Главная > Статьи > Фидеры в АФУ для систем профессиональной мобильной связи

Системы профессиональной мобильной связи (ПМР) функционируют по радиоканалу, а именно передача информации (речь, данные) происходит в эфире в предназначенных диапазонах частот, из числа тех, какие регламентированы в соответственных стандартах. Электрический сигнал, после преобразования в электромагнитную волну, передается и принимается приемопередающей антенной. Для увеличения дальности распространения сигнала чем выше расположение антены, тем лучше. Источник (приемник) сигнала связывается с антенной линией передачи, называемой фидером (от англ. feed – передача, питание). А общее решение, содержащее фидер, его крепление к конструкции мачты, соединители, грозозащитные элементы, заземлители, сумматоры и пр., называется антенно-фидерным устройством (АФУ).

Технические решения исполнения фидеров

Технические методы реализации фидера могут быть разными. Оптимальный вариант для лучшей передачи высокочастотного сигнала с наименьшими потерями и искажениями – цилиндрический или эллиптический волновод, потом идет коаксиальный полувоздушный кабель с кордельной изоляцией и лишь после этого различные устройства коаксиальных радиочастотных кабелей.

1 тип. Кабели с воздушно-кордельной изоляцией

Конструктивное исполнение коаксиальных кабелей

Для систем ПМР используются в основном два конструктивных исполнения коаксиальных кабелей:В системах ПМР применяют чаще всего два конструктивных решения коаксиальных кабелей:

• полувоздушные кабели с изоляцией из полиэтилена физического вспенивания и внешним проводником из сварной медной гофрированной трубки;
• полувоздушные кабели с изоляцией из полиэтилена физического вспенивания и внешним проводником из продольно наложенной алюминиевой (алюмо-лавсановой) или медной (медно-лавсановой) фольги и оплеткой из медных (медно-луженых) проволок с плотностью оплетки от 40 до 95%.

Кабели с гофрированным внешним проводником

Коаксиальные кабели с гофрированным внешним проводником начали производить в 1960-х гг. Первоначально они представляли собой кабели с воздушно-пластмассовой изоляцией такой конструкции:

• внутренний проводник – медная проволока или медная трубка;
• изоляция – спиральная, нарезной кордель из полиэтилена низкого давления или фторопласта 4;
• внешний проводник – тонкостенная сварная гофрированная по спирали или кольцу медная трубка;
• оболочка – светостабилизированный полиэтилен.

Плюсы и минусы кабелей с воздушно-кордельной изоляцией

Основное преимущество такого типа – наименьшее значение затухания чем у всех других типов коаксиальных кабелей при равных размерах, однако присутствие воздуха здесь серьезный недостаток. Нужно очень грамотно и скрупулезно относится к герметизации соединителей, иначе возможно возникновение такого процесса: при остывании фидера в нем уменьшается давление и через микрозазоры внутрь попадает влажный воздух, давление вскоре выравнивается, но влага из воздуха остается. Если таких циклов будет много, то внутри кабеля осядет конденсат и характеристики кабеля со временем будут портиться вплоть до запирания прохождения сигнала.

Производители

К иностранными изготовителями кабелей такого типа можно отнести компании Andrew (США) и Radio Frequency System (Германия). В России сходные кабели производит ОКБ КП (г. Мытищи) и одно из предприятий ОАО «Севкабель-Холдинг» НИИ ОАО «Севкабель» (г. Санкт-Петербург). В качестве примера в табл. 1 и 2 приведены характеристики коаксиальных кабелей с кордельной изоляцией отечественного и зарубежного производства соответственно.

ТАБЛИЦА 1. Характеристики кабеля с кордельной изоляцией отечественного производства (ОКБ КП).

ТАБЛИЦА 2. Характеристики кабеля с кордельной изоляцией зарубежного производства (Andrew).

Кабели с изоляцией из физически вспененного полиэтилена

Сберечь достоинства воздушной изоляции и обеспечить при этом влагостойкость можно с помощью новой технологии физического вспенивания полиэтилена. Основа этого метода в том, что при экструдировании полиэтилена в расплавленную массу под давлением около 200 атмосфер подается инертный газ (азот), который растворяется в массе полиэтилена. При выходе массы из зоны рабочего инструмента в зону нормального атмосферного давления азот переходит в газообразную фазу, создавая при этом в массе полиэтилена огромное количество закрытых, равномерно размещенных пор диаметром 0,05–0,2 мм.

Кроме главного вспененного слоя существуют два второстепенных, один тонкий слой из цельного полиэтилена на внутренний проводник для оптимальной адгезии вспененного слоя и второй тонкий слой сверху вспененного слоя. С помощью этого мы можем решить проблему влагостойкости и механической прочности кабеля (перегибы, перемотки).

Производители

В России до недавних пор кабели этой конструкции были представлены фирмами Andrew, RFS, Eupen, NKCables и Leoni. Сейчас готовится к старту оборудование австрийской фирмы Rosendahl на заводе «Цветлит» (г. Саранск) по изготовлению кабелей с гофрированным сварным медным проводником и изоляцией из физически вспененного полиэтилена. Расчетом технических условий и помощью в освоении технологии занимается НПП "Спецкабель" (г. Москва). На первом этапе будут производится кабели габарита 1/2"S, 1/2" R и 7/8" R.

2 тип. Кабели с внешним проводником с металлизированной лентой (медной, алюминиевой) и оплеткой

Второй тип кабеля с полувоздушной изоляцией, часто используемый в ПМР, – это кабели с изоляцией физического вспенивания и внешним проводником (экраном) из медной или алюминиевой фольги с приклеенной лавсановой лентой и оплеткой, плотность которой в разных типах кабелей может изменяться от 50 до 95%.

Стандартные размеры кабелей второго типа в 2–2,5 раза меньше, чем кабели первого. Их наружный диаметр колеблется от 6 до 15 мм в зависимости от высоты антенны. Кабели второго типа обладают более плохими параметрами по успешности экранирования из-за конструктивных особенностей внешнего проводника. В кабелях первого типа с медной сварной лентой эффективность экранирования 120–140 дБ, в кабелях второго типа эффективность экранирования ниже, составляет 80–100 дБ. Поэтому и цена кабеля второго типа в два раза меньше кабеля первого типа. Электрические и механические параметры кабелей второго типа приведены в табл. 3 и 4.

ТАБЛИЦА 3. Характеристики гибкого коммуникационного кабеля LMR400 (Times Microwave Systems)

ТАБЛИЦА 4. Характеристики радиочастотного кабеля РК-50-7-311 («Спецкабель»)

Производители кабелей с металлизированной лентой и оплеткой

Изготовителей такого типа кабеля намного больше, это и очень знаменитые фирмы, такие, как Belden, ComScope, Times Microwave Systems, и менее именитые, например Radiolab.

Разберем номенклатуру этого типа кабелей на примере фирмы Times Microwave Systems. Наиболее малогабаритный кабель из этой серии — LMR100A, самый крупногабаритный — LMR1700. Самыми распространенными для употребления в ПМР считаются такие серии кабелей:

• LMR200 (замена широко распространенного RG-58);
• LMR300 (ранее аналогов не было);
• LMR400 (замена RG-213).

Подобные кабели стала изготовлять компания ComScope под марками WBC100, WBC400 и т.д. Фирма Andrew запустила в производство серию кабелей Cinta с марками CNT-100, CNT-200 до CNT-600. На мировом рынке возникли однотипные кабели других производителей. А вот в России до сих пор единственным производителем этой серии является НПП "Спецкабель" с марками РК50-3-35 (маркоразмер 200), РК50-4,8-31 (маркоразмер 300) и РК50-7-311 (маркоразмер 400).

Заключение

На нынешний день в системах фидерных АФУ ПМР чаще всего используются два типа кабелей: кабели с воздушно-кордельной изоляцией и кабели с металлизированной лентой и оплеткой. Другие похожие кабели в основном были вытеснены с рынка современными разработками. Для высокобюджетных систем, где нужна высокая надежность и помехозащищенность, используют кабели первого типа. Для менее дорогих систем, где нет жестких требований к высокому значению эффективности экранирования, используют кабели 2-го типа.