Об использовании излучающих кабелей при строительстве систем профессиональной радиосвязи

Аннотация.

Настоящая заметка предназначена для специалистов и инженеров-проектировщиков, специализирующихся на предпроектной и проектой работе при строительстве систем профессиональной радиосвязи с использованием излучающих кабелей.

Заметка составлена по результатам диалога с представителем компании KABELWERK EUPEN AG (Бельгия) господином Альфонсом Вильбертом (Alfons M Wilbert, Product Manager).

Компания KABELWERK EUPEN AG специализируется на  производстве излучающего кабеля (другое название коаксиальная антенна, кабель-антенна) для решения задач радиопокрытия в авиационной технике, туннельных сооружениях, зданиях.

Вопрос:               Как правильно выбрать кабель для работы в нужном диапазоне частот? Каковы основные характеристики эффективности работы излучающего кабеля?

Ответ:                  Существуют как широкодиапазонные кабели, так и кабели, специально оптимизированные для работы в определенной полосе частот: в частности, продукция Eupen, предназначенная для работы в диапазоне UHF TETRA, имеет в названии модели кабеля индекс «Т». Излучающий кабель характеризуется (в определенном диапазоне частот) двумя основными параметрами: погонное затухание (Longitude Loss), измеряемое как и в случае обычных коаксиальных кабелей в дБ/100м, и потери при излучении (Coupling Loss). Последний определяется как потери, измеряемые в точке на расстоянии 2м от излучающего кабеля и, таким образом, характеризует эффективность переноса энергии от излучающего кабеля в пространство внутри тоннеля. При каждом удвоении расстояния от излучающего кабеля с 2м до точки измерения к потерям при излучении добавляются 3 дБ. По параметру Coupling Loss модели излучающих кабелей одинакового диаметра могут отличаться весьма существенно: так в диапазоне UHF типовое значение для кабелей 11/4” составляет 72-75 дБ, в то время как такой же по диаметру кабель с индексом «Т» имеет значение Coupling Loss порядка 56-59 дБ.

Вопрос:               Мы обратили внимание, что в последнее время появились излучающие кабели со сплошной медной оболочкой, выполненной в виде гофры с малым шагом (порядка 3-5 мм). Для чего это сделано?

Ответ:                  Одним из главных требований при прокладке излучающего кабеля является обеспечение постоянства его волнового сопротивления в любой точке трассы. При изгибе кабеля происходит нарушение тщательно рассчитанной геометрии сечения кабеля, что вынуждает производителей указывать минимальный радиус изгиба кабеля при его прокладке. Более ранние модели излучающих кабелей имеют либо гладкую оболочку, либо гофрированную со значительным шагом, что затрудняет изгиб или может привести к залому кабеля в месте изгиба. Оболочка в виде гофры с мелким шагом решает эти проблемы.

Вопрос:               На каком минимальном расстоянии от стены тоннеля следует прокладывать излучающий кабель? Зависит ли это расстояние от рабочего диапазона системы связи?

Ответ:                  По нашему опыту, расстояние между излучающим кабелем и стеной тоннеля оказывает существенное влияние на потери в кабеле, при монтаже кабеля вплотную к стене потери при излучении (Coupling Loss) могут значительно возрастать ( до 10 дБ ). Чем выше рабочий диапазон частот, тем это влияние выражено сильнее. На практике, в диапазоне UHF (TETRA) влияние стены тоннеля ослабевает до пренебрежимо малых величин при расстояниях от кабеля до стены тоннеля более 5-6 см. Выпускаемые компанией стандартные ножки для крепления кабеля обеспечивают расстояние от оси кабеля до стены равное 8 см.

Вопрос:               Судя по представленным разрезам кабелей, щели в нем ориентированы на определенную его сторону.  Каковы требования при укладке такого кабеля и насколько важно укладывать кабель щелями строго внутрь тоннеля?

Ответ:                  При работе излучающего кабеля в диапазонах UHF/VHF влияние ориентации щелей на эффективность работы излучающего кабеля пренебрежимо мало, ухудшение параметра Coupling Loss, как правило, составляет не более 2 дБ при укладке кабеля без учета ориентации щелей  по сравнению с вариантом укладки со строгим ориентированием щелей внутрь тоннеля. На практике при укладке в тоннеле кабеля, работающего в этих диапазонах, ориентации щелей не придается значения.

Вопрос:               Что подразумевается  на практике под огнестойкостью излучающего кабеля?

Ответ:                  Для излучающих кабелей при тестировании на огнестойкость применяется та же методика, что и для обычных силовых кабелей – в каком-то смысле это неправильно. Дело в том, что при определении устойчивости силовых кабелей к высоким температурам измеряется время, в течении которого их жилы и оболочка не дают обрывов и коротких замыканий. В случае излучающего кабеля, между центральным проводником и оболочкой находится вспененный полиэтилен, который быстро расплавляется, центральная жила проседает, что приводит к нарушению строго заданной геометрии сечения кабеля и его волнового сопротивления. Таким образом, даже если оболочка кабеля под воздействием высоких температур не горит и даже не имеет серьезных повреждений, кабель все равно практически сразу необратимо выходит из строя и в последующем подлежит замене.

Автор заметки: Ремизов А.Ю. (Интегра про)