Підсилювач сигналу і виносна антена з'єднуються кабелем, і все, що цей кабель поглинув, не повертається ні кращою антеною, ні більшою потужністю передавача. У категорії «Кабелі та адаптери» зібрано щонайменше п'ять конструктивно різних класів, від півметрового пігтейла до гофрованого фідера 7/8 дюйма, і між собою вони не взаємозамінні. Нижче розібрано, звідки беруться втрати, скільки децибел коштує кожен метр траси на 2,4 і 5,8 ГГц, і за якою логікою збирається лінія наземної станції керування або ретранслятора.
Як влаштований коаксіальний кабель
Коаксіальна лінія складається з чотирьох шарів. Центральний провідник несе сигнал; у більшості кабелів цього класу він суцільний, з алюмінію з мідним покриттям (CCA), рідше багатодротяний мідний. Діелектрик утримує провідник по осі і задає хвильовий опір. Зовнішній провідник (екран) замикає зворотний струм і водночас відсікає зовнішні поля. Оболонка захищає все це від ультрафіолету, вологи і механіки.
Ключова відмінність між дешевим і дорогим кабелем закладена в діелектрику та екрані. Суцільний поліетилен дає коефіцієнт укорочення близько 66 %, спінений — 84–87 %. Спінений PE наполовину складається з газу, тому діелектричні втрати в ньому значно нижчі. Екран буває трьох виконань: одинарне обплетення (типово близько 40 дБ екранування), фольга плюс луджене обплетення (понад 90 дБ), гофрована мідна труба (герметична, з найкращими показниками, але з великим радіусом вигину).
Звідки беруться децибели
Втрати в кабелі складаються з двох частин. Втрати в провідниках ростуть пропорційно кореню з частоти, бо через скін-ефект струм тече все тоншим шаром метал. Втрати в діелектрику ростуть лінійно з частотою. Times Microwave публікує для LMR-400 (типорозмір, до якого належать RG-8 і Kingsignal KSR400) точну формулу згасання в дБ на 100 футів:
A = 0,12229 · √F(МГц) + 0,00026 · F(МГц)
Підставивши 900 МГц, отримуємо 3,67 + 0,23 дБ, тобто діелектрик дає 6 % загальних втрат. На 2400 МГц це вже 5,99 + 0,62 дБ (9 %), на 5800 МГц — 9,31 + 1,51 дБ (14 %). Саме тому дешевий кабель із суцільним діелектриком поводиться відносно пристойно на УКХ і різко програє на 5,8 ГГц.
Практичний перерахунок децибел простий: 3 дБ — це половина потужності, 6 дБ — чверть, 10 дБ — десята частина. Втрати тракту працюють в обидва боки: на передачу вони зменшують випромінювану потужність, на прийом — рівень сигналу з борту, тому 6 дБ у фідері з'їдають запас лінії двічі за один цикл зв'язку.
Екранування і КСХ
На позиції, де поруч працюють ретранслятор, станція РЕБ і кілька пультів, екранування перестає бути другорядним параметром. Кабель з одинарним обплетенням пропускає в приймальний тракт власне випромінювання сусіднього передавача, і оператор отримує підвищений шумовий поріг замість дальності. Друга величина — хвильовий опір. Уся апаратура цього класу розрахована на 50 Ом; KSR400 нормується як 50 ± 2 Ом у смузі до 3 ГГц із КСХ не гірше 1,28. Кожна пара з'єднаних роз'ємів вносить власне неузгодження, і саме тому ланцюжок із трьох перехідників гірший за один правильно обтиснений роз'єм.
Класи кабелю в категорії
Пігтейли і супергнучкі перемички. Позиції на кшталт м'якого переходу QMA male — N-Type female на 50 см або універсального перехідника QMA/SMA/N-type на 20–30 см зроблені на RG-223: діаметр близько 5,3 мм, подвійний посріблений екран, посріблений мідний центральний провідник. Згасання RG-223 становить 8,8 дБ на 100 футів на 400 МГц проти 2,5 дБ у LMR-400, тобто втричі більше. На довжині 30–50 см це десяті долі децибела, і виграш у гнучкості того вартий. На довжині п'яти метрів такий кабель уже неприйнятний.
Магістральний клас RG-8 / LMR-400 / KSR400. Це основа асортименту: подовжувальні кабелі QMA–QMA і N-Type–N-Type довжиною 10, 15, 20, 30 і 40 метрів, які продаються парами по два дроти. Конструкція: суцільний CCA-провідник 2,74 мм, спінений PE 7,24 мм, алюмінієва фольга з лудженим мідним обплетенням, зовнішній діаметр 10,29 мм. Хвильовий опір 50 Ом, ємність 78,4 пФ/м, коефіцієнт укорочення 84 %, екранування понад 90 дБ, робочий діапазон температур −40…+85 °C. Радіус вигину при монтажі 25,4 мм, при багаторазовому згинанні 101,6 мм. Згасання за формулою виробника: 21,7 дБ/100 м на 2400 МГц і 35,5 дБ/100 м на 5800 МГц.
RG-213 у мідному виконанні. Комплекти QMA для дронів на базі RG-213 виробництва Одескабелю відрізняються багатодротяним мідним провідником, суцільним PE і одинарним обплетенням 96 %. Коефіцієнт укорочення 66 %, згасання 5,5 дБ на 100 футів на 400 МГц, тобто більш ніж удвічі гірше за LMR-400 того ж діаметра. Плата за це компенсується морозостійкістю, стійкістю до перегинів і ремонтопридатністю, тому такі комплекти в асортименті мають довжину 5 метрів, а не 30.
KSR500 (типорозмір LMR-500). Діаметр 12,7 мм, гнучка PVC-оболонка, той самий принцип «спінений PE плюс фольга з обплетенням», але більший переріз і, відповідно, менші омічні втрати. Дилерська специфікація на 20-метрову збірку N-male — N-male дає не більше 3,4 дБ на 2400 МГц і не більше 6 дБ на 5800 МГц.
Гофровані фідери 1/2" і 7/8". Kingsignal HCAAY-50-9 і супергнучкий HCAAYZ-50-9 в оболонці LSZH (Ø13,4 мм), HCAAY-50-12 (Ø15,7 мм) та HCTAY-50-22 (7/8", Ø27,3 мм). Зовнішній провідник у них — гофрована мідна труба, тобто екран герметичний і не має щілин обплетення. Для HCAAY-50-12 виробник вказує CCA-провідник 4,80 мм, спінений PE 12,30 мм, гофровану мідну трубу 13,80 мм, ємність 76 пФ/м, коефіцієнт укорочення 87 %, вагу 215 кг/км. Радіус вигину — 50 мм для одноразового і 125 мм для багаторазового згинання; це головне експлуатаційне обмеження гофри. Двадцятиметрова збірка на 1/2" супергнучкому фідері дає не більше 3,2 дБ на 2400 МГц і 5,45 дБ на 5800 МГц. HCTAY-50-22 нормується виробником у смузі 100–5800 МГц.
Роз'єми. QMA розроблений альянсом Quick Lock Formula у 2003 році як швидкоз'ємна заміна SMA: та сама внутрішня геометрія, але замикання засувкою замість різьби, з можливістю обертання на 360° після стикування. Робочий діапазон у документації Amphenol на самі роз'єми вказано до 6 ГГц, на перехідники серії QMA — до 18 ГГц; для частот 2,4/5,2/5,8 ГГц запас є в будь-якому з цих трактувань. SMA працює від постійного струму до 18 ГГц, N-type до 11 ГГц. На щоглі і в польових умовах віддають перевагу N-type: різьбове з'єднання, більший корпус, простіше герметизується. На боці пульта зручніший QMA, який стикується без ключа і не ламає кабель при повороті.
Розрахунок траси в децибелах
| Тип лінії | 20 м @ 2400 МГц | 20 м @ 5800 МГц |
|---|---|---|
| RG-8 / KSR400 / LMR-400 (Ø10,3 мм) | ≈ 4,3 дБ | ≈ 7,1 дБ |
| KSR500 (Ø12,7 мм), збірка з роз'ємами | ≤ 3,4 дБ | ≤ 6,0 дБ |
| 1/2" супергнучкий фідер, збірка з роз'ємами | ≤ 3,2 дБ | ≤ 5,45 дБ |
Показники для RG-8 отримані за формулою Times Microwave для голого кабелю, два інших рядки — дилерська специфікація на готові збірки, які вже включають пару роз'ємів. Порівнювати їх напряму коректно лише з поправкою на це.
Що з цього випливає для сорокаметрової траси на RG-8: близько 8,7 дБ на 2,4 ГГц і близько 14,2 дБ на 5,8 ГГц. Перше означає втрату приблизно семи восьмих потужності, друге — понад дев'яносто шість відсотків. Типова ситуація, коли на 2,4 ГГц лінія тримається, а 5,8 ГГц розсипається на тій самій позиції, пояснюється саме цією різницею, а не «поганим підсилювачем».
Практика вибору
Підсилювач має стояти якомога ближче до антени. Довгий кабель доречний між станцією і щоглою, а не між підсилювачем і випромінювачем: у другому випадку ви підсилюєте сигнал, щоб одразу його втратити.
Довжину беруть за фактичною відстанню з невеликим запасом. Сорок метрів, з яких двадцять лежить бухтою під столом, дають повні втрати сорока метрів. Змотаний у бухту надлишок ще й працює як індуктивність, погіршуючи узгодження.
Кабелі продаються парами, бо підсилювач дублює обидва антенні канали пульта. Обидва дроти мають бути однакового типу і однакової довжини; різниця в загасанні між плечима розбалансовує рознесений прийом і зводить нанівець його сенс.
Оболонку підбирають за місцем встановлення. PVC дешевший і гнучкіший, PE стійкий до ультрафіолету і придатний для постійної вуличної прокладки, LSZH обов'язковий там, де кабель іде всередині укриття, кунга чи машини: при горінні він не виділяє галогенів.
Гофрований фідер має сенс на стаціонарній щоглі, де траса прокладається один раз. Для мобільної станції, яку згортають щодня, радіус вигину 125 мм і вага 215 кг/км перетворюються на проблему, і гнучкий KSR400 або KSR500 виявляється практичнішим попри трохи гірші цифри.
Потужність у цих застосуваннях не є обмежувальним чинником: підсилювачі рівня Alientech DUO або Avenger Booster працюють в одиницях ватів, тоді як кабелі типорозміру RG-8 розраховані на кіловати імпульсної потужності. Обмежують згасання, екранування і механіка.
Пігтейли залишаються найслабшою ланкою тракту. Півметровий перехід із поганим обтисканням дає більше неузгодження, ніж двадцять метрів магістрального кабелю, і саме він найчастіше виходить із ладу від багаторазових перестикувань.
Підсумкова таблиця
| Параметр | RG-223 (пігтейли) | RG-213 | RG-8 / KSR400 | KSR500 | 1/2" гофра |
|---|---|---|---|---|---|
| Зовн. діаметр | ≈ 5,3 мм | ≈ 10,3 мм | 10,3 мм | 12,7 мм | 13,4–15,7 мм |
| Діелектрик | суцільний PE | суцільний PE | спінений PE | спінений PE | спінений PE |
| Коеф. укорочення | 66 % | 66 % | 84 % | — | 87 % |
| Екран | подвійне обплетення | обплетення 96 % | фольга + обплетення, >90 дБ | фольга + обплетення | гофрована мідна труба |
| Згасання @400 МГц | 8,8 дБ/100 ft | 5,5 дБ/100 ft | 2,5 дБ/100 ft | 2,0 дБ/100 ft | — |
| Робоча роль | переходи 0,2–0,5 м | короткі комплекти до 5 м | магістраль 10–40 м | довгі траси | щогла, стаціонар |
Які типи потребують окремих статей
Асортимент категорії розпадається на три родини, і змішувати їх в одному матеріалі не варто.
Перша — радіочастотні кабельні збірки: подовжувачі QMA–QMA і N-Type–N-Type у довжинах 10/15/20/30/40 м, комплекти RG-213 для пультів, готові збірки на KSR400, KSR500 і гофрі. Тема окремої статті: як рахувати бюджет лінії і підбирати довжину під конкретну позицію.
Друга — роз'єми, перехідники і пігтейли: QMA, SMA, N-type, TNC у всіх комбінаціях папа/мама, кабельні переходи 20–50 см. Тут потрібен матеріал про сумісність, обтискання, герметизацію і про те, чому ланцюжок перехідників гірший за один правильний роз'єм.
Третя — нерадіочастотні кабелі, які лежать у тій самій категорії, але фізично не мають до коаксіалу стосунку: адаптер-кабель Ops-Core AMP U174 для гарнітур, кронштейни і кабелі ALIENTECH для пульта RCN1 DJI Mavic 3, корпус із кабелями для DJI Smart Controller, а також кабелі живлення і передачі даних для зарядних станцій і Starlink. Для них релевантні зовсім інші параметри (переріз жили, розпіновка, струм, стійкість роз'єму до вібрації), і кожна підгрупа заслуговує власного тексту.
