Потери в кабеле: Калькулятор расчета потерь напряжения в кабеле

причины снижения, использование формул и онлайн-калькулятора

При проектировании электросетей с небольшими токами часто проводятся расчет потерь напряжения в проводниках. Полученные результаты затем используются для определения оптимального сечения токоведущих жил. Если во время выбора проводов и кабелей будет допущена ошибка, то электросистема быстро выйдет из строя либо вовсе не запустится. Для проведения необходимых вычислений используются специальные формулы или онлайн-калькуляторы.

• Причины потерь
• Последствия снижения напряжения
• Рекомендации по расчетам
  • Применение таблиц и формул
  • Онлайн сервисы
• Сокращение потерь

Причины потерь

Каждый электрик знает, что кабеля состоят из жил. Они изготавливаются из меди либо алюминия и покрыты изоляционным слоем. Для защиты от механических повреждений проводники помещаются в дополнительную полимерную оболочку. Так как токоведущие жилы плотно расположены и сжаты защитным покрытием, при большой протяженности магистрали они начинают работать по принципу конденсатора.

Говоря проще, в сердечниках создается заряд, обладающий емкостным сопротивлением.

Схема потери напряжения в проводах имеет следующий вид:

• При прохождении электротока проводник нагревается, что приводит к появлению емкостного сопротивления, являющегося частью реактивного.
• Под воздействием процессов, протекающих в различных элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
• В итоге резистивное сопротивление токоведущих жил кабеля в каждой фазе электроцепи преобразуется в активное сопротивление.
• Провод подсоединяется на токовую нагрузку с комплексным сопротивлением по каждой жиле.
• Если сеть трехфазная, то все три линии будут симметричными, а нейтральный проводник пропускает электроток по значению близкий к нулю.
• Из-за общего сопротивления жил наблюдается падение напряжения по длине кабеля при прохождении тока с векторным отклонением благодаря наличию реактивной составляющей.

Если этот процесс представить графически, то показателем потерь окажется отрезок AD.

Выполнять такие вычисления вручную довольно сложно и сейчас часто используется онлайн-калькулятор. Потери напряжения, рассчитанные с его помощью, оказываются довольно точными, а погрешность минимальна.

Последствия снижения напряжения

В соответствии с нормативной документацией, потери на магистрали от трансформатора до самой удаленной точки для общественных объектов не должны превышать 9%. Что касается возможных потерь в месте ввода линии к конечному пользователю, то этот показатель должен составлять не более 4%.

В случае отклонения от указанных пределов возможны следующие последствия:

• Энергозависимое оборудование не сможет нормально функционировать.
• При низком напряжении на входе возможен отказ в работе электроприборов.
• Токовая нагрузка не будет распределяться равномерно между потребителями.

К характеристикам ЛЭП предъявляются высокие требования. При их проектировании необходимо рассчитать возможные потери не только в магистральных сетях, но и вторичных.

Рекомендации по расчетам

Для расчета потерь напряжения можно использовать несколько способов. Рассмотреть стоит все, чтобы каждый электрик смог выбрать наиболее привлекательный в зависимости от ситуации.

Применение таблиц и формул

На практике при монтаже электромагистралей используются медные или алюминиевые проводники. Зная показатели удельного сопротивления этих материалов, а также силу тока и сопротивление проводов, можно использовать следующие формулы падения напряжения:

Домашний мастер и даже специалист может воспользоваться специальными таблицами. Это довольно удобный и простой способ проведения необходимых расчетов. Однако в некоторых случаях требуется получить максимально достоверный результат, учитывая показатели активного и реактивного сопротивления.

В такой ситуации приходится использовать более сложную формулу:

Для обеспечения оптимальной нагрузки в трехфазной сети каждая фаза должна быть нагружена равномерно. Для решения поставленной задачи подключение электромоторов следует выполнять к линейным проводникам, а светильников – между нейтральной линией и фазами.

Онлайн сервисы

Применение формул, графиков и таблиц является довольно трудоемким процессом. Не всегда необходимо получить максимально точные результаты и в такой ситуации стоит воспользоваться онлайн-калькуляторами. Эти сервисы работают следующим образом:

• В программу вводятся показатели силы тока, материал проводника, сечение токоведущих жил и длина магистрали.
• Также потребуется предоставить информацию о количестве фаз, напряжению в сети, мощности и температуре линии во время эксплуатации.
• После введения всех необходимых данных программа автоматически выполнит все нужные расчеты.

На стадии предварительного проектирования стоит воспользоваться несколькими сервисами и затем определить среднее значение. Следует признать, что определенная погрешность в расчетах при использовании онлайн-калькуляторов присутствует.

Сокращение потерь

Вполне очевидно, что потери зависят от длины проводника в магистрали. Чем этот параметр выше, тем сильнее упадет напряжение. Для сокращения потерь можно использовать несколько методов:

• Увеличить сечение проводника для равномерного распределения нагрузки на линии.
• Уменьшить длину кабеля, что не всегда возможно.
• Снизить мощность тока, передаваемого по проводу большой протяженности.

Последний способ отлично работает в электросетях, имеющих несколько резервных линий. Также следует помнить, что напряжение может падать при условии увеличения температуры кабеля. Если во время прокладки кабеля использовать дополнительные мероприятия по теплоизоляции, то потери можно сократить.

В энергетической отрасли расчет падения напряжения на магистрали является одной из важнейших задач. Если все вычисления были проведены грамотно, то у потребителя не возникнет проблем с эксплуатацией электрооборудования.

Расчет потерь напряжения в кабеле

Калькулятор потерь напряжения в кабеле предназначен для расчета отклонения параметра по длине линии при заданных значениях сечения проводника, напряжения и мощности нагрузки в сети.

Кабельные линии большой протяженности за счет значительного сопротивления способствуют потере напряжения. Потеря напряжения в кабеле — это величина, равная разности значений, измеренных в двух точках системы электроснабжения. Величина сопротивления линий зависит от марки кабеля и других параметров. А величина потеть напряжения на кабельной линии прямо пропорциональна этому сопротивлению.

Калькулятор расчета потерь напряжения в кабеле онлайн

Для получения значения потерь напряжения необходимо указать:

• Длину кабеля в метрах и материал токоведущих жил.
• Сечение проводника в мм.
• Количество потребляемой электроэнергии в амперах или ваттах.
• Величину напряжения в сети.
• Коэффициент мощности cosφ.
• Температуру кабеля.

После нажатия кнопки «рассчитать» и в соответствующих графах выведется результат — величина потерь напряжения в кабеле ΔU в В и %, сопротивление самого провода Rпр в Ом, реактивная мощность Qпр в вар и напряжение на нагрузке Uн.

Длина линии (м) / Материал кабеля:		МедьАлюминий
Сечение кабеля (мм²):	0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²
Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):		Мощность	1 фаза
Коэффициент мощности (cosφ):		Ток	3 фазы
Температура кабеля (°C):
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (Ом)
Реактивная мощность (вар)
Напряжение на нагрузке (В)

Расчет потерь напряжения в кабеле

Для вычисления потерь напряжения кабеля вся система заменяется на эквивалентную, которую можно представить следующим образом:

На схеме Zп — комплексное сопротивление проводника, Zн — комплексное сопротивление нагрузки. В зависимости от типа питания нагрузки (однофазная или трехфазная), сопротивление кабельной линии будет иметь последовательное или параллельное соединение по отношению к нагрузке. При равенстве сопротивлений Zп1 = Zп2 = Zп3 и Zн1 = Zн2 = Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует, поэтому для трехфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника. В однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идет по двум проводникам, поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2).

Расчет потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трехфазном переменном токе (U=380 В) производится по формулам:

• ΔU = √3 × I × Zк = √3 × I × (Rк + Xк).
• Для расчета в процентном соотношении ΔU = (√3 × I × Zк) / Uл = (√3 × I × (Rк + Xк)) / Uл.

Расчет потерь фазного (между фазой и нулевым проводом U=220 В) напряжения в кабеле производится по формулам:

• ΔU = I × Zк = I × 2 × (Rк + Xк).
• Для расчета в процентном соотношении ΔU = (I × Zк) / Uф = (I × 2 × (Rк + Xк)) / Uф.

Расшифровка формул:

• ΔU — потеря напряжения.
• Uл — линейное напряжение.
• Uф — фазное напряжение.
• I — ток, протекающий в линии.
• Zк — полное сопротивление кабельной линии.
• Rк — активное сопротивление кабельной линии.
• Xк — реактивное сопротивление кабельной линии.

Коэффициент мощности (cosφ) определяется как отношение активной мощности к полной или равен отношению косинуса этих величин.

cosφ = P / S, где P — активная мощность, S — полная мощность. S = √(P² + Q²). Q — реактивная мощность.

Величина cosφ может изменяться в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе коэффициент к 1, тем лучше, так как при cos φ = 1 потребителем реактивная мощность не потребляется, следовательно, меньше потребляемая полная мощность в целом. Низкий коэффициент указывает на то, что на внутреннем сопротивлении потребителя выделяется повышенная реактивная мощность.

Общие сведения об анализе кабелей и антенн

 

1.0 Введение

Система кабелей и антенн играет решающую роль в общей производительности системы базовой станции. Деградация и сбои в антенной системе могут привести к ухудшению качества передачи голоса или потере вызовов. С точки зрения перевозчика, это может в конечном итоге привести к потере доходов.

В то время как проблемную базовую станцию ​​можно заменить, кабельную и антенную систему заменить не так просто. Роль выездного техника заключается в поиске и устранении неполадок в кабельной и антенной системе, а также в обеспечении общего состояния связи. система работает так, как ожидалось.

Выездные специалисты сегодня полагаются на портативные анализаторы кабелей и антенн для анализа, устранения неполадок, характеристики и обслуживания системы. Цель этого технического документа состоит в том, чтобы охватить основы ключевых измерений анализа кабелей и антенн; Обратные потери, потери в кабеле и расстояние до неисправности (DTF).

2.0 Рефлектометрия в частотной области

Большинство современных анализаторов, используемых сегодня для определения характеристик антенной системы, используют технологию рефлектометрии в частотной области (FDR). Эта технология использует радиочастоты для анализа данных, обеспечивая возможность обнаружения изменений и ухудшений на рабочей частоте. Анализ данных в частотной области позволяет пользователям находить небольшие ухудшения или изменения в системе и, таким образом, может предотвратить серьезные отказы системы. Еще одним важным преимуществом анализа системы с использованием РЧ-развертки является то, что антенны проверяются на их правильной рабочей частоте, а сигнал проходит через частотно-селективные устройства, такие как фильтры, четвертьволновые грозовые разрядники или дуплексеры, которые являются общими для сотовых антенных систем.

Проверка вносимых потерь в кабеле относительно уровня земли

 

3,0 Обратные потери/КСВН

Измерения обратных потерь и КСВ являются ключевыми измерениями для всех, кто проводит измерения кабелей и антенн в полевых условиях. Эти измерения показывают пользователю соответствие системы и ее соответствие инженерным спецификациям системы. Если проблемы обнаружатся во время этого теста, есть очень большая вероятность того, что в системе есть проблемы, которые затронут конечного пользователя. Плохо согласованная антенна будет отражать дорогостоящую радиочастотную энергию, которая не будет доступна для передачи и вместо этого попадет в передатчик. Эта дополнительная энергия, возвращаемая передатчику, не только искажает сигнал, но также влияет на эффективность передаваемой мощности и соответствующую зону покрытия.

Например, измерение обратных потерь системы на уровне 20 дБ считается очень эффективным, поскольку возвращается только 1% мощности и передается 99% мощности. Если обратные потери составляют 10 дБ, возвращается 10% мощности. В то время как разные системы имеют разные допустимые пределы обратных потерь, 15 дБ или выше является общим системным пределом для кабельно-антенной системы.

 

Несмотря на то, что антенная система может выйти из строя по целому ряду причин, некачественно установленные разъемы, помятые/поврежденные коаксиальные кабели и неисправные антенны, как правило, преобладают в тенденциях отказов.

 

Возвратные потери и КСВН отображают соответствие системы, но они показывают его по-разному. Обратные потери отображают отношение отраженной мощности к эталонной мощности в дБ. Представление обратных потерь обычно предпочтительнее из-за преимуществ логарифмического отображения; одно из них заключается в том, что легче сравнивать маленькое и большое число в логарифмической шкале.

Шкала обратных потерь обычно устанавливается от 0 до 60 дБ, где 0 означает обрыв или короткое замыкание, а 60 дБ были бы близки к идеальному совпадению.

В отличие от возвратных потерь, КСВ линейно отображает соответствие системы. КСВ измеряет соотношение пиков и спадов напряжения. Если совпадение не идеальное, пики и впадины возвращенного сигнала не будут полностью совмещены с переданным сигналом, и чем больше это число, тем хуже совпадение. Идеальное или идеальное совпадение с точки зрения КСВ будет 1:1. Более реалистичное совпадение для кабельно-антенной системы составляет порядка 1,43 (15 дБ). Производители антенн обычно указывают соответствие в КСВН. Шкала КСВ обычно устанавливается по умолчанию от 1 до 65.

Для преобразования из КСВ в обратные потери:

Кривая на рисунке 1 показывает измерение обратных потерь сотовой антенны, согласованной в диапазоне 806–869 МГц. Шкала амплитуды возвратных потерь настроена на переход от 0,5 дБ до 28 дБ. Отображение КСВ на правом графике измеряет ту же антенну, а шкала амплитуды настроена так, чтобы соответствовать шкале измерения обратных потерь. Два графика иллюстрируют взаимосвязь между VSWR и обратными потерями.

Изображение 1: Отображение возвратных потерь

Рисунок 2: Отображение КСВ

4.0 Потери в кабеле

По мере прохождения сигнала по пути передачи часть энергии рассеивается в кабеле и компонентах. Измерение потерь в кабеле обычно выполняется на этапе установки, чтобы убедиться, что потери в кабеле находятся в пределах спецификации производителя.

Измерение может быть выполнено с помощью портативного векторного/скалярного анализатора цепей или силового метр. Потери в кабеле можно измерить с помощью измерения обратных потерь, доступного в анализаторе кабелей и антенн. При коротком замыкании на конце кабеля сигнал отражается обратно, и можно рассчитать потери энергии в кабеле. Производители оборудования предлагают получить средние потери в кабеле сканируемого частотного диапазона, добавив пик трассы к долину трассы и разделив на два в режиме потерь в кабеле или на четыре в режиме обратных потерь (для учета обратного пути сигнала). и далее).

В настоящее время большинство портативных анализаторов кабелей и антенн оснащены режимом измерения потерь в кабеле, который отображает средние потери в кабеле в сканируемом частотном диапазоне. Обычно это предпочтительный метод, поскольку он устраняет необходимость в какой-либо математике. График на рисунке 3 ниже показывает измерение потерь в кабеле между 1850 и 1990 МГц. Маркеры на пике и впадине можно использовать для вычисления среднего значения. Этот конкретный портативный прибор вычисляет средние потери в кабеле для пользователя, что можно увидеть в левой части дисплея.

Рисунок 3: Измерение потерь в кабеле

Увеличение ВЧ частоты и длины кабеля увеличивает вносимые потери. Кабели большего диаметра имеют меньшие вносимые потери и лучшую мощность, чем кабели меньшего диаметра.

5.0 Влияние потерь в кабеле на обратные потери в системе

Вносимые потери в кабеле необходимо учитывать при создании системы. измерения обратных потерь. На рисунке ниже показано, как потери в кабеле изменяют предполагаемая производительность антенны. Сама антенна имеет обратные потери 15 дБ, но 5 дБ вносимые потери улучшают воспринимаемые обратные потери системы на 10 дБ (5 дБ*2). Несмотря на то, что проектировщики систем учитывают это при настройке технических характеристик объекта, важно знать о влиянии вносимых потерь, а также обратных потерь в кабеле на общие обратные потери системы. Очень хорошие обратные потери системы не обязательно могут быть результатом превосходной антенны; это может быть неисправный кабель со слишком большими вносимыми потерями и антенна, не соответствующая спецификации. Это приведет к большему, чем ожидалось, падению сигнала, и как только сигнал достигнет антенны, большая часть сигнала будет отражена, поскольку совпадение хуже, чем ожидалось. Конечным результатом является то, что передаваемый сигнал ниже, чем необходимо, и это влияет на общую зону покрытия. Другими словами, если обратные потери вашей системы слишком велики, это не всегда хорошо.

Рисунок 4: Настройка обратных потерь системы

На рисунке 6 показано измерение потерь в двух кабелях длиной 40 футов, соединенных вместе. Суммарные потери в кабеле составляют в среднем около 4,5 дБ. График на рисунке 5 иллюстрирует разницу между измерением обратных потерь в антенне и измерением обратных потерь всей системы, включая вносимые потери кабеля 4,5 дБ. График потерь в кабеле показывает, как вносимые потери кабеля увеличиваются с частотой. Дельта на рисунке 5 пропорциональна 2*CL, и внимательный наблюдатель также может заметить разницу между двумя кривыми на Рисунок 5 больше на частоте 1100 МГц, чем на частоте 600 МГц. Большая часть этой дельты является результатом увеличения потерь в кабеле по мере увеличения частоты. Если обе обратные потери антенны и известны обратные потери в системе, по этой информации можно оценить потери в кабеле.

Рисунок 5 : Обратные потери антенны

Рисунок 6 : Потери в кабеле

6.0 Расстояние до неисправности (DTF)

Измерение обратных потерь / КСВ характеризует работу системы в целом. Если какой-либо из них неисправен, измерение DTF можно использовать для устранения неполадок в системе и определения точного места неисправности. Важно понимать, что измерение DTF является строго инструментом устранения неполадок и лучше всего используется для сравнения относительных данных и отслеживания изменений с течением времени с основной целью обнаружения неисправностей и измерения длины кабеля. Использование значений абсолютной амплитуды DTF, полученных из данных DTF, в качестве замены обратных потерь или в качестве индикатора «годен/не годен», не рекомендуется, поскольку существует очень много переменных, влияющих на показания DTF, включая изменение скорости распространения, неточности вносимых потерь всей системы. , паразитные сигналы, колебания температуры и математические ограничения; следовательно системным инженерам очень сложно придумать цифры, которые учитывали бы все это. рассмотрение. При правильном использовании измерение DTF на сегодняшний день является лучшим методом поиска и устранения проблем с кабелем и антенной.

Измерение DTF основано на той же информации, что и измерение обратных потерь или потерь в кабеле. Измерение DTF сканирует кабель в частотной области, а затем с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) данные могут быть преобразованы из частотной области во временную область. Другими словами, если вы забыли сделать DTF измерение, но выполнили измерение обратных потерь и по-прежнему имеете доступ к данным амплитуды и фазы однопортового измерения, вам не о чем беспокоиться, поскольку данные амплитуды и фазы можно использовать для создания графика DTF в программном обеспечении.

Диэлектрический материал в кабеле влияет на скорость распространения, которая влияет на скорость сигнала, проходящего по кабелю. Точность значения скорости распространения (vp) будет определять точность определения местоположения разрыва. Ошибка ±5 % в значении vp соответственно повлияет на точность расстояния, и конец кабеля длиной 80 футов может оказаться где-то между 76 и 84 футами. Даже если значение vp скопировано из спецификации производителя, все равно могут быть некоторые расхождения между интерпретируемым и фактическим значением. разрывы расстояния. Это результат добавления всех компонентов в систему. Обычные системы базовых станций могут включать основную линию передачи, перемычку линии передачи, адаптеры, верхние перемычки, и хотя основная линия передачи вносит наибольший вклад, скорость сигнала через другие части системы может быть другой.

Точность значений амплитуды обычно менее важна, т.к. использоваться для устранения неполадок в системе и поиска проблем, поэтому независимо от того, находится ли разъем на уровне 30 дБ или 35 дБ могут быть не такими интересными, как если бы разъем был на 35 дБ год назад, а сейчас при 30 дБ. В то время как значение скорости распространения остается практически постоянным во всем диапазоне частот, вносимые потери кабеля не изменяются, что также влияет на точность амплитуды.

Большинство портативных приборов, доступных сегодня, имеют встроенные таблицы, которые включают значения скорости и значения вносимых потерь в кабеле для различных частот наиболее часто используемых кабелей. Это упрощает задачу выездному специалисту, поскольку он может найти кабель. введите и получите правильные значения vp и потерь в кабеле.

В таблице ниже показаны различные уровни потерь в двух широко используемых кабелях.

Кабель	Скорость пропеллера	1000 МГц	2500 МГц
Андрей LDF4-50A	0,88	0,073 дБ/м	0,120 дБ/м
Андрей HJ4.5-50	0,92	0,054 дБ/м	0,089 дБ/м

7.

0 Разрешение ошибок, разрешение дисплея и максимальное расстояние

Термин «разрешение» может сбивать с толку, и его определения могут различаться. Для DTF важно понимать разницу между разрешением ошибки и разрешением дисплея, потому что значения различны.

Разрешение неисправности — это способность системы разделять два близко расположенных сигнала. Две несплошности, расположенные на расстоянии 0,5 фута друг от друга, не будут идентифицированы в DTF. измерения, если разрешение неисправности составляет 2 фута. Поскольку DTF сканируется в частотной области, частотный диапазон влияет на разрешение неисправности. Более широкий диапазон частот означает лучшее разрешение ошибок и более короткое максимальное расстояние. Точно так же более узкий диапазон частот приводит к более широкому разрешению неисправностей и большему максимальному горизонтальному расстоянию. Единственный способ улучшить разрешение неисправности — увеличить диапазон частот.

Моделирование в MATLAB, приведенное ниже, основанное на алгоритме DTF, показывает, как две смоделированные неисправности -20 дБм, возникающие на расстоянии 2 футов друг от друга на расстоянии 9 футов и 11 футов, проявляются только тогда, когда частотный диапазон был расширен с 1850–1990 МГц до 1500–11 футов. 1990 МГц. Развертка 1850–1990 МГц дает разрешение разломов 3,16 фута (vp = 0,91), а развертка 1500–1990 МГц дает разрешение разломов 0,9 фута. Больше точек данных в примере на рисунке 7 дало бы нам более точное разрешение дисплея, но это было бы только более красивым отображением того же графика. Это не было бы Независимо от того, если бы у нас было 20000 точек данных, две ошибки все равно не проявились бы, если бы не частотный диапазон расширен.

Любознательный наблюдатель также заметит, что амплитуда двух разрывов на Рисунке 8 составляет -20 дБмВт. В первом примере две амплитуды складываются, чтобы создать один сбой с большей амплитудой, чем два отдельных сбоя.

Рисунок 7 : Развертка DTF 1850–1990 МГц

Рисунок 8 : Развертка DTF 1500–1990 МГц

8.0 Пример DTF:

Разрешение ошибки 1 (м)
Ошибка Разрешение (футы) = 15000*vp/(ΔF*30,48)

Используя пример на рисунке 9,
Разрешение ошибки (футы) = 15000*0,88 / ((1100-600)*30,48) = 0,866 футов

Dmax — максимальное горизонтальное расстояние, которое может измерить прибор. Это зависит от количества точек данных и разрешения неисправности.

Dmax = (точки данных-1)*Разрешение ошибки

В примере на рисунке 9
(фут) = (551-1)*0,866 фута = 476,3 фута

Рисунок 9: Измерение DTF

9,0 Измерения DTF

В идеальном мире измерение DTF должно выполняться без частотно-селективных компонентов на пути, а только с концевой заделкой на конце кабеля. В большинстве случаев это не так, и технический специалист должен понимать, как проводить измерения с различными компонентами на пути и на конце кабеля.

На рисунках 10 и 11 ниже показаны графики измерений DTF для одной и той же установки прибора. Два 40-футовых кабеля LDF4-50A соединены вместе с разрывом на конце кабеля на рисунке 10 и антенной PCS, подключенной к концу кабеля на рисунке 11. Единственная разница между двумя графиками заключается в уровне амплитуды пик, показывающий конец кабеля.

Рисунок 10 : DTF открыт

Рисунок 11 :DTF Антенна PCS

Рисунок 12: DTF Антенна PCS с неисправностью

На рисунке 14 показано, как электрическая длина TMA влияет на измерение расстояния. системы. График на Рисунке 13 показывает измерение передачи 2-портового двухдуплексного МШУ. На рисунке 14 показано измерение DTF для этой системы с разверткой TMA на пути, а конечное соединение отображается на высоте 106 футов, потому что TMA развернулась как в восходящем, так и в нисходящем диапазонах TMA. Конец той же системы без ТМА на пути находится на высоте 83 фута (Рисунок 11).

Рисунок 13 : 2-портовое измерение TMA

Рисунок 14 : DTF с TMA на пути

Резюме

Система кабелей и антенн играет важную роль в общей сотовый сайт. Небольшие изменения в антенной системе могут повлиять на сигнал, зону покрытия и в конечном итоге привести к сбросу вызовов. Использование портативных анализаторов кабелей и антенн для определения характеристик систем связи может значительно упростить техническое обслуживание и общую производительность.

Измерения обратных потерь/КСВН используются для характеристики системы. Если совпадение вне спецификации системы, измерение DTF можно использовать для устранения неполадок. проблемы, локализовать неисправности и отслеживать изменения с течением времени.

Затухание коаксиального кабеля » Примечания по электронике

Потеря сигнала происходит в любом фидере, включая коаксиальный фидер – это вызвано рядом факторов в фидере и зависит от частоты.

---

Учебное пособие по коаксиальному кабелю Включает:
Коаксиальный фидер Обзор характеристик коаксиального кабеля Коаксиальный импеданс Коаксиальные потери/затухание Мощность коаксиального кабеля Коаксиальный коэффициент скорости Коаксиальный экологический Советы по установке коаксиала Типы коаксиальных кабелей Советы по выбору правильного коаксиального кабеля Покупка телевизионного коаксиального кабеля: на что обратить внимание

---

При выборе любого типа коаксиального кабеля необходимо оценить потери, которые он будет вносить. Потеря или затухание является одним из ключевых вопросов.

Потери, вносимые в коаксиальный кабель, должны быть оценены с точки зрения того, что может быть допустимо в системе. Очевидно, что минимальные потери идеальны, но поскольку коаксиальный кабель с низкими потерями дороже, очевидно, существует баланс между потерями и стоимостью.

Затухание коаксиального кабеля

Потери мощности, вызванные коаксиальным кабелем, называются его затуханием.

Очевидно, что чем длиннее коаксиальный кабель, тем больше потери, но также обнаружено, что потери зависят от частоты, в целом увеличиваясь с частотой, хотя фактический уровень потерь не зависит линейно от частоты.

В результате в спецификациях указывается в децибелах на единицу длины и на заданной частоте.

Существуют три основных составляющих потерь в коаксиальном кабеле.

• Резистивные потери: Резистивные потери в коаксиальном кабеле возникают из-за сопротивления проводников, а ток, протекающий в проводниках, приводит к рассеиванию тепла. Фактическая площадь, через которую протекает ток в проводнике, ограничена скин-эффектом, который становится все более очевидным по мере увеличения частоты. Чтобы преодолеть это, часто используются многожильные проводники.

  Чтобы снизить уровень потерь в коаксиальном кабеле, необходимо увеличить площадь проводящей поверхности, что приведет к увеличению размеров коаксиальных кабелей с низкими потерями. Важно отметить, что резистивные потери увеличиваются пропорционально квадратному корню из частоты.

• Диэлектрические потери:   Диэлектрические потери представляют собой еще одну из основных потерь, возникающих в большинстве коаксиальных кабелей. Опять же мощность в результате диэлектрических потерь проявляется как тепло, рассеиваемое внутри диэлектрика.

  Установлено, что диэлектрические потери не зависят от размера ВЧ-кабеля и линейно возрастают с частотой. Это означает, что резистивные потери обычно преобладают на более низких частотах. Однако, поскольку резистивные потери увеличиваются как корень квадратный из частоты, а диэлектрические потери увеличиваются линейно, диэлектрические потери преобладают на более высоких частотах.

• Излучаемые потери:   Излучаемые потери коаксиального кабеля обычно намного меньше резистивных и диэлектрических потерь. Однако некоторые очень дешевые коаксиальные кабели могут иметь очень плохую внешнюю оплетку, и в этих случаях она может представлять собой заметный элемент потерь.

  Мощность, излучаемая или принимаемая коаксиальным кабелем, представляет собой большую проблему с точки зрения помех. Сигнал, излучаемый коаксиальным кабелем, может привести к высокому уровню сигнала там, где он не нужен. Например, утечка из коаксиального кабеля, по которому поступает сигнал от мощного передатчика, может вызвать помехи в чувствительных приемниках, которые могут быть расположены близко к коаксиальному кабелю. В качестве альтернативы коаксиальный кабель, используемый для приема, может улавливать помехи, если он проходит через электрически шумную среду. Обычно по этим причинам принимаются дополнительные меры для обеспечения эффективности внешнего экрана или проводника. Доступны коаксиальные кабели с двойным или даже тройным экраном для снижения уровня утечки до очень низкого уровня.

Затухание коаксиального кабеля во времени

Часто возникает соблазн использовать старый кабель, который может быть доступен. Это не всегда может быть целесообразным.

Установлено, что затухание в коаксиальных кабелях со временем увеличивается по ряду причин.

• Потери в кабеле из-за изгиба:   Несмотря на то, что многие коаксиальные кабели являются гибкими, уровень потерь или затухания будет увеличиваться, особенно если ВЧ-кабель сильно изогнут, даже если радиус изгиба находится в пределах рекомендуемого производителем радиуса изгиба. Это увеличение потерь может возникать в результате разрыва оплетки или экрана, а также в результате изменений диэлектрика. На частотах 1 ГГц с радиочастотными кабелями, обычно демонстрирующими потери в 10 дБ, может быть увеличение примерно на децибел.
• Повышенное затухание из-за загрязнения оплетки:  Даже если кабель не согнут, со временем его характеристики могут постепенно снижаться. Это может быть вызвано загрязнением оплётки пластификаторами во внешней оболочке.
• Потери из-за проникновения влаги:  Проникновение влаги может повлиять как на оплетку, где она вызывает коррозию, так и на диэлектрик, где влага будет поглощать энергию. Различные типы диэлектриков влияют по-разному. Обнаружено, что некоторые варианты полиэтилена могут поглощать влагу легче, чем другие типы. Хотя вспененный полиэтилен обеспечивает более низкий уровень потерь или затухания в новом состоянии, он лучше впитывает влагу, чем твердые типы. Соответственно, коаксиальные кабели с твердым полиэтиленовым диэлектриком больше подходят для сред, где уровень потерь должен оставаться постоянным или где может встречаться влага.
• Потери из-за износа оплетки:  Обнаружено, что потери в коаксиальных кабелях, в которых используется оплетка из оголенной меди или оплетка из луженой меди, ухудшаются сильнее, чем в кабелях с посеребренными оплетками, хотя последние стоят дороже.