Кабель для 4G антени: 50 чи 75 Ом, КСВ, згасання, роз'єми

Антена може бути хорошою, але половину виграшу з'їсть кабель, якщо його підібрано невдало. Особливо відчутно це там, де сигнал слабкий, вежа далеко, а антену доводиться піднімати на щоглу й тягнути до роутера довгу лінію. У такій ситуації кожен децибел на рахунку. Нижче розібрано, що важливо для фідера: хвильовий опір, КСВ, товщина жили, роз'єми й перехідники.

Хвильовий опір: 50 чи 75 Ом

Історично склалося, що побутову приймальну техніку (телевізори, супутникові антени, радіоприймачі) узгоджують на 75 Ом. А обладнання, яке і приймає, і передає (антени мобільного зв'язку, підсилювачі й репітери, радіостанції, 4G модеми та роутери), розраховане на 50 Ом. Телевізійні системи тут не розглядаються — мова лише про стільникові мережі.

З погляду теорії ідеально, коли весь тракт від антени до пристрою має однаковий опір 50 Ом: і сама антена, і кабель, і кожен перехідник. Модеми, WiFi-роутери й репітери з заводу налаштовані саме на цей імпеданс.

Опір коаксіального кабелю визначається співвідношенням зовнішнього діаметра до діаметра центральної жили: що воно більше, то опір вищий. Тому в 50-омних кабелів жила зазвичай товща, ніж у 75-омних, а 75-омний кабель трохи грубіший за 50-омний аналог із такими ж параметрами.

КСВ: що це і чому він впливає на швидкість

Коефіцієнт стоячої хвилі (КСВ) показує, наскільки добре узгоджені антена та фідер. Сигнал рухається кабелем як падаюча хвиля, а частина енергії відбивається від навантаження й повертається. Падаюча й відбита хвилі накладаються, і вздовж кабелю напруженість поля розподіляється нерівномірно. У підсумку частина сигналу з антени не потрапляє в модем, а вертається назад.

Чим менший КСВ, тим потужніший сигнал доходить до пристрою й тим менші втрати. Чим КСВ більший, тим більше енергії розсіюється в кабелі.

Як складається неузгодженість

Припустімо, антена розрахована на 50 Ом, але має роз'єм під 75-омний кабель; до нього підключено кабель на 75 Ом, а на виході через перехідник на 50 Ом приєднано роутер. У такому ланцюжку імпеданс змінюється кілька разів, КСВ зростає, а сигнал губиться на кабелі та перехідниках. Висновок: змішувати 50 і 75 Ом в одному тракті не слід.

Згасання: товщина жили та оплетка

Товща центральна жила — більша площа для проходження струму й менші втрати. Тому при виборі звертайте увагу і на матеріал жили та обплетення, і на фізичну товщину. За цим показником 50-омні кабелі виграють.

Загальні висновки про вибір типу такі:

• 50-омні кабелі передають потужніший сигнал, ніж 75-омні аналоги.
• Менший КСВ означає менші втрати потужності.
• Різні імпеданси в одному ланцюзі збільшують КСВ і забирають частину сигналу.
• Що довша лінія й що вища частота (наприклад, 2600 МГц порівняно з 1800 МГц), то помітніше згасання. На довгих трасах різниця між 50 і 75 Ом може стати суттєвою.

Роз'єми та перехідники

Роз'єм і перехідник — теж частина фідера. Якщо кабель, антена й пристрій узгоджені за опором, але між ними стоїть неякісний перехідник чи роз'єм на інший імпеданс, ефект від правильного кабелю втрачається. Для 50-омної системи потрібна й 50-омна антена з якісним виходом, наприклад N-type або SMA, а не телевізійний F-роз'єм. Підібрати сумісні елементи можна у розділах ВЧ рознімання та антенні перехідники.

Що показали порівняльні виміри

Порівнювали 50-омні кабелі RG-58, RG-8, 5D-FB і 75-омні RG-11, RG-6 та FinMark. Довжина — 10 метрів, частота — 1800 МГц, одна з основних частот LTE в Україні. Для відліку: без антени на 4G роутері швидкість становила в середньому 11 Мбіт/с на прийом і близько 8 Мбіт/с на віддачу при рівні сигналу -105 dB.

Після підключення антени й точного наведення на БС швидкість різнилася залежно від кабелю. Загальний підсумок: система з 50-омним кабелем відправляє дані від пристрою на станцію трохи швидше, ніж така сама з 75-омним.

Висновки: що вибрати

Теоретично в мобільному зв'язку слід використовувати лише 50-омний кабель, ВЧ-роз'єми та перехідники. На практиці система з 75-омним кабелем теж працює і поступається не набагато. Втрати сигналу й швидкості трохи більші, але не настільки критичні, щоб відмовлятися від такого варіанта. Тому:

• коротка лінія й сигнал нормальний — 75-омний кабель допустимий, якщо його вже придбано;
• довга лінія, висока щогла, слабкий сигнал — краще 50-омний кабель із товстою жилою, такими ж роз'ємами та перехідниками;
• антена, кабель, перехідники й пристрій мають бути узгоджені за опором, щоб КСВ був якомога меншим.

Кабель — лише одна ланка. Про вибір антени читайте в матеріалі про 4G антени, а антенний кабель і комплекти 4G інтернету дають змогу зібрати лінію без підбору окремих деталей. Якщо ж сигнал дуже слабкий, перегляньте розділ підсилення мобільного зв'язку.