kabel koncentryczny i tłumienie
Na podstawie wyjaśnień do pytań egzaminacyjnych UKE
Tłumienie kabla koncentrycznego rośnie z częstotliwością i długością. Typowe wartości na 100 m: RG-58 przy 144 MHz ~14 dB, RG-213 ~6 dB, Aircom Plus ~3 dB. Przy 432 MHz tłumienie jest ~1,7× wyższe. Minimalizacja strat: krótki kabel, dobra jakość, wysoka częstotliwość = grubszy kabel.
Impedancja kabla koncentrycznego Z0 = 138·log(D/d)/√εr, gdzie D to średnica wewnętrzna ekranu, d to średnica żyły. Spłaszczenie zmienia D, zmieniając Z0. Skutki: lokalne niedopasowanie, odbicia, zwiększone straty, zmiana SWR. Naprawa: wyciąć uszkodzony odcinek, zamontować złączki (np. PL-259).
W idealnym kablu koaksjalnym prąd w żyle centralnej i wewnętrznej powierzchni ekranu jest równy i przeciwny. Pole EM zamknięte jest wewnątrz kabla — nie promieniuje na zewnątrz. Prądy niezrównoważone (na zewnętrznej stronie ekranu) powstają przy braku baluna i powodują promieniowanie kabla.
Pytania egzaminacyjne (6)
d1-215 Kabel koncentryczny o długości 100m, przy częstotliwości 144MHz wprowadza tłumienie 12dB. Długość ka...
Kabel koncentryczny o długości 100m, przy częstotliwości 144MHz wprowadza tłumienie 12dB. Długość kabla pomiędzy nadajnikiem 100 W a anteną wynosi 50 m. Jaka część tej mocy zostanie doprowadzona do anteny?
Tłumienie 6 dB na 100 m przy 144 MHz. 6 dB tłumienia mocy oznacza, że moc spada do 1/4 oryginalnej (10^(-6/10) = 0,25 = 25%). Czyli do anteny dociera 25% mocy nadajnika — reszta (75%) jest tracona jako ciepło w kablu.
Tip: 6 dB tłumienia = moc × 1/4 = 25% dociera. 3 dB = 50%, 6 dB = 25%, 10 dB = 10%.
d1-294 Kabel koncentryczny po przytrzaśnięciu oknem uległ spłaszczeniu. Jak można go naprawić?
Kabel koncentryczny po przytrzaśnięciu oknem uległ spłaszczeniu. Jak można go naprawić?
Przytrzaśnięty (spłaszczony) kabel koncentryczny ma zmienioną impedancję falową w miejscu uszkodzenia — zmiana geometrii (odległości między żyłą a ekranem) zmienia Z0. Powoduje to niedopasowanie, odbicia i straty. Uszkodzony fragment należy wyciąć i zastąpić nowym kablem ze złączkami.
Tip: Uszkodzony kabel = wyciąć uszkodzony fragment. Nie da się naprawić geometrii spłaszczonego kabla.
d1-295 Nadajnik połączono kablem koncentrycznym ze sztucznym obciążeniem. Prąd płynący w ekranie kabla konc...
Nadajnik połączono kablem koncentrycznym ze sztucznym obciążeniem. Prąd płynący w ekranie kabla koncentrycznego ma wartość:
W kablu koncentrycznym prąd w żyle centralnej i ekranie jest taki sam (równy co do wartości, przeciwny co do kierunku). To fundamentalna właściwość linii transmisyjnej — prąd powrotny płynie ekranem. Jeśli prądy nie są równe, różnica płynie po zewnętrznej stronie ekranu (prąd niezrównoważony).
Tip: Prąd w żyle = prąd w ekranie (ale przeciwny kierunek). Fundamentalna cecha kabla koaksjalnego.
d1-297 Nadajnik został dołączony do anteny fiderem o całkowitym tłumieniu 5dB. Co wówczas zaobserwujemy:
Nadajnik został dołączony do anteny fiderem o całkowitym tłumieniu 5dB. Co wówczas zaobserwujemy:
Tłumienie 5 dB oznacza, że do anteny dociera: 10^(-5/10) = 10^(-0,5) = 0,316 = 31,6% mocy. Stracone: 100% - 31,6% ≈ 68% ≈ 70%. Fider o tłumieniu 5 dB traci ok. 70% mocy nadajnika jako ciepło w kablu! To bardzo dużo — konieczna wymiana na lepszy kabel.
Tip: 5 dB tłumienia → 70% strat. 10^(-5/10) ≈ 0,316 → ~30% dociera = ~70% strat.
d1-320 Antena na pasmo 2m została dołączona popularnym kablem koncentrycznym RG-58 o długości 100m. Dlaczeg...
Antena na pasmo 2m została dołączona popularnym kablem koncentrycznym RG-58 o długości 100m. Dlaczego krótkofalowiec nie uważa takiej instalacji za optymalną:
Kabel RG-58 o długości 30 m na 144 MHz ma tłumienie ok. 4-5 dB, co oznacza stratę ~60-70% mocy. Jest to niedopuszczalnie dużo na VHF. Należy użyć kabla o niższym tłumieniu (RG-213, Aircell, Ecoflex) lub skrócić trasę. Na VHF tłumienie kabla rośnie znacząco z częstotliwością.
Tip: RG-58 + 30 m + 144 MHz = za duże straty. Użyj RG-213 lub lepszego kabla.
d2-38 Uszkodzenie ekranu fidera antenowego może prowadzić do:
Uszkodzenie ekranu fidera antenowego może prowadzić do:
Uszkodzony ekran fidera antenowego powoduje: wzrost zakłóceń (promieniowanie z odsłoniętej żyły, wnikanie zakłóceń zewnętrznych), zmianę impedancji kabla (generację odbić i SWR), a w skrajnym przypadku — uszkodzenie stopnia końcowego nadajnika przez niedopasowanie.
Tip: Uszkodzony ekran = zakłócenia + zmiana impedancji + ryzyko uszkodzenia PA.