qiladi. Asosiy sabablarga quyidagilar kiradi:

• Kumush bilan plitalangan namunalarga nisbatan PIM bo‘yicha 40% yuqori ko‘rsatkich namoyon qiladigan nikel bilan plitalangan ulagichlar
• 2,4 GHz va undan yuqoriroq chastotalarda chalg‘ish piklarini keltirib chiqaruvchi noto‘g‘ri gofrirovka qilingan kabel ekranlari
• Bosim bilan shakllantirilgan dizaynlarga nisbatan 15-20 dB PIM pasayishiga olib keladigan mustahkam braiddan farqli ravishda loyqa braid geometriyalari

Nizoli tahlil: Barcha past PIMli kabelar xarajatlarni oqlashi mumkinmi?

Yuqori sifatli past PIMli kabelar laboratoriya sharoitida chalg‘ishni 30-45 dB ga kamaytirsa ham, amaliy foydasi turlicha bo‘lishi mumkin:

O‘rnatish ssenariysi	Standart kabel PIMi	Past PIMli kabeldagi yaxshilanish	Kapital oqil-savod muddati
Shahar ichidagi makro cellalar	-120dBc	-150dBc (25% hajm)	18 oy
Qishloq maydonlaridagi kichik stansiyalar	-135dBc	-155dBc (8% hajm)	5 yildan ko'proq

Ushbu farq turli joylashtirish muhitlari uchun xarajatlarni tejovchi PIM chegaralari bo'yicha bahs-munozaralarni kuchaytiradi.

Sanoat paradoksi: Zich tarmoqlarda yuqori ishonchlilikka qarama-qarshi PIM sezgirlik

99,999% ishlash vaqtini qo'lga kiritishga qaratilgan harakatlar PIM fizikasi bilan ziddiyat hosil qiladi; nusxalangan kabel yo'llari metall ulanishlarni 60% ga oshiradi va shu bilan birga PIM bilan bog'liq ishdan chiqish xavfini oshirishi mumkin. Shu sababli, zamonaviy bazoviy stantsiya dizaynlari nusxalangan uskunalarga qaraganda markazlashtirilgan PIM monitoringni afzal ko'radi.

Strategiya: O'rnatish bo'yicha eng yaxshi amaliyot orqali PIM ni kamaytirish

Hududdagi tadqiqotlar to'g'ri o'rnatish PIM bilan bog'liq uzilishlarni 53% ga kamaytirishini tasdiqlagan:

• 35-40 in-lb ulagichni mahkamlash uchun moment cheklovchi kalitlardan foydalanish
• 43 dBm tarqatish quvvatida yarim yillik PIM tekshiruvini o'tkazish
• Antenna massivlariga yaqin joylarda egilish radiusidan 4 marta kichikroq burchak ostida simlarni egishdan saqlanish

Bu protokollar past PIMli komponentlarni to'liq almashtirish talab qilmasdan, ishlash samaradorligini saqlashga yordam beradi.

Chastota diapazoni, quvvat ko'rsatkichi va atrof-muhit ta'siriga chidamlilik

Zamonaviy bazaviy bloklardagi chastota diapazoni va signallarning butunligi

RF koaksial kabel tizimlari 5G hamda eskirgan tizimlar uchun zarur bo'lgan keng band ega. Zamonaviy bazaviy stansiyalar 600 MHz dan 42 GHz gacha ishlashi kerak. Yuqori samarali kabel tizimlari 6 GHz da <4 dB/100 fut so'nish darajasini saqlaydi. Ushbu dizayn fazaviy distorsiyaning minimal darajasini ta'minlaydi va past chastotali boshqaruv signallari (1-3 GHz) hamda yuqori tezlikdagi millimetr to'lqinlarni (>24 GHz) bir vaqtning o'zida uzatish imkonini beradi.

Koaksial kabel tizimlarining doimiy yuklama ostidagi quvvat ko'rsatkichi

Quvvatni ushlab turish o'tkazgich hajmiga va dielektrik barqarorligiga bog'liq. Masalan, ½-dyumni kabellar 300Vt doimiy quvvatni ushlab turadi (40°C da 30% kamaytirilgan), 7/8-dyumni dizaynlar esa 2000Vt gacha bo'lgan cho'qqi yuklamalarga chidasa qoladi. Asosiy jihatlarga quyidagilar kiradi:

• Material chegaralari : Alyuminiy asosli mis 150°C da doimiy ishlash imkonini beradi
• Cho'qqi vs. o'rtacha quvvat : 5:1 xavfsizlik chegarasi kuchlanish sakrash davrida dielektrikning buzilishini oldini oladi

Yuqori quvvatli tashqi foydalanish uchun issiqlik boshqaruvi

Tashqi bazaviy stansiyalarni o'rnatishda -55 gradus Selsiydan boshlab 125 gradus Selsiygacha bo'lgan ekstremal haroratlarga chidaydigan kabeldan foydalanish muhim. PTFE (politetratftoretilen) qoplamasi muzlash nuqtasidan past, taxminan -40 gradus Selsiy atrofida ham kabelni moslashtiruvchan saqlaydi, shuningdek, u vaqt o'tishi bilan quyosh nurlarining zararlanishiga barqaror turadi. 2023-yilda olib borilgan tadqiqotlarga ko'ra, faqat bitta qavat emas, balki aralash folga va to'rga so'rish tizimidan foydalangan holda, uch kun davomida uzluksiz yuklama sinovlaridan keyin uskunaning ichki harorati taxminan 18 gradus Selsiyga pasayadi. Ishonchlilik ayniqsa muhim bo'lgan ushbu muhim sozlamalarda muhandislar ko'pincha majburiy havo sovutish yechimlarini GR-487 kabi sanoat standartlari bilan juftlab ishlatadilar, bu esa uskunaning operatsion umri davomida turli harorat tsikllari ostida qanday ishlashini belgilab beradi.

Ko'p so'raladigan savollar

• RF ko'aksial kabeldagi ekranlashning asosiy maqsadi nima?
  RF koaksial kabeldagi ekranlashning asosiy maqsadi tashqi aralashuvlarni blokirovka qilish, markaziy o'tkazgich atrofida Faradey kafes effekti yaratishdir.
• Shahar muhitida ko'p qavatli ekranlash aralashuvlarni qanday kamaytiradi?
  Ko'p qavatli ekranlash past chastotali shovqinlarga qarshilik ko'rsatish uchun yuqori to'qilgan qoplam bilan yuqori chastotali elektromagnit aralashuvlarni aks ettiruvchi fol'ga qatlamlarini birlashtirish orqali aralashuvlarni kamaytiradi.
• Ba'zi o'rnatishlarda nimaga moslashuvchan kabellar afzal ko'riladi?
  Moslashuvchan kabellar egilish va harakatlanish zarur bo'lgan tor joylarda afzal ko'riladi, burmulangan mis kabel esa signallarning kamroq yo'qolishini va haroratni yaxshiroq ushlash imkonini beradi.
• Zamonaviy RF tarmoqlarida ilg'or parda dielektriklar qanday rol o'ynaydi?
  Ilg'or parda dielektriklar ulanishdagi yo'qotishlarni minimal darajada saqlashga yordam beradi va 5G tarmoqlarida minimal yo'qotish talabini o'z ichiga olgan qattiq standartlarga javob berishga yordam beradi.
• VSWR nima va nega u muhim?
  VSWR, ya'ni o'zgaruvchan kuchlanish to'lqin nisbati, RF tizimidagi signallarni aks etishini o'lchaydi. To'g'ri impedans mosligi VSWR ni minimal darajada saqlab, samarali signal uzatishni ta'minlaydi.
• PIM passiv RF tarmoqlarga qanday ta'sir qiladi va uning ta'sirini kamaytirish uchun qanday choralarni ko'rish kerak?
  PIM keraksiz signallarni yaratish orqali aralashuvlarga olib keladi; samarali choralar - materiallarni to'g'ri tanlash, ulanish usullari va o'rnatish protokollari jumlasiga kiradi.