Потери в кабеле расчет: Онлайн расчет потери напряжения в кабеле

Расчет потери напряжения в кабеле

В качестве примера расчёта потерь в кабеле рассмотрим схему трансляционной линии с ответвлением:

Рисунок 1. Пример трансляционной линии

Расстояние между громкоговорителями основной линии составляет 10 м, на ответвлении — 7 м. Расчет осуществляется для кабеля сечением 1 мм².

Прежде чем начать расчет мощности на громкоговорителях, ответвление линии необходимо заменить эквивалентной нагрузкой.

Рисунок 2. Расчет эквивалента ответвления

Как следует из расчетов, эквивалентом ответвления будет громкоговоритель, имеющий сопротивление 833,54 Ом или мощность 11,99 Вт (P = U2/R, U=100 В).

С учетом эквивалентной нагрузки рассчитаем напряжение на громкоговорителях главной ветви.

Рисунок 3. Потери в кабеле главной ветви линии

Мы получили значения напряжения на всех громкоговорителях главной ветви. Вычисленные значения для эквивалентной нагрузки позволяют произвести дальнейшие расчёты для громкоговорителей, расположенных на ответвлении.

Рисунок 4. Расчет потерь в кабеле ответвления

Для расчёта любой трансляционной линии необходимо учитывать потери, связанные с протяженностью кабеля подключения громкоговорителей. Поскольку соединительный кабель имеет конечное, пусть и малое, сопротивление, то часть мощности, подводимой от усилителя, будет рассеиваться в виде тепла. В проектируемых системах оповещения для расчёта уровня звукового давления принципиально важно знать точную величину мощности, поступающей на громкоговорители.

Предлагаемая программа позволяет предельно точно построить 100-вольтную трансляционную линию, учитывая мощность громкоговорителей и характеристики кабеля. По результатам программы оценивается уровень потерь для разного типа применяемого кабеля, а также рассчитывается напряжение в точках подсоединения громкоговорителей и мощность их фактического использования.

Пример определения потери напряжения в линии 10 кВ

В данной статье я буду рассматривать 2 примера определения потери напряжения в воздушной линии 10 кВ, когда нагрузка подключена в конце линии и с несколькими нагрузками вдоль линии.

Пример 1 – Определение потери напряжения, когда нагрузка подключена в конце линии

Определить потерю напряжения в трехфазной воздушной линии с номинальным напряжением Uном.=10 кВ протяженностью l = 2 км, питающей электрооборудование коммунального предприятия мощностью Р=100 кВт. Коэффициент мощности нагрузки cosϕ = 0,8. Линия выполнена алюминиевыми проводами марки А-25 сечением 25 мм2, расстояние между фазами 600 мм.

Решение.

1. Определяем активное сопротивление провода марки А-25:

где:

• γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
• s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;

Также вы можете встретить в тех. литературе еще одну формулу по определению активного сопротивления провода (кабеля):

где:

• ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см. таблицу 1.14 [Л2. с.30].

2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-25 [Л1.с.420]:

где:

• Дср. – среднее геометрическое расстояние между осями проводов, мм;
• d = 6,40 мм – диаметр провода, для марки провода А-25. Значение диаметра провода можно определить по ГОСТ 839-80  – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. В данном расчете я привожу значение диаметра провода, только для провода марки А, для остальных марок проводов значения диаметров проводов вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТе;
• µ — относительная магнитная проницаемость для цветных металлов (немагнитных) равна 1, для стальных проводов µ может достигать значений 10³ и даже больше.

2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:

где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 25 + 600 = 1225 мм.

3. Определяем коэффициент мощности tgϕ, зная cosϕ:

4. Определяем потерю напряжения в линии [Л1.с.422]:

Пример 2 – Определение потери напряжения с несколькими нагрузками вдоль линии

Определить потерю напряжения в трехфазной сети 10 кВ, изображенной на рис.1. Сеть выполнена воздушной линией с алюминиевыми проводами марки А-35 сечением 35 мм2 на участке А-Б и проводами марки А-25 сечением 25 мм2 на участке Б-В. Расстояние между фазами равно 600 мм. Соответствующая нагрузка, коэффициент мощности cosϕ в ответвлениях, а также длины участков сети указаны на схеме.

Решение.

1. Определяем активное сопротивление провода марки А-35 на участке А-Б:

2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-35 [Л1.с.420]:

2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:

где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 35 + 600 = 1235 мм.

3. Определяем коэффициент мощности tgϕ1, зная cosϕ1:

4. Значения активного и индуктивного сопротивления для марки провода А-25 берем из примера 1: r₀₂ = 1,26 Ом/км; х₀₂ = 0,256 Ом/км; tgϕ₂ = 0,75.

5. Определяем суммарную потерю напряжения в линии 10 кВ [Л1.с.422] :

где:

• Uном. – номинальное напряжение, В;
• r₀₁, x₀₁, r₀₂, x₀₂ – активные и индуктивные сопротивления трехфазных линий, Ом/км;
• Р1,Р2 – мощности в ответвлениях, кВт;
• L₁,L₂ – длины от начала линии до соответствующего ответвления, км;
• tgϕ₁, tgϕ₂ – коэффициент мощности;

Литература:

1. Основы проектирования систем электроснабжения. Маньков В.Д. 2010 г.
2. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Калькулятор расчета потерь напряжения

При проектировании сетей электроснабжения и слаботочных систем часто необходим расчет потерь в кабеле. При решении вопросов проектирования, данный расчет важен для выбора кабеля с оптимальной площадью сечения жилы. Неправильный выбор кабеля может привести к тому, что система быстро выйдет из строя или просто не запустится. Именно поэтому при проектировании необходимо производить расчет потерь в кабеле.

РАСЧЁТ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КАБЕЛЕ.

Расчёт потерь напряжения в кабеле можно осуществить по следующей формуле:

ΔU=I*RL

Где ΔU – потери напряжения в линии,

I – ток потребления (определяется главным образом характеристиками потребителя),

RL — сопротивление кабеля (зависит от длины кабеля и площади сечения кабеля).

Потери мощности в кабеле в кабеле зависит так же главным образом от сопротивления кабеля. Излишнее рассеивание энергии в кабеле может привести к существенным потерям электроэнергии. Излишки тепла идут на нагрев кабеля, поэтому при больших нагрузках неправильный расчет потерь электроэнергии в кабеле может привести к сильному нагреву кабеля и повреждению изоляции, что небезопасно для жизни людей. Так же при существенной длине линии это может привести к повышенному расходу электроэнергии, что при длительной эксплуатации может сказаться на расходах на электроэнергию. Неправильный расчёт потерь напряжения в кабеле может вызвать некорректную работу оборудования при передаче сигнала (например, периметральная система сигнализации). Кроме того, расчёт потерь напряжения в кабеле очень важен, если питание оборудования осуществляется от источника с низким напряжением питания (12-48 В постоянного или переменного тока). В этом случае, если длина провода и мощность нагрузки слишком велика, напряжение может упасть до уровня ниже номинальной потребляемой мощности устройства. Это приведет к тому, что устройство не будет работать.

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В КАБЕЛЕ.

Потери в кабеле можно снизить путем увеличения площади сечения кабеля, уменьшением длины кабеля или уменьшением нагрузки. Очень часто длину кабеля или нагрузку уменьшить невозможно, поэтому приходится увеличивать площадь сечения жилы кабеля, чтобы уменьшить его сопротивление.

С другой стороны использование кабеля у которого площадь сечения слишком большая приводит к увеличению затрат, т.к. кажущаяся небольшая разница между ценами на два кабеля с разной площадью сечения становится ощутимой при многокилометровых кабельных системах. Следовательно, при проектировании необходимо обязательно выбирать кабель нужного сечения, а для этого необходимо производить расчет потерь мощности в кабеле.

Если производить эти расчеты вручную, на подбор кабеля уйдет немало времени. Сегодня можно легко и быстро произвести расчет потерь в кабеле онлайн. С помощью различных специализированных калькуляторов можно произвести расчёт потерь напряжения в кабеле, расчет потери мощности в кабеле и расчет потерь электроэнергии в кабеле исходя из длины кабеля, площади сечения кабеля, параметров нагрузки (потребляемые напряжение и ток), а так же материала из которого изготовлены его жилы. Калькулятор для расчета потерь в кабеле онлайн – безусловно, хороший помощник любого проектировщика

Потери напряжения | Онлайн расчет в линии, в сети, в кабеле

Калькулятор расчета потери напряжения в кабеле. Расчет потери напряжения в линии для постоянного и переменного тока по заданным параметрам электросети.

Проблема с потерями напряжения в линии, сети или кабеле возникают обычно в следующих ситуациях:

• при значительной длине прокладываемой линии;
• в случае большой рассеиваемой мощности;
• при высоких токовых нагрузках.

Если при покупке кабельной продукции допущены ошибки в выборе сечения входящих в его состав проводных жил – они при протекании больших токов начинают перегреваться. А это приводит к повышению их внутреннего сопротивления и увеличению потерь напряжения на распределенных элементах цепи.

Дополнительная информация: Для того чтобы понять, за счет чего в линейных проводах происходят потери, следует вспомнить о том, что они также обладают внутренним погонным сопротивлением.

За счет этого каждый участок кабеля определенной длины может быть представлен как резистор с некоторой удельной проводимостью (величиной, обратной сопротивлению). Так что на данном участке по закону Ома будет падать определенная часть приложенного ко всему кабелю напряжения. Это значение вычисляется по следующей формуле:

U=I*R провода

При обследовании цепей постоянного тока учитывается только активное распределенное сопротивление, обозначаемое просто R. В линиях с действующим переменным напряжением к активной составляющей добавляется реактивная часть, так что обе они составляют полный импеданс Z. Величина этих потерь обязательно учитывается при расчетах цепей переменного тока, поскольку они нередко достигают 20 процентов от всей расходуемой мощности.

Как при ручном, так и при онлайн расчете для определения распределенного сопротивления проводника используется следующая формула:

R=p*L/S

где:
p – удельное сопротивление, приходящееся на единицу длины;
L – общая длина измеряемого участка;
S – площадь сечения.

Из формулы видно, что сопротивление, а, следовательно, и падение напряжения определяется длинной данного участка и площадью его поперечного сечения. Длинный и тонкий проводник обладает большим сопротивлением R. Чтобы его снизить – нужны толстые жилы со значительным поперечным сечением.

Производим расчет потери напряжения линии в случае с активной нагрузкой с помощью следующего выражения:

dU=I*R пров

Для того чтобы учесть комплексные потери на импедансе цепей переменного тока вводится поправка в виде коэффициента реактивности.

Обратите внимание: Все эти выкладки справедливы лишь для одной жилы.

В реальной ситуации кабель содержит несколько проводников, каждый из которых должен учитываться при калькуляции. При пользовании онлайн калькулятором потерь напряжения в предложенные формы потребуется ввести следующие параметры:

1. Общую длину провода.
2. Площадь сечения каждой из жил;
3. Значение потребляемой мощности;
4. Общее количество проводников;
5. Средний показатель температуры.

Также следует указать значение комплексного коэффициента COS Ф (он, как правило, выбирается из диапазона 0,94-0,98).

В результате вычислений онлайн калькулятор потерь напряжения выдаст следующие рабочие показатели:

• Величину потерь напряжения и мощности.
• Сопротивление участка кабеля.
• Реактивные потери в нем.

Также в итоговой форме должно появиться значение остаточного напряжения на комплексной нагрузке.

Расчет потерь напряжения в кабеле

Для того чтобы обеспечить подачу напряжения от распределительного устройства к конечному потребителю используются линии электропередач. Они могут быть воздушными или кабельными и имеют значительную протяженность.

Как и все проводники, они имеют сопротивление, которое зависит от длины и чем они протяжение, тем больше потеря напряжения.

И чем длиннее линия, тем потери напряжения будут больше. Т.е. напряжение на входе и в конце линии будет разное.

Чтобы оборудование работало без сбоев, эти потери нормируются. Они суммарно должны иметь значение, не превышающее 9%.

Максимальное понижение напряжение на вводе составляет пять процентов, а до самого удаленного потребителя не более четырех процентов. В трехфазной сети при трех или четырех проводной сети этот показатель не должен превышать 10%.

Симптомы снижения напряжения у потребителя

Если эти показатели не соблюдаются, конечные потребители не смогут обеспечить номинальные параметры. При снижении напряжения возникают следующие симптомы:

• Осветительные приборы, в которых используются лампы накаливания, начинают работать (светиться) в половину накала;
• При включении электродвигателей уменьшается пусковое усилие на валу. В результате чего двигатель не вращается, и как следствие происходит перегрев обмоток и выход из строя;
• Некоторые электроприборы не включаются. Не хватает напряжения, а другие приборы после включения могу выходить из строя;
• Установки, чувствительные к входному напряжению, работают нестабильно, так же могут не включаться источники света, у которых нет нити накаливания.

Передача электроэнергии производится по воздушным или кабельным сетям. Воздушные изготовлены из алюминия, а кабельные могут быть алюминиевыми или медными.

В кабелях кроме активного сопротивления имеется емкостное сопротивление. Поэтому потеря мощности зависит от длины кабеля.

Причины, приводящие к снижению напряжения

Потери напряжения в линии электропередач возникают по следующим причинам:

• По проводу проходит ток, который нагревает его, в результате увеличивается активное и емкостное сопротивление;
• Трехфазный кабель при симметричной нагрузке имеет одинаковые значения напряжения на жилах, а ток нулевого провода будет стремиться к нулю. Это справедливо если нагрузка постоянная и чисто активная, что в реальных условиях невозможно;
• В сетях, кроме активной нагрузки, имеется реактивная нагрузка в виде обмоток трансформатора, реакторов и т.п. и как следствие в них появляется индуктивная мощность;
• В результате сопротивление будет складываться из активного, емкостного и индуктивного. Оно влияет на потери напряжения в сети.

Потери тока зависят от длины кабеля. Чем он протяжение, тем больше сопротивление, а это значит, что и потери значительнее. Отсюда следует, что потери мощности в кабеле зависят от протяженности или длины линии.

Расчет значения потерь

Для обеспечения работоспособности оборудования необходимо произвести расчет. Он проводится в момент проектирования. Современный уровень развития вычислительной техники позволяет производить вычисления с помощью онлайн калькулятора, который позволяет быстро произвести расчет потерь мощности кабеля.

Для вычисления достаточно ввести необходимые данные. Задают параметры тока – постоянный или переменный. Материал линии электропередач – алюминий или медь. Указывают, по каким параметрам производится расчет потери мощности – по сечению или диаметру провода, току нагрузки или сопротивлению.

Дополнительно указывают напряжение сети и температуру кабеля (зависит от условий эксплуатации и способе прокладки). Эти значения подставляются в таблицу расчета и производят расчет с помощью электронного калькулятора.

Можно произвести расчет на основании математических формул. Чтобы правильно понять и оценить процессы, происходящие при передаче электрической энергии, применяют векторную форму представления характеристик.

А для минимизации расчетов трехфазную сеть представляют как три однофазные сети. Сопротивление сети представлено как последовательное подключение активного и реактивного сопротивления к сопротивлению нагрузки.

При этом формула расчета потери мощности в кабеле существенно упрощается. Для получения необходимых параметров используют формулу.

∆U= I*RL.

Эта формула показывает потерю мощности кабеля в зависимости от тока и сопротивления, распределенного по длине кабеля.

Однако, эта формула справедлива, если знать силу тока и сопротивление. Сопротивление можно вычислить по формуле. Для меди оно будет равно р=0,0175Ом*мм2/м, а для алюминия р=0,028Ом*мм2/м.

Зная значение удельного сопротивления вычисляют сопротивление, которое будет определяться по формуле

R=р*I/S, где р- удельное сопротивление, I-длина линии, S- площадь сечения провода.

Для того чтобы выполнить расчет потерь напряжения по длине кабеля, необходимо полученные значения подставить в формулу и произвести вычисления. Эти расчеты можно производить при монтаже электрических сетей или охранных систем и видеонаблюдения.

Если вычисления потери мощности не производить, то это может привести к снижению питающего напряжения потребителей. В результате произойдет перегрев кабеля, он может сильно нагревается, и как следствие происходит повреждение изоляции.

Что может привести к поражению людей электрическим током или короткому замыканию. Снижение напряжения в линии может привести к выходу их строя электронного оборудования.

Поэтому важно при проектировании электропроводки производить расчет потери напряжения в подводящих проводах и проложенном кабеле.

Методы сокращения потерь

Потери мощности можно сократить следующими методами:

• Увеличить сечение проводников. В результате снизится сопротивление, и потери уменьшатся;
• Снижение потребляемой мощности. Этот параметр не всегда можно изменить;
• Изменение протяженности кабеля.

Уменьшение мощности и изменение длины линии осуществить практически не возможно. Поэтому если увеличивать сечение провода без расчета, то на длинной линии это приведет к неоправданным затратам.

А это значит, что очень важно произвести расчет, который позволит правильно рассчитать потери мощности в кабеле и выбрать оптимальное значение сечения жил.

Расчет потерь напряжения в электрическом кабеле.

Онлайн калькулятор расчета потерь напряжения в электрическом кабеле.

Расчет потери напряжения | EDS

Во время передачи электроэнергии по проводам к электроприемникам ее небольшая часть расходуется на сопротивление самих проводов. Чем выше протекаемый ток и больше сопротивление провода, тем больше на нем будет потеря напряжения. Величина тока зависит от подключенной нагрузки, а сопротивление провода тем больше, чем больше его длина. Логично? Поэтому нужно понимать, что провода большой длины могут быть не пригодны для подключения какой-либо нагрузки, которая, в свою очередь, хорошо будет работать при коротких проводах того же сечения.

В идеале все электроприборы будут работать в нормальном режиме, если к ним подается то напряжение, на которые они рассчитаны. Если провод рассчитан не правильно и в нем присутствуют большие потери, то на вводе в электрооборудование будет заниженное напряжение. Это очень актуально при электропитании постоянным током, так как тут напряжение очень низкое, например 12 В, и потеря в 1-2 В тут будет уже существенной.

Чем опасна потеря напряжения в электропроводке? Отказом работы электроприборов при очень низком напряжении на входе.

В выборе кабеля необходимо найти золотую середину. Его нужно подобрать так, чтобы сопротивление провода при нужной длине соответствовало конкретному току и исключить лишние денежные затраты. Конечно, можно купить кабель огромного сечения и не считать в нем потери напряжения, но тогда за него придется переплатить. А кто хочет отдавать свои деньги на ветер? Давайте разберемся, как учесть потери напряжения в кабеле при его выборе.

Калькулятор в режиме онлайн позволяет правильно вычислить необходимые параметры, которые в дальнейшем сократят появление различного рода неприятностей. Для самостоятельного вычисления потери электрического напряжения вспомним физику и перейдем к небольшим формулам и расчетам.

Напряжение на проводе мы можем узнать по следующей формуле, зная его сопротивление (R, Ом) и ток нагрузки (I, А).

U=RI

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S, где

р – удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м;

l – длина провода, м;

S – площадь поперечного сечения провода, мм2.

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм2/м, и для алюминия р=0,028 Ом*мм2/м. Значения других металлов нам не нужны, так как провода у нас только с медными или с алюминиевыми жилами.

Небольшой пример расчета для медного провода:

Задача: подключить нагрузку в 3,3 кВм (I = 15А, U=220V) на расстоянии 50м медным кабелем сечением 2х1,5 мм2.

Не забываем, что ток “бежит” по 2-х жильному кабелю туда и обратно, поэтому “пробегаемое” им расстояние будет в два раза больше длины кабеля (50*2=100 м).

Потеря напряжения в данной линии будет:

U=(рl)/s*I=0,0175*100/1,5*15=17,5 В

Что составляет практически 9% от номинального (входного) значения напряжения (220V). Это довольно большая потеря напряжения, потому проводим аналогичный расчет для кабеля сечением 2,5 мм2 и получаем 4,7%. Согласно ПУЭ, отклонения напряжения в линии должны составлять не более 5%, следовательно это сечение подходит оптимально.

Так что если источник питания находится на довольно большом расстоянии от приемника,обязательно посчитайте потери напряжения в данной линии!

— Таймс Микроволновая печь

Параметры производительности продукта

Характеристики кабельной сборки

Значения являются расчетными номинальными характеристиками при 25 ° C. Фактические измеренные значения могут отличаться от расчетных значений, основанных на производственных допусках,
длина кабельной сборки, характеристики разъема, фактическая рабочая частота и точность измерения.

Калькулятор будет возвращать данные только для частот ниже частоты среза или fco кабеля. Предупреждение отображается при представлении данных
выше максимальной частоты, проверенной во время производственных испытаний кабеля.

Расчет допустимой мощности основан на работе в контролируемых условиях: 25 ° C, уровень моря, неподвижный воздух (естественная конвекция).Обработка мощности может быть ограничена выбором разъема. Если ваше приложение будет работать на высоких уровнях мощности, обратитесь в Times Application Engineering.
Представитель для дополнительной информации.

Микроволны101 | Расчет потерь в коаксиальном кабеле

Нажмите здесь, чтобы перейти к более точному расчету потерь металла для коаксиального кабеля!

Нажмите здесь, чтобы просмотреть вывод для потерь в коаксиальном кабеле из-за угла потерь

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу коаксиального кабеля

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу о потерях в линиях электропередачи

Нажмите здесь, чтобы перейти на страницу глубины кожи

Щелкните здесь, чтобы перейти к разделу Почему 50 Ом? стр.

Обязательно посетите нашу страницу с «более точным решением» о потере коаксиального кабеля из-за металла.На этой странице мы рассмотрим простую математику для расчета радиочастотных потерь коаксиальных линий передачи по частоте. На самом деле существует три механизма потерь, которые могут возникнуть в коаксиальном кабеле, каждый из которых описан ниже:

Расчет потерь коаксиального кабеля из-за металла

Коаксиальный кабель CATV

RG6: пример

Расчет потерь в коаксиальном кабеле из-за тангенса угла диэлектрических потерь

Расчет потерь из-за диэлектрической проводимости (теперь отдельная страница)

Для справки, на рисунке ниже определены два важных параметра коаксиального кабеля: D и d.Обратите внимание, что «D» — это внутренний диаметр внешнего проводника, а не его внешний диаметр!

Расчет потерь в коаксиальном кабеле из-за металла

Обновление сентябрь 2006 г . : мы добавили новую страницу, которая дает более точный расчет потерь металла в коаксиальном кабеле, который необходим в случае, если глубина скин-слоя НЕ мала по сравнению с размерами поперечного сечения коаксиального кабеля. В 99,99% расчетов потерь это, вероятно, просто эзотерическое упражнение, но мы в любом случае оставим его здесь для вас.

Ниже приведены «классические» потери из-за расчета металла, которые вы найдете в учебниках по СВЧ. Примечание: этот анализ предполагает, что глубина скин-слоя намного меньше диаметра центрального коаксиального проводника или толщины его внешнего проводника.

Расчет потерь в линии передачи из-за металла может быть выполнен в простом трехэтапном процессе:

1. Рассчитайте сопротивление проводников ВЧ полосе.
2. Рассчитайте Ом / длину геометрии.
3. Рассчитайте потерю / длину.Все эти величины являются функциями частоты.

Шаг первый: рассчитайте сопротивление листа RF. Это функция проницаемости и проводимости металла (помимо частоты):

Обратите внимание, что в уравнение можно легко подставить удельное сопротивление вместо проводимости. Щелкните здесь, чтобы узнать удельное сопротивление различных металлов. Не думайте, что внутренний и внешний проводники сделаны из одного металла, зачастую это не так!

Шаг второй: рассчитайте сопротивление на единицу длины.Мы рекомендуем вам использовать метры для длины, чтобы избежать путаницы, но вы можете использовать Potrzebies для всего, что нам небезразлично (произносится как po-SHEB-yas). Для коаксиального кабеля с внутренним диаметром «d» и внешним диаметром «D» проводника необходимо интегрировать сопротивление листа по «ширине» обеих цилиндрических поверхностей:

Сопротивление / длина = (ВЧ листовое сопротивление) / [(1 / πd) + (1 / πD)]

Расслабьтесь, эта интеграция потребовала не более 8-го класса! «Ширина» внутренней поверхности проводника равна πd, а внешней поверхности проводника — πD.Это решение предполагает, что как на внутреннем, так и на внешнем проводнике имеется пять толщин металла, каждый из которых состоит из одного металла в пределах этих пяти толщин поверхностного слоя, что обычно и имеет место. Вот что вы получите, если подключите R _RFSH и упростите:

Посмотрите, наше уравнение позволит вам использовать разные металлы для внутренних и внешних проводников, такого красивого зрелища мы не видели ни в одном учебнике! Или в ADS Agilent!

Последний шаг — разделить сопротивление / длину на (2Z ₀ ), чтобы получить потерю / длину (единицы — нэперы / длина.Чтобы преобразовать в дБ, умножьте Неперс на 8,686.

Весь шар воска сводится к следующему совершенно классному уравнению в замкнутой форме:

Примечание: Роджер указал на небольшую ошибку в приведенном выше уравнении в октябре 2009 года. Спасибо! И извините за неудобства всем остальным!

Теперь вы можете рассчитать потери / длину любого коаксиального кабеля, используя разные металлы для внутренних и внешних проводников. Сладкий! Вы можете пропустить три предложенных нами шага и перейти к делу.

Коаксиальный кабель CATV

RG6: пример

Примечание: в этом примере исследуются только потери металла, а не потери тангенса угла диэлектрических потерь …

Давайте возьмем коаксиальный кабель RG6 (который вы можете купить в Home Depot для подключения спутниковой антенны и т. Д.) В качестве примера и посмотрим, работает ли математика близко к измеренным данным. Примерно в 2006 году мы загрузили технический паспорт этого кабеля, чтобы использовать его в качестве справочного материала для расчетов.Вы можете видеть это здесь. Надеемся, CommScope не против! По данным этого поставщика, размеры RG6 составляют:

Внутренний проводник из плакированной медью стали 18 калибра (40,4 мил по шкале AWG)

Внешний диаметр диэлектрика 180 мил

Характеристическое сопротивление 75 Ом номинальное

Наружный провод — алюминиевая фольга.

Диэлектрический материал — пенополиэтилен. Полиэтилен сам по себе имеет ε _R = 2,25, но в этом случае он наполнен воздухом, чтобы облегчить его изгиб, поэтому мы не знаем, каков правильный ε _R (он должен быть где-то между 1 и 2.25, верно?

Давайте посчитаем. Мы знаем, что импеданс RG6 составляет 75 Ом, и он должен подчиняться уравнению коаксиального кабеля:

Решение для 75 Ом состоит в том, что пенополиэтилен ε _R равен 1,43.

Теперь рассчитаем сопротивление ВЧ-слоя внутреннего и внешнего проводников. Мы сделали это в электронной таблице в зависимости от частоты. Мы посмотрели проводимость меди и алюминия здесь и здесь. RG6 должен работать до 3 ГГц, поэтому мы проанализировали его до этой частоты.

Обратите внимание, что внутренний проводник имеет меньшее сопротивление листа. Это потому, что он обладает превосходной проводимостью меди, в то время как внешняя оболочка сделана из алюминия. Мы предполагаем, что медная оболочка на стальном центральном проводе составляет не менее 5 толщин скин-слоя в этой полосе частот … это предположение может быть оптимистичным на частотах МГц, но CommScope не указывает толщину покрытия в своих технических данных.

Теперь посчитаем сопротивление на единицу длины (Ом на метр).Здесь внутренний проводник дает наибольшее сопротивление (даже если он имеет лучшую проводимость), потому что его площадь поверхности намного меньше, чем у внешнего проводника. Спасибо Марату за исправление предыдущего утверждения!

Наконец, мы конвертируем в дБ / длину. Мы увеличили единицы длины до 100 футов, потому что большинство поставщиков кабелей в США указывают потери в кабеле RG6 следующим образом:

Так как же расчет сверился с реальными данными? Мы рассчитываем 5,85 дБ на 100 футов на частоте 1 ГГц, говорит поставщик 6.15 дБ. Этого достаточно для работы правительства! Частично это несоответствие могло быть связано с тем, что мы не учли эффект потерь тангенса угла диэлектрических потерь. Но наша загружаемая электронная таблица коаксиального кабеля сделает это за вас!

Возможный ярлык …

Эту информацию нам предоставил Хорхе, который работает на крупного оборонного подрядчика. Мы еще не пробовали. Он основан на устаревшей военной спецификации MIL-C-17.

Вместо расчета затухания в проводнике и диэлектрике по формулам на странице коаксиального кабеля, вы можете получить результаты, используя:

a = K1 x sqrt (F) + K2 x F (дБ / 100 футов)

Где K1 — постоянная резистивных потерь
K2 — постоянная диэлектрических потерь
Частота F в МГц

Просто разделите результат на 1200, количество дюймов в 100 футах., чтобы получить дБ / дюйм. K1 и K2 доступны в таблицах ослабления и регулирования мощности MIL-C-17.

Times Microwave ссылается на этот расчет на своем веб-сайте, но кажется, что это единственный поставщик кабеля, который его использует. Мы не смогли найти K1 и K2 для RG6, чтобы сравнить с расчетом потерь, который мы выполнили.

Удачи!

Расчет потерь коаксиального кабеля из-за тангенса угла диэлектрических потерь

Новое в октябре 2006 года: формулы для потерь в коаксиальном кабеле из-за тангенса угла потерь выведены на этой отдельной странице.

Потери из-за тангенса угла диэлектрических потерь вычислить довольно просто. Диэлектрическая проницаемость материала на самом деле является комплексным числом, поэтому эпсилон состоит из двух частей:

Спасибо Паоло за исправление этой формулы, двойное число эпсилон стоит в числителе, а не в знаменателе! Epsilon single-prime — это число, с которым мы обычно имеем дело, и оно не вызывает потерь, и в большинстве повседневных разработок вы не видите простое обозначение. Мнимое эпсилон с двойным простым числом является виновником.Инженеры в области СВЧ обычно имеют дело с соотношением между ними, которое называется , касательная дельта, или tanD (например, tan- dee ) для краткости. Если tanD равен нулю, потери из-за диэлектрика отсутствуют. Если он не равен нулю, это создает потери, которые пропорциональны частоте (обратно пропорциональны длине волны), как показано в уравнении ниже:

Обратите внимание, что в академической форме (см. Выше) результатом являются «натуральные» единицы Непер / метр. Кроме того, любые единицы измерения длины волны, которые вы предпочитаете использовать, будут сохранены при вычислении потерь, поэтому, если вы введете длину волны в сантиметрах, потери будут выражены в неперах / сантиметрах.

Чтобы прийти к «более инженерным» единицам децибел / метр, отметим, что один непер равен 8,68588 дБ (ровно 20 / ln (10)), а pi = 3,14159, тогда мы упрощаем:

На практике можно округлить константу до 27,3 и не потерять сон. Вот, пожалуй, более удобная формула для потерь в коаксиальном кабеле из-за тангенса угла потерь, когда вы вводите частоту в ГГц вместо длины волны:

Между прочим, этот расчет справедлив для любой линии передачи ТЕА, поэтому он одинаков для полосковой и прямой линии! Но для микрополосков это не сработает…

Обратите внимание, что диэлектрические потери пропорциональны частоте, тогда как потери в проводнике увеличиваются только на квадратный корень из частоты. Это возвращается к масштабированию — диэлектрические потери масштабируются по размеру и частоте, а потери в проводнике — нет. Уравнение потерь также говорит, что вы не можете уменьшить диэлектрические потери, изменив геометрию кабеля, как это можно сделать с потерями в проводнике. Единственный способ уменьшить его — использовать диэлектрик с очень низким тангенсом потерь или низкой диэлектрической проницаемостью. Например, тефлон (а.к.а. PTFE), который обычно используется в качестве диэлектрика, имеет тангенс угла потерь 0,0004. Чтобы проиллюстрировать пропорции проводников и диэлектрических потерь, с полужестким кабелем диаметром 0,141 дюйма с медными проводниками и тефлоновым диэлектриком потери в проводнике выше диэлектрических потерь на всем протяжении вплоть до частоты отсечки, хотя два вида потерь становятся примерно равными на частоте среза в этом примере.

Потери из-за диэлектрической проводимости постоянны по частоте и не зависят от геометрии!

Расчет потерь в кабельной линии

RF | Глобалстар Управление продуктами

В следующем техническом примечании описывается, как рассчитать ВЧ-затухание для ВЧ-кабелей.

Теория линейных потерь:

Из http://www.TimesMicrowave.com и http://www.bestfit.com…
Потери в линии складываются из потерь в проводнике (проводе) и потерь в изоляции (диэлектрике).
Потери в проводнике увеличиваются (очень близко) пропорционально (k1) квадратному корню из частоты, тогда как потери в изоляции возрастают (очень близко) прямо пропорционально (k2) частоте.

Общие потери согласованной линии на любой частоте задаются формулой
ML (дБ) = k1 * SQRT (Freq) + k2 * Freq
, где (в данном случае):

ML в дБ / 100 футов,
Freq в МГц и
k1, k2 зависят от характеристик линии.

Теория потери коннектора:

С http://www.Johnsoncomponents.com…

Connector_Loss_Factor x SqRt (Fghz)
Коэффициенты потерь для разъемов SMA:
0,06 для каждого прямого разъема
0,15 для каждого прямоугольного разъема

Потери в линии кабеля включают потери в разъеме на каждом конце. Например, потери в разъеме (дБ) для кабеля на частоте 1500 МГц с двумя прямыми штуцерами SMA будут:

0,06 SqRt (1,5) + 0,06 SqRt (1.5)

Значения k1 и k2:

Times Microwave, похоже, является единственным производителем кабелей, который предоставляет значения k1 и k2 (http://www.timesmicrowave.com/telecom/pdf/LMRGuide.pdf). Другие производители предоставляют только таблицы значений. Чтобы получить значения k1 и k2 для этих производителей, существует электронная таблица Excel, доступная в Интернете (www.bestfit.com), которая вычисляет наиболее подходящие значения k1 и k2 из табличных значений производителя. Эти рассчитанные коэффициенты позволяют достаточно точно спрогнозировать потери в кабеле, чтобы спрогнозировать потери в кабеле и, таким образом, определить, какой размер кабеля использовать для определенной длины.Однако прогнозы не всегда соответствуют действительности. Поэтому, поскольку характеристики кабеля имеют решающее значение для нашего приложения, мы всегда измеряем фактические потери в производимых кабелях, чтобы увидеть, насколько они соответствуют прогнозируемым потерям.

Расчет общих потерь в кабеле:

Наконец, для расчета кабеля можно использовать следующее уравнение:

Затухание в кабеле (дБ на 100 футов) на любой частоте = [k1 x SqRt (Fmhz)] + [k2 x Fmhz] + [Connector_Loss_Factor x SqRt (Fghz)]

Поскольку весь кабель имеет одинаковую частоту, вы можете сложить коэффициенты потерь в разъеме для двух концов и использовать комбинированное значение для коэффициента потерь в разъеме:

прямо-направо ==> 0.12
от прямого угла к правому углу ==> 0,21
от прямого угла к правому углу ==> 0,30

Значения k1 и k2, рассчитанные для кабелей Belden, составляют:

B7806A, k1 = 0,301087757, k2 = 0,001363041
B7808A, k1 = 0,219552992, k2 = 0,000442118
B7810A, k1 = 0,116944336, k2 = 0,000364839

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Что это означает и как учитывать в соединителях для стыковки

Чтобы оценить это эффективно, вам необходимо рассчитать вносимые потери (которые представляют собой потери сигнала, возникающие в кабеле).Вносимые потери также называются «затуханием» и выражаются в децибелах (дБ). На него влияет несколько факторов:

• Длина кабеля (чем больше длина, тем больше вносимые потери)
• Точки подключения (например, соединители, разветвители или стыки)
• Различия между передатчиками и приемниками в активном оборудовании

Если вносимые потери составляют 3 дБ / км на требуемой частоте, то вносимые потери будут примерно 0,3 дБ для кабеля длиной 100 м.

Отсюда, коэффициент вносимых потерь в точках подключения в канале. Эта информация основана на заводских испытаниях и предоставлена ​​производителем разъема. В настоящее время стандарты TIA гласят, что максимальные вносимые потери разъема должны составлять 0,75 дБ. (Разъемы на обоих концах канала также должны быть включены.)

Что касается сращивания, стандарты TIA в настоящее время утверждают, что максимальные вносимые потери сращивания должны составлять 0,3 дБ.(Качество сварки имеет значение! Плохо выполненное соединение или соединение с оконечной заделкой могут еще больше увеличить потери.)

Зачем рассчитывать бюджет убытков?

Сравните эти результаты с максимальными вносимыми потерями для вашего приложения — и не забудьте учесть будущие технологии, которые могут использовать кабель. В зависимости от вашего приложения существуют требования к максимальным вносимым потерям. Они обеспечивают передачу сигналов от одного конца кабеля к другому. Сложив предполагаемые средние убытки вместе, вы получите расчетный общий убыток.Знание этого числа на ранней стадии проекта помогает убедиться, что проектируемая кабельная система будет работать с каналом, по которому она будет использоваться. После установки рассчитанный бюджет потерь можно сравнить с результатами испытаний, чтобы убедиться в правильности установки.

При управлении бюджетом потерь в оптоволокне всегда следует оставлять некоторую свободу действий (запас на накладные расходы) для будущих реконфигураций или изменений.

Потери в кабеле обычно составляют наименьших вкладов в бюджет потерь.Наибольшие потери действительно происходят от разъемов. Даже если вы найдете кабель, который, как утверждается, предлагает самые низкие потери на рынке, общая производительность не зависит от затухания в кабеле — это касается системы в целом.

Рассмотрим, к примеру, автомобиль. Вы бы купили автомобиль с меньшим двигателем, чтобы добиться эффективности? Правда, у машины может быть двигатель меньшего размера, чем у всех ее конкурентов; однако, если он менее мощный и не обеспечивает наилучшего пробега, то какое значение имеет небольшой двигатель? При ближайшем рассмотрении это «ценностное предложение» не имеет особой ценности.

То же самое верно и в отношении вносимых потерь в кабеле. Вы можете выбрать кабель с наименьшими потерями, но на общий бюджет потерь влияет множество других факторов, и эти факторы имеют даже большее значение, чем затухание в кабеле.

Вносимая потеря для стыковых соединителей

При расчете бюджета потерь многие люди считают, что для стыковки разъемов требуется два расчета:

1. Потери на разъеме
2. Потери на стыке

В некоторых случаях это может быть правдой.Но высококачественные соединители сращивания учитывают и из этих чисел, обеспечивая одно общее число потерь, которое покрывает вносимые потери для всего соединителя (включая сращивание). Высококачественные соединители с меньшими потерями могут быть более экономичным способом контроля бюджета потерь по сравнению с покупкой дорогих кабелей с меньшими потерями.

Поскольку они используют сварочный аппарат, непрерывное соединение создается путем «сварки» (или, буквально, сплавления) жил волокна вместе — вместе с торцевой поверхностью соединителя с заводской заделкой.Результат: они предлагают лучшие характеристики вносимых потерь по сравнению с механическим соединением.

Хотите узнать больше о накладных соединителях Belden Fiber Express Fusion? Здесь вы найдете то, что вам нужно!

Калькулятор потерь в линии передачи

Калькулятор потерь в линии передачи

Форма ввода калькулятора

Справка TLLC

Существует набор связанных калькуляторов потерь в линиях передачи:

Обзор

Этот калькулятор вычисляет потери согласованной линии для линии передачи, используя
модель, откалиброванная на основе данных для типов линий передачи, встроенных в
калькулятор.Он также дает оценку несоответствия потерь, если несоответствие
указано. Несоответствие можно указать как:

• полное сопротивление на стороне нагрузки линии;
• допуск на нагрузочном конце линии;
• полное сопротивление при взгляде на линию от источника;
• пропускная способность, смотрящая в линию от источника;
• КСВН на исходном конце линии;
• КСВН в средней точке линии; или
• КСВН на стороне нагрузки линии; или
• конец нагрузки VSWR — плохой случай Zload (Zload = Ro / VSWR).

Расчет потерь с использованием КСВН является приближением, которое разумно
точен на длинных линиях с низким КСВ и низкими потерями. Методы, использующие
сопротивление нагрузки или просмотр линии дают точные ответы и являются
единственный способ получить достаточно точные ответы с высоким КСВ или короткими линиями.

Модели для большинства линий от опубликованных производителей
спецификации, и зависят от качества этих данных для их
точность.

Модели для типовых открытых проводных линий представляют собой теоретические значения для воздуха.
диэлектрические линии.Есть несколько общих типов, производных от ARRL.
справочные таблицы и ориентировочный рисунок на шнуре Zip. В каждом случае
Форма результатов определяет источник данных.

Модель, используемая для потерь согласованной линии на длине линии:

\ [Потеря = (k_0 + k_1 \ sqrt f + k_2 f) l \]

Решение для k1 и k2 ошибки наименьших квадратов было найдено для набора
опубликованные значения затухания для каждого из типов линий передачи, а также
параметры загружаются в таблицу базы данных, лежащую в основе калькулятора.Данные
точки на низких частотах, которые не подходят для указанной выше модели,
Исключенный.

Калькулятор также вычисляет оценку комплексной характеристики
импеданс, подразумеваемый моделью потерь, номинальное Ro и коэффициент скорости с использованием
Модель RLGC. Модель предполагает:

• R пропорционально квадратному корню из частоты;
• L — постоянная;
• G пропорционален частоте; и
• C — постоянная.

Реализация Lint хороша для коаксиального кабеля на частотах, где есть хорошо
развитый скин-эффект.

Это разумные предположения для большинства практических линий передачи с
однородные проводники до 100 кГц, в зависимости от линии
строительство. Линии передачи, в которых используются неоднородные проводники, например
плакированная медью сталь, плакированная медью сталь с серебряным покрытием, не соответствует потерям
модель на низких частотах, где внешний слой проводника меньше, чем
небольшая глубина кожи по толщине.Калькулятор показывает самую низкую частоту, на которой
модель потерь основана ( Диапазон частот исходных данных модели потерь ), и
результаты с этой частотой и, возможно, выше нее, должны быть достаточно точными.
Результаты могут быть использованы ниже этой частоты в зависимости от конструкции кабеля,
например, модель потерь для стандартного кабеля RG6, основанная на данных выше 20 МГц, может
быть вполне пригодным для предсказания более низких частот при условии, что центральный проводник
медь или имеет достаточную толщину меди.(См. Примечания по моделированию потерь.) Пользователи должны установить
достоверны ли экстраполированные результаты (т.е. вне диапазона частот модели).

TLLC не пытается моделировать переходную область между DC и
частоты, на которых полностью проявляется скин-эффект.

Рис. 1 показывает смоделированные (RLGC) потери (красная линия) в сравнении с используемыми точками данных.
для регрессии (синие ромбы) для Belden 8262 (коаксиальная линия типа RG58C / U).

На рис. 2 показано смоделированное Ro (резистивная составляющая Zo) Belden 8262.
против частоты.

Рис. 3 показывает смоделированный Xo (реактивный компонент Zo) Belden 8262 против
частота.

Реализация

Калькулятор включает эту страницу и страницу результатов, которые написаны на php.
и включить некоторые сценарии Java.Страницы относятся к таблице линий передачи
параметры в mysql. Данные линии передачи полностью хранятся в базе данных
таблица, а добавление новых линий передачи — это просто вставка строк в
таблица базы данных.

Параметры линии передачи были разработаны в многомерной линейной
модели регрессии на Perl и загружаются в таблицу базы данных.

Банкноты

Данные «Generic open (19 / 1.3)» представляют собой теоретические потери для котла с воздушным зазором.
линия аналогична по размерам лестнице и немного вернет данные о потерях
лучше, чем сухая лестница.0,5), что является разумным предположением, если проводник однородный.
на глубину в несколько раз больше глубины кожи. Это предположение может быть неверным
на очень низких частотах для гальванических проводов (луженая медь, покрытая медью
стальные), многослойные или плакированные (плакированные медью алюминиевые, медные сварные).

G

G — это полное сопротивление шунта и обычно считается результатом потерь в
диэлектрический материал. Модель предполагает, что G пропорциональна частоте
(R = k2 * f), что является разумным предположением для большинства диэлектриков, используемых для низких потерь.
кабели.В идеале G будет зависеть от диэлектрической проницаемости (ε) и диэлектрического коэффициента (D
или tan (δ)), однако кажется, что смоделированный G иногда выше, чем тот, который
предлагает другой вклад в G. Диэлектрики, используемые в кабелях с низкими потерями.
обычно имеют очень низкие потери, коэффициент диэлектрических потерь очень мал.
и, как ни странно, чувствительна к качеству в процессе производства.

Несоответствие потерь

Несогласованные потери или потери из-за стоячих волн могут быть точно определены
зная постоянную распространения (γ) линии и комплексное отражение
коэффициент (Γ) в известной точке на прямой.Приближение рассогласования
потери можно сделать, используя постоянную распространения (γ) и КСВН (который зависит только от
от величины комплексного коэффициента отражения (Γ), который в разумных пределах
точен только на линиях средней длины с низким КСВ и низкими потерями.

Использование k1 и k2 в других программах

Многие другие программы используют тот же тип модели для линии передачи
потеря. Когда mismatch = None, калькулятор отображает значения k1 и k2.
на основе расстояния в метрах и частоты в Гц, а C1 и C2 на основе
метров и ГГц.

Чтобы использовать значения k1 и k2 в других калькуляторах, вам может потребоваться
отрегулируйте значения.

Ошибки

Калькулятор работает с точностью, превышающей вероятную точность
модель или исходные данные. Результаты не могут быть лучше, чем точность
источник данных.

Калькулятор выводит модель RLGC из данных о потерях, и все рассчитанные
значения последовательно выводятся из этой модели RLGC.

Точность методики моделирования зависит от соблюдения заявленных
предположения и точность указанных данных.

Производственные допуски линии передачи являются наиболее вероятной причиной
наибольшая ошибка для новых линий передачи, и для тех, которые были в
обслуживание, ухудшение (например, попадание воды, загрязнение диэлектрика, физическое
искажение, растяжение, раздавливание и т. д.) является дополнительным потенциальным источником
существенная ошибка.

Окно результатов

Результаты отображаются в отдельном окне. Каждый экземпляр калькулятора
использует собственное окно вывода, поэтому различные сценарии можно исследовать в отдельных
экземпляры калькулятора в браузере, и они будут возвращать результаты в отдельных
окна результатов.Переключатель «Новое окно результатов для каждого расчета» на калькуляторе.
form приведет к появлению новых результатов в новом окне результатов. Если окно калькулятора
обновляется, результаты будут записаны в новое окно результатов.

V1.01. 27.07.2001. Используйте на свой страх и риск, без гарантии
любая цель. Не полагайтесь ни на какие результаты без независимой проверки.

© Авторское право:
Оуэн Даффи 1995, 2021. Все права защищены. Заявление об ограничении ответственности.

Расчет длины кабеля, емкости кабеля C и частоты среза затухание в кабеле демпфирование высоких потерь микрофон емкость кабеля микрофона провода емкость XLR

расчет длины кабеля, емкости кабеля C и частоты среза затухание кабеля затухание высоких частот демпфирование потерь микрофона емкость кабеля микрофона емкость XLR — sengpielaudio Sengpiel Берлин

Расчет частоты среза высоких частот f _c кабеля

Другой часто задаваемый вопрос — какой длины может быть микрофонный кабель,
без потери высоких частот?

Длина кабеля или длина линии

Расчет длины кабеля при ослаблении высоких частот 3 дБ

Емкость C, частота f и емкостное реактивное сопротивление XC

Преобразование футов в метры и наоборот
для U.Только S.A. Лучше метрику — как и весь мир.

Кабели, провода и проводка — Преобразование диаметра в площадь поперечного сечения

Методы измерения вносимых потерь | Anritsu America

Мастер сайта

Введение

Производительность системы линии передачи данных играет важную роль в зоне покрытия беспроводной сети.Измерение вносимых потерь — одно из критических измерений, используемых для анализа прокладки линии передачи и качества работы. В этом примечании к применению объясняется, как Site Master используется для измерения вносимых потерь в кабеле с помощью различных методов тестирования и как предсказать максимально допустимые вносимые потери в кабеле с помощью ручных расчетов.

В системах беспроводной связи передающая и приемная антенны подключены к радиостанции через коаксиальный кабель и / или волноводные линии передачи (рисунок 1).

Вносимые потери измеряют энергию, поглощаемую линией передачи в направлении пути прохождения сигнала, в дБ / метр или дБ / фут. Потери в линии передачи зависят от типа кабеля, рабочей частоты и длины кабельной трассы. Вносимые потери кабеля зависят от частоты; чем выше частота, тем больше потери.

Измерения вносимых потерь помогают устранять неполадки в сети, проверяя прокладку кабеля и его характеристики. Высокие вносимые потери в фиде или перемычках могут способствовать снижению производительности системы и потере покрытия.Измерение вносимых потерь с помощью Site Master обеспечивает точные и повторяемые измерения.

1.1 Проблемные кабели, разъемы и антенны являются основными источниками
Проблемы сотового сайта

Более шестидесяти процентов проблем типичной сотовой сети вызваны неисправными кабелями, разъемами и антеннами. Неисправен
компоненты являются основным источником общей деградации антенны и могут привести к обрыву вызовов. Это оказывает давление на
полевой техник, который должен устранить проблему, сводя к минимуму любые задержки в работе системы.Быстрое устранение неполадок
и выявление этих проблем предлагает поставщикам услуг возможность повысить качество при одновременном снижении затрат — важная
отличительный фактор для любой компании, работающей на сегодняшнем высококонкурентном рынке беспроводной связи. Однако при поиске и фиксации
решение этих проблем, особенно без правильного оборудования, может оказаться сложной задачей, требующей много времени. Традиционно это
Было проще просто заменить подозреваемый кабель или компонент антенной системы.

Эта задача дополнительно усложняется необходимостью непрерывного выполнения калибровки КИПиА с использованием таких методов, как
Метод калибровки с разомкнутой и короткой нагрузкой (OSL), каждый раз, когда происходит изменение либо начальной частоты, либо конечной частоты —
действие, которое сделало бы калибровку недействительной.Несмотря на трудности, калибровка необходима, чтобы поддерживать
целостность любого измерения.

2.0 Выявление неисправных кабелей и компонентов антенной системы

Функция широкополосной калибровки Anritsu Cell Master и Site Master FlexCal ™ — это метод калибровки на основе OSL. Это
предлагает выездным техникам простой и удобный способ поиска и устранения неисправностей и выявления неисправных компонентов антенной системы
потому что это устраняет необходимость в калибровке нескольких инструментов и настройках калибровки.Теперь выездные техники могут
выполнить широкополосную калибровку и изменить
частотный диапазон после калибровки без необходимости
откалибровать прибор заново. Увеличение / уменьшение
возможность доступна для возвратных потерь, потерь в кабеле или
КСВН режим. Потому что разрешение и максимум
расстояние зависят от частотного диапазона, поля
техники — в режиме DTF — могут даже изменить
частотный диапазон для получения желаемого разрешения неисправностей
и горизонтальный диапазон, необходимый для измерения
без проведения дополнительных калибровок.

Site Master имеет диапазон измерений от 25 до
4000 МГц. Когда выбран FlexCal, Мастер сайта
откалиброван от 25 до 4000 МГц. FlexCal имеет то же самое
точность как метод калибровки OSL для этого
частотный диапазон. Для диапазонов частот, отличных от 25 до
4000 МГц, погрешность измерения может уменьшиться
незначительно из-за интерполяции данных калибровки. Следовательно,
рекомендуется выполнить еще один OSL
калибровка для получения максимально возможных измерений
точность, когда данные будут использоваться для архивирования и
составление отчетов.

Проверить вводимые потери кабеля от уровня земли

Методы измерения

На этапах развертывания сети, технического обслуживания и устранения неисправностей вносимые потери можно измерить, отсоединив антенну и подключив замкнутый короткозамкнутый элемент на конце линии передачи. Если усилитель, устанавливаемый на башне (TMA), используется в системе линии передачи, лучше всего удалить TMA и антенну из конфигурации системы, чтобы выполнить измерение вносимых потерь.Лучше всегда отключать кабель в одном и том же месте, чтобы измеренные данные можно было сравнить с историческими данными для обеспечения точности и повторяемости.

С помощью Site Master можно измерить вносимые потери в кабеле в режимах CABLE LOSS или RETURN LOSS. В режиме потери в кабеле Site Master автоматически учитывает сигнал, распространяющийся в обоих направлениях, что упрощает измерения для пользователя в полевых условиях.

В следующем разделе объясняется процедура измерения вносимых потерь в режиме потерь в кабеле и режиме обратных потерь.Необходимые измерительные установки и оборудование одинаковы для обоих режимов.

Рисунок 1. Типовая система линий передачи

Измерение вносимых потерь с помощью КАБЕЛЯ

Необходимое оборудование

• Site Master Model S11xx, S33xx или S251x
• Precision Open / Short, Anritsu 22N50 или Precision Open / Short / Load, Anritsu OSLN50LF
• Прецизионная нагрузка, Anritsu SM / PL
• Удлинительный кабель тестового порта, Anritsu 15NNF50-1.5C
• Дополнительный адаптер 510-90, от постоянного тока до 7,5 ГГц, 50 Ом, 7/16 (розетка) -N (вилка)

Настройка измерения вносимых потерь

Схема измерения вносимых потерь для типичной системы линии передачи данных показана на рисунке 2. Снимите антенну и подключите замкнутый прецизионный «короткий» конец линии передачи.

Если усилитель, установленный на башне (TMA), находится в системе линии передачи, снимите TMA и антенну и подключите замкнутый короткозамыкатель на конце линии передачи.Измерение вносимых потерь для системы линии передачи с усилителем, установленным на опоре, показано на рисунке 3.

Рисунок 2. Схема измерения вносимых потерь после снятия антенны.

Рис. 3. Схема измерения вносимых потерь при нахождении TMA на линии.

Процедура

• Шаг 1. Включите Site Master и нажмите кнопку MODE.
• Шаг 2. Выберите FREQ-CABLE LOSS с помощью клавиш со стрелками вверх / вниз и нажмите ENTER.
• Шаг 3. Установите начальную и конечную частоты F1 и F2. Например, F1 = 750 МГц и F2 = 850 МГц для типичной полосы частот сотовой связи.
• Шаг 4. Подключите удлинительный кабель фазостабильного тестового порта к ВЧ-порту.
• Шаг 5. Откалибруйте Site Master на конце удлинительного кабеля фазостабильного тестового порта. (Подробности см. В разделе «Калибровка ведущего узла с помощью удлинительного кабеля фазостабильного тестового порта».)
• Шаг 6. Отсоедините антенну и подключите прилагаемый прецизионный «короткий» конец линии передачи.
• Шаг 7. Подключите другой конец линии передачи к фазоустойчивому кабелю Site Master. Трасса будет отображаться на экране, когда Site Master находится в режиме непрерывного сканирования.
• Шаг 8. Нажмите кнопку AMPLITUDE и установите значения TOP и BOTTOM дисплея. На рисунке 4 верхний предел установлен на 2 дБ, а нижний предел установлен на 5 дБ.
• Шаг 9. Нажмите кнопку МАРКЕР.
• Шаг 10. Установите M1 на МАРКЕР НА ПИК.
• Шаг 11.Установите M2 на МАРКЕР ДО ДОЛИНЫ.
• Шаг 12. Рассчитайте вносимые потери путем усреднения значений M1 (МАРКЕР ДО ПИК) и M2 (МАРКЕР ДО ДОЛИНЫ) следующим образом:

• Шаг 13. Нажмите СОХРАНИТЬ ДИСПЛЕЙ, введите имя кривой с помощью программных клавиш и нажмите ENTER. Для исторической документации рекомендуется сохранить отображение. Сохраненные кривые можно использовать в будущем для сравнения, проверки или подтверждения изменений в характеристиках фидерной линии передачи.

Рисунок 4.Типичное отображение вносимых потерь в режиме потерь в кабеле.
В режиме потерь в кабеле Site Master автоматически учитывает путь прохождения сигнала в обоих направлениях при расчете вносимых потерь в кабеле. Таким образом, при измерениях вносимых потерь в кабеле рекомендуется использовать режим потерь в кабеле.

Рис. 5. Типичное отображение вносимых потерь в режиме обратных потерь.

Измерение вносимых потерь в РЕЖИМЕ ВОЗВРАТНОЙ ПОТЕРЬ.

• Шаг 1. Включите Site Master и нажмите кнопку MODE.
• Шаг 2. Выберите FREQ-RETURN LOSS с помощью клавиш со стрелками вверх / вниз и нажмите ENTER.
• Шаг 3. Установите начальную и конечную частоты F1 и F2. Например, F1 = 750 МГц и F2 = 850 МГц для типичной полосы частот сотовой связи.
• Шаг 4. Подключите удлинительный кабель фазостабильного тестового порта к ВЧ-порту.
• Шаг 5. Откалибруйте Site Master на конце удлинительного кабеля фазостабильного тестового порта. (Подробности см. В разделе «Калибровка ведущего узла с помощью удлинительного кабеля фазостабильного тестового порта».)
• Шаг 6. Отсоедините антенну и подключите прилагаемый прецизионный «короткий» конец линии передачи.
• Шаг 7. Подключите другой конец линии передачи к фазоустойчивому кабелю Site Master. Трасса будет отображаться на экране, когда Site Master находится в режиме непрерывного сканирования.
• Шаг 8. Нажмите кнопку AMPLITUDE и установите значения TOP и BOTTOM дисплея. На рисунке 5 верхний предел установлен на 4 дБ, а нижний предел установлен на 10 дБ.
• Шаг 9. Нажмите кнопку МАРКЕР.
• Шаг 10. Установите M1 на МАРКЕР НА ПИК.
• Шаг 11. Установите M2 на МАРКЕР ДО ДОЛИНЫ.
• Шаг 12. Вычислите вносимые потери, усреднив значения M1 (МАРКЕР ДО ПИК) и M2 (МАРКЕР ДО ДОЛИНЫ) и разделив их на два следующим образом:

• Шаг 13. Нажмите СОХРАНИТЬ ДИСПЛЕЙ, введите имя кривой с помощью программных клавиш и нажмите ENTER.

Калибровка Site Master с помощью удлинительного кабеля для тестового порта стабильной фазы

Удлинительный кабель фазостабильного тестового порта используется в качестве удлинительного кабеля для тестового порта Site Master и обеспечивает точные и повторяемые измерения.Фазостабильный кабель можно перемещать и сгибать во время измерения, не вызывая ошибок измерения. Когда кабели низкого качества используются в качестве удлинительного кабеля тестового порта, при перемещении кабеля в измерения будет внесена большая ошибка.

Для получения точных результатов Site Master следует откалибровать при температуре окружающей среды перед выполнением любых измерений. Site Master необходимо повторно откалибровать всякий раз, когда изменяется частота настройки, температура превышает диапазон температур калибровки или когда удлинительный кабель тестового порта удаляется или заменяется.

Подключите удлинительный кабель фазостабильного тестового порта к ВЧ-порту Site Master. Site Master с комбинацией фазостабильных кабелей можно откалибровать вручную с помощью прецизионных компонентов «Открытие, замыкание и нагрузка» (OSL) (рис. 6) или с помощью модуля InstaCal®. Здесь объясняется ручная калибровка. Для процедуры InstaCal обратитесь к руководству пользователя Site Master.

Примечание. Модуль InstaCal несовместим с моделью Site Master S251C.

Рисунок .Калибровка на конце удлинительного кабеля тестового порта фазовой стабилизации.
Примечание: Для измерений в кабеле с потерей одного порта Site Master S251C требует калибровки только одного порта.
Примечание. Если от тестового порта отсоединить кабель стабилизации фазы, калибровка недействительна.

Процедура ручной калибровки

• Шаг 1. Включите Site Master.
• Шаг 2. Выберите подходящий частотный диапазон.
• Шаг 3. Подключите удлинительный кабель фазостабильного тестового порта к ВЧ-порту.
• Шаг 4. Нажмите кнопку START CAL. На дисплее появится сообщение «Подключитесь к порту RF OUT или подключите модуль InstaCal и нажмите ENTER».
• Шаг 5. Подключите ОТКРЫТЫЙ прецизионный калибровочный компонент к концу удлинительного кабеля тестового порта. Нажмите клавишу ENTER.
• Шаг 6. Появится сообщение «Измерение ОТКРЫТО», а после измерения появится сообщение «Короткое соединение с RF OUT».
• Шаг 7. Удалите «открытый» и подключите «короткий» прецизионный калибровочный компонент к удлинительному кабелю тестового порта.Нажмите клавишу ENTER.
• Шаг 8. Появится сообщение «Измерение КОРОТКОЕ», а после измерения появится сообщение «Подключите ТЕРМИНАЦИЮ к RF OUT».
• Шаг 9. Удалите «короткое замыкание» и подключите «прецизионный терминатор» к концу удлинительного кабеля тестового порта. Нажмите клавишу ENTER.
• Шаг 10. Появится сообщение «Измерение ПРЕКРАЩЕНИЯ». После измерения сообщение «CAL OFF» изменится на «CAL ON» в верхнем левом углу дисплея.
• Шаг 11. Снимите прецизионную заглушку с удлинительного кабеля текстового порта.

Расчет вносимых потерь в линии передачи

Кабели имеют разные вносимые потери на разных частотах. Например, затухание LDF4-40A на частоте 1 ГГц составляет 0,022 дБ / фут (0,073 дБ / м), а на частоте 2 ГГц — 0,0325 дБ / фут (0,107 дБ / м). По мере увеличения частоты или длины кабельной трассы величина вносимых потерь в кабеле увеличивается.

Чтобы убедиться, что измерения вносимых потерь в кабеле являются разумными, ожидаемые вносимые потери можно рассчитать вручную, используя следующую процедуру:

• Рассчитайте предполагаемые наихудшие потери каждого компонента в системе линий передачи.
• Сложите все расчетные наихудшие потери компонента вместе, чтобы рассчитать общие вносимые потери в системе линий передачи.

Например:

Сравните измеренные вносимые потери с расчетными вносимыми затуханиями, чтобы проверить характеристики линии передачи.Измеренные вносимые потери в кабеле должны быть ниже расчетных вносимых потерь в кабелях.

Сводка

Предпочтительный метод измерения вносимых потерь в кабеле с помощью Site Master — это режим потерь в кабеле. В режиме потерь в кабеле автоматически учитывается сигнал, распространяющийся в обоих направлениях, что упрощает измерение вносимых потерь в кабеле в полевых условиях. Измеренные вносимые потери всегда следует сравнивать с расчетными потерями для проверки точности, что обеспечивает производительность линии передачи.Расчетные вносимые потери обычно являются «наихудшим сценарием».

Вносимые потери в кабеле может быть трудно измерить на слишком длинных кабелях или кабелях с большими потерями. Когда вносимые потери в кабеле превышают 20 дБ, их будет сложно измерить.

.