Антенно-фидерные устройства

Одним из наиболее важных компонентов любой системы радиосвязи являются антенно-фидерные устройства. Для обработки и передачи сигналов между приемопередающей аппаратурой и антеннами применяют комплекс высокочастотных устройств, в состав которого могут входить кабели, дуплексные фильтры, полосовые и режекторные фильтры, сумматоры и разветвители, приемные распределительные панели, комбайнеры и т.д.

Дальность и качество связи во многом определяется типом антенно-фидерных устройств. Грамотная спроектированная, подобранная, настроенная и установленная антенно-фидерная система поможет увеличить эффективность любой системы радиосвязи.

Для проектирования антенно-фидерной системы необходима следующая информация:

Диапазон рабочих частот
Количество каналов или выделенных частот
Какой вид связи будет использован (сисмплекс, дуплекс, полудуплекс)
Разнос частот между приемом и передачей (в случае дуплекса и полудуплекса)
Шаг сетки частот между каналами (в случае многоканальной системы)
Характеристика места установки антенн
Высота установки антенн
Расстояние между антенной и местом установки оборудования
Количество и ориентировочные частоты других радиопередающих устройств, работающих рядом с местом установки антенн проектируемой системы

Антенны служат для излучения и приема электромагнитных волн. Основными параметрами антенны являются: частотный диапазон, диаграмма направленности (ДН), коэффициент усиления, полоса рабочих частот, волновое сопротивление.

В классе базовых антенн с круговой ДН наиболее популярны дипольные антенны. Отличительной особенностью этих антенн является высокая надежность, широкая полоса пропускания, простота крепления, возможность установки нескольких антенн на одной мачте, компактность при транспортировке. Максимальный коэффициент усиления антенны зависит от количества диполей.

Конструкция антенны такова, что установка устройств грозозащиты не требуется, так как антенна по постоянному току является короткозамкнутой.

Антенны с максимальным коэффициентом усиления (9дБ) используются в составе оборудования базовых станций традиционных и транкинговых систем связи. Для абонентских станций, устанавливаемых стационарно, можно использовать более простые антенны с меньшим усилением.

Комбайнеры служат для объединения сигналов от нескольких передатчиков в одной антенне. В зависимости от типа устройств, применяемых для объединения сигналов передатчиков, комбайнеры делятся на объемно-резонаторные и гибридные.

В комбайнерах первого типа развязка между передатчиками и объединение сигналов осуществляется при помощи полосовых фильтров, выполненных на объемных резонаторах.

Комбайнеры на объемных резонаторах характеризуются низкими энергетическими потерями. Необходимо отметить, что использование объемно-резонаторных комбайнеров возможно только при определенном разносе частот передатчиков. Минимально допустимый разнос в диапазоне VHF составляет 125 кГц, в диапазоне UHF - 275 кГц.

В гибридных комбайнерах объединение сигналов осуществляется при помощи гибридных сумматоров. При использовании гибридных комбайнеров не предъявляется жестких требований к разносу частот передатчиков, который может быть практически любым.

Основной недостаток комбайнеров этого типа - высокие потери (почти в два раза больше, чем в комбайнерах на объемных резонаторах). В случае переменного разноса частот передатчиков можно использовать смешанные комбайнеры.

Распределительные панели обеспечивают параллельную работу от одной антенны нескольких приемников без потери чувствительности и компенсируют потери в антенном кабеле. Усилитель распределительной панели разрабатывается с учетом высокой перегрузочной способности и не входит в насыщение при мощных помехах от работающих рядом передатчиков.

Преселекторы обеспечивают фильтрацию сигнала на входе приемника. Установка преселектора необходима в тех случаях, когда приемная антенна установлена в месте с высоким уровнем радиочастотных помех или в непосредственной близости от большого числа работающих радиопередатчиков.

Дуплексные фильтры обеспечивают одновременную работу приемника и передатчика на одну антенну и применяются в дуплексных и полудуплексных системах связи.

Основными параметрами дуплексного фильтра являются частотный диапазон, минимально допустимый дуплексный интервал, вносимые потери. Дуплексные фильтры бывают двух типов: полноразмерные на объемных резонаторах и компактные.

Дуплексные фильтры на объемных резонаторах обеспечивают возможность работы при минимальном разносе частот приема и передачи. Объемно-резонаторные дуплексные фильтры характеризуются малыми потерями и возможностью перестройки частот приема и передачи в широком диапазоне.

Небольшие размеры компактных дуплексных фильтров позволяют использовать их с мобильными станциями или устанавливать внутри корпуса ретранслятора.

Компактные дуплексные фильтры характеризуются фиксированным оптимальным дуплексным интервалом (VHF-4.5 МГц, UHF-5 МГц) и несколько большими, по сравнению с объемно-резонаторными дуплексными фильтрами, вносимыми потерями.

В частотных диапазонах, выделенных для организации систем наземной подвижной радиосвязи, в качестве направляющих систем для передачи сигнала применяются коаксиальные кабели.

Основной характеристикой кабеля является вносимое затухание на единицу длины, которое зависит от рабочей частоты, диаметра кабеля и типа заполняющего его диэлектрика.

Таким образом, выбор того или иного типа кабеля определяется диапазоном рабочих частот и расстоянием от антенны до аппаратуры. Желательно, чтобы затухание в кабеле не превышало 6 дБ.