TopТехнически речникЗатихване на кабел с дължина от 100m

Затихване на кабел с дължина от 100m

Най-често използваният кабел за антена е коаксиалният кабел. Също така се нарича "антенен кабел" или "коаксиален" – поради структурата му.

 

Фиг. 1. Структура на примерен коаксиален кабел

 

1 - централен проводник (медна жица)
2 - диелектрик (изолатор)
3 - алуминиево или медно фолио
4 - оплетка (екран)
5 - защитно фолио за екран
6 - външна обвивка

Ефективният сигнал се предава по меден централен проводник. Ролята на изолатора е да изолира централния проводник от оплетката (екрана). Алуминиевото фолио създава допълнителен екран за кабела. Оплетката е предназначена да изолира генерираното електромагнитно поле в централния проводник, така че да не излиза отвън, т.е. да не пречи на работата на други устройства, намиращи се наблизо. Втората задача на оплетката (екрана) е да изолира ефективния сигнал от външното интерфериращо електромагнитно поле. Екранът увеличава устойчивостта на смущения и кабелни прослушвания (crosstalk).

 

Явлението прослушване (crosstalk) се случва тогава, когато един кабел действа върху другия, предизвиквайки появата на нежелани сигнали в него. Това се проявява чрез изкривяване на изображението в случай на телевизионен сигнал и създава впечатление за недостатъчно добро качество на сигнала.

 

За да се осигури правилната работа на мрежата, коаксиалният кабел не трябва да има никакво затихване. Въпреки това, всеки компонент, използван за предаването на сигнали има определени физически и електрически свойства, напр.:

 

Затихването, изразено в децибели на 100 m [dB/100m], е параметър определящ съотношението на мощността на сигнала в началото на пътя на предаване (кабела) към мощността на сигнала на определено разстояние от началото на пътя на предаване (напр. 100 m).

 

Върху затихването на кабела влияе възрастта на кабела, влажността, честотата на предавания сигнал и материалът, от който е направен централният проводник. Трябва да се помни, че колкото по-висока е честотата, толкова по-голямо е затихването (фиг. 2). За да се избегнат загуби е необходимо да се използват висококачествени коаксиални кабели, което означава по-високи разходи.

 

Фигура 2. Примерна амплитудно-честотна характеристика на затихването на кабел с дължина от 100m в диапазон от 0 до 2 000 MHz

 

Затихването на кабела също зависи от неговата структура и по-специално от дебелината и качеството на използваните материали, което директно влияе върху загубите в централния проводник и в диелектрика. Допълнителните загуби, дължащи се на експлоатация (така нар. умора на материала), зависят от абсорбцията на влага и възрастта на кабела. Въпреки това, най-вече отслабването на предавателната линия определя честотата на работа на устройствата, които предават и получават сигнала.

 

Вълновият импеданс, изразен в Омове [Ω] (да се чете: омове) е параметър, определящ съотношението на променливото напрежение на входа към тока, протичащ в него. Вълновият импеданс зависи пряко от геометрията на кабела, неговата структурата и материала, от който е направен. Обикновено импедансът на антенните кабели е 50 Ω или 75 Ω.

 

Налице е също така параметър, наречен коефициент на стоящи вълни (накратко КСВ или SWR – от анг. Standing Wave Ratio), който определя степента на съгласуване на антената със захранващата линия. Това е съотношението на максималната амплитуда към минималната, затова е безразмерна стойност. Стандартният КСВ (SWR) приема стойности от 1 до[∞].

 

Фиг. 3. Зависимост между % отразена вълна и КСВ (SWR)

 

A - % отразена вълна
B - WFS

Най-добрата ситуация е когато КСВ = 1. Това означава, че импедансът на антената е равен на импеданса на захранващата линия. Тогава има импеданс съвпадение. Това води до предаване на 100% от силата на сигнала – не се реализира отразяване на полезната вълна. Обаче, когато КСВ = 3, възниква отражение на 25% от желаната мощност на сигнала. На практика комуникацията е възможна до стойност на КСВ от около 2.

 

Колкото по-голямо е несъвпадението, толкова по-голяма част от сигнала ще се върне към предавателя. В същото време по-малката част от сигнала ще бъде приета от приемника. Следователно, на практика изборът на правилния импеданс е от голямо значение. В екстремни случаи несъвпадение на импеданса може дори да повреди нивото на мощност на предавателя.

 

Плътността на оплетката, изразена като процент [%] – колкото по-висока е стойността на плътността на оплетката на кабела, толкова по-добра е ефективността на екраниране. На практика повече жици, които съставляват оплетката на коаксиален кабел означават по-добра плътност на оплетката.

 

Ефективността на екраниране, изразена в децибели [dB] – се определя като съотношението на електрическото или магнитното поле без екран към стойността на електрическото или магнитното поле извън екранирания кабел. На практика, сравнително високата стойност на ефективността на екраниране дава възможност да се поставят няколко коаксиални кабели един до друг без взаимно отрицателно въздействие.

 

Затихването на коаксиалните кабели и плътността на тяхната оплетка (екран) имат голямо значение в електрическите инсталации в жилищните сгради. В такива места при избора на окабеляване за инсталацията трябва да се има предвид приложимата Наредба на министъра на инфраструктурата от 22 април 2002 г. (длъжността на министъра на инфраструктурата беше в сила до 31 октомври 2005 г., от ден днешен министърът на инфраструктурата е министър на инфраструктурата и строителството) относно техническите условия, на които трябва да отговарят сградите и тяхното местоположение (консолидиран текст ДВ 2015, поз. 1422).

 

В контекста на тази статия най-важен е § 192f точка 6, в който се посочва, че в антенната колективна инсталация, използвана за приемане на цифрови телевизионни и радиопрограми, разпространявани по ефирен (наземен) начин, е необходимо да се използват: ”коаксиални кабели от категория RG-6 или по-висока, изработени в клас А, съдържащи двоен екран - алуминиево фолио и оплетка с плътност най-малко 77% и централно медно жило с диаметър не по-малък от един милиметър, където затихването на всяка писта, създадена от коаксиални кабели, не трябва да надвишава 12 dB при честота 860 MHz “.

 

Предимства на коаксиалните кабели:

  • устойчивост на смущения поради екранировка, което води до добро качество на предаване;
  • устойчивост на механични повреди;
  • добър импеданс съвпадение; висока ефективност на екраниране.

     

  • Недостатъци на антенните кабели:

  • нискокачествените антенни кабели не са устойчиви на атмосферни условия, което води до понижени физически и електрически параметри;
  • ограничена скорост на предаване на данни – до 10 Mb;
  • при по-евтините кабели могат да се появят проблеми с монтажа на BNC конектор към кабела поради използването на нискокачествени материали.