Оснащение производства
Промышленный контроль
Лаборатория и Тестирование
Связь и Телекоммуникации
Безопасность и Спецтехника
Энергетика и Электротехника
Корзина 
Что такое направленный ответвитель
Направленный ответвитель — пассивный узел с четырьмя портами, который отводит заданную долю мощности из основной линии в боковой порт и при этом различает направление волны. Основная часть мощности проходит со входа на выход почти без потерь, а в связанный порт попадает её небольшая доля — например, одна десятая при переходном ослаблении 10 дБ. Волна, идущая в обратном направлении, в этот порт почти не попадает: она уходит в четвёртый, изолированный порт.
Отсюда два применения. Первое — распределение мощности: в распределённой антенной системе ответвитель отдаёт в отвод ровно столько, сколько нужно ближней антенне, а основную мощность пропускает дальше по линии. Второе — измерения: по отводу контролируют мощность передатчика, а по паре отводов падающей и отражённой волны — КСВН антенно-фидерного тракта, не разрывая его.
Как работает направленный ответвитель
В коаксиальном ответвителе рядом с основной линией на длине около четверти волны проходит связанная линия. Энергия переходит в неё одновременно через электрическое и магнитное поле; для волны одного направления эти вклады складываются в одном конце связанной линии и взаимно гасятся в другом. Поэтому отвод и «чувствует» направление. Кольцевые и микрополосковые ответвители устроены по тому же принципу, а в волноводной технике связь делают через отверстия в общей стенке — об этом в статье о волноводном направленном ответвителе.
Ключевые параметры
| Параметр | Что означает | Пример из карточек |
|---|---|---|
| Переходное ослабление (связь) | Насколько сигнал в отводе слабее входного | 5–40 дБ по исполнению |
| Вносимые потери | Сколько теряется на проходе вход → выход | ≤ 1,75 дБ при связи 6 дБ, ≤ 0,4 дБ при 30 дБ |
| Развязка | Насколько обратная волна ослаблена в отводе | от 18 до 50 дБ |
| Направленность | Развязка минус переходное ослабление | ≥ 16–18 дБ |
| Допуск связи | Насколько реальная связь отличается от номинала | ±0,5…±4,0 дБ |
| КСВН и мощность | Согласование и допустимая средняя мощность | ≤ 1,25–1,35; 50–300 Вт |
| Интермодуляция (PIM) | Помехи от нелинейности в многоканальном тракте | ≤ −155…−160 дБн |
Как читаются эти строки в характеристиках любого ВЧ-узла, разобрано в статье про КСВН, ослабление и развязку, природа интермодуляции — в статье что такое PIM.
Переходное ослабление и потери на проходе
Мощность, ушедшая в отвод, теряется для основной линии. Доля в отводе равна 10−C/10, где C — переходное ослабление в децибелах, а идеальные потери на проходе — −10·lg(1 − 10−C/10). К ним добавляются собственные потери в проводниках и диэлектрике.
| Связь | В отвод | Идеальные потери на проходе | Пример из серии |
|---|---|---|---|
| 6 дБ | 25% | 1,25 дБ | НО-6-136/174-N: ≤ 1,75 дБ |
| 10 дБ | 10% | 0,46 дБ | НО-10-136/174-N: ≤ 0,8 дБ |
| 20 дБ | 1% | 0,04 дБ | НО-20-136/174-N: ≤ 0,4 дБ |
| 30 дБ | 0,1% | 0,004 дБ | НО-30-136/174-N: ≤ 0,4 дБ |
Видно, что слабая связь (20–30 дБ) почти не нагружает линию — её используют для измерений. Сильная связь (5–7 дБ) отдаёт в отвод заметную часть мощности — её используют для распределения в DAS, когда ближней антенне нужно много сигнала.
Направленность: почему она важна при измерениях
Направленность показывает, насколько хорошо отвод отличает падающую волну от отражённой. У реального ответвителя в отвод падающей волны просачивается немного отражённой, и наоборот. При измерении КСВН это даёт погрешность: чем меньше направленность, тем хуже ответвитель измеряет малые отражения. С направленностью около 20 дБ уверенно видно рассогласование с КСВН от 1,5 и выше; чтобы измерять КСВН 1,2–1,3, нужна направленность 30 дБ и больше — больше, чем у распределительных ответвителей.
Пример. У КАДАММ НО-10-136/174-N развязка не менее 28 дБ при связи 10 дБ — направленность около 18 дБ. Этого достаточно для контроля мощности передатчика и аварийной сигнализации по отражённой волне.
Двунаправленный ответвитель (ОНД)
У двунаправленного ответвителя оба конца связанной линии выведены наружу: один отвод даёт падающую волну, второй — отражённую. По отношению этих двух сигналов измеритель считает КСВН тракта прямо во время работы. Такие ответвители ставят на выход передатчика или ретранслятора для постоянного контроля антенны и фидера.
| Серия | Диапазон | Связь | Развязка | Мощность |
|---|---|---|---|---|
| КАДАММ ОНД-136/174-N | 136–174 МГц | 6–30 дБ | 26–45 дБ | 50 Вт |
| КАДАММ ОНД-138/960-N | 138–960 МГц | 3–40 дБ | 18–50 дБ | 200 Вт |
| КАДАММ ОНД-470/860-N | 470–860 МГц | 6–30 дБ | 21–43 дБ | 200 Вт |
Серия КАДАММ ОНД-470/860-N рассчитана на дециметровый диапазон 470–860 МГц: контроль КСВН на выходе передатчиков и ретрансляторов этой полосы. КСВН самого ответвителя ≤ 1,30, вносимые потери от 0,3 дБ при связи 30 дБ до 1,75 дБ при связи 6 дБ.
Ответвитель с проходом постоянного тока
Если по тому же кабелю питается мачтовый усилитель или блок RET, обычный ответвитель не годится: его развязывающие элементы не пропускают постоянный ток к нагрузке. Для таких трактов есть исполнения с проходом постоянного тока по всем портам. У КАДАММ НО-698/2700-N-DC это до 2 А при номинальном напряжении не менее 36 В и падении не более 0,1 В при 24 В. Связь 5–30 дБ, 698–2700 МГц, до 200 Вт средней мощности на порт, разъёмы N. О питании по кабелю — в статье об инжекторе питания.
Ответвитель, таппер и делитель
В DAS неравноплечие ответвители называют тапперами и обозначают не переходным ослаблением, а коэффициентом деления: у КАДАММ ДН-136/174-N это 2:1…1000:1, отвод от −4,8 до −30,1 дБ при потерях магистрали 0,3–2,3 дБ. По сути это тот же направленный ответвитель с удобной для расчёта линии маркировкой. Делитель мощности делит сигнал поровну, ответвитель — в заданном неравном отношении. Подробнее — в статьях таппер или делитель и делитель мощности или направленный ответвитель.
Ответвители КАДАММ (KADAMM) по задачам
| Задача | Серия | Почему |
|---|---|---|
| Контроль мощности FM-передатчика 88–108 МГц | КАДАММ НО-88/108-N | Связь 6–30 дБ с допуском ±0,5 дБ, 200 Вт |
| Радиосвязь VHF 136–174 МГц | КАДАММ НО-136/174-N | Развязка до 45 дБ, КСВН ≤ 1,25, 200 Вт |
| Широкий диапазон 138–960 МГц | КАДАММ НО-138/960-N | Одна серия на VHF и UHF, 200 Вт |
| КСВН на выходе ретранслятора VHF | КАДАММ ОНД-136/174-N | Отводы падающей и отражённой волны |
| DAS 340–2700 МГц, распределение | КАДАММ НО-340/2700К | Связь 5–30 дБ, PIM ≤ −160 дБн, IP65, N или 4.3-10 |
| DAS с 5G до 5925 МГц | КАДАММ НО-617/5925 | Направленность от 16–18 дБ, IP67 |
| Низкая интермодуляция 690–3800 МГц | КАДАММ НО-10-690/3800-43 | PIM ≤ −155 дБн, 300 Вт (опционально до 500), 4.3-10 |
| Широкополосные измерения 380–6000 МГц | КАДАММ НО-380/6000-N | Связь 6–30 дБ, PIM ≤ −160 дБн |
| Ответвление в тракте с питанием МШУ или RET по кабелю | КАДАММ НО-698/2700-N-DC | Проход постоянного тока по всем портам, до 2 А |
| Деление поровну с развязкой выходов | КАДАММ НО-3-698/3800 | Гибридный равноплечий ответвитель 3 дБ |
Как выбрать направленный ответвитель
- Диапазон должен перекрывать все частоты в линии: у широкополосных моделей допуск связи на краях диапазона больше.
- Переходное ослабление — по задаче: для распределения считают по энергетическому расчёту линии, для измерений берут 20–30 дБ, чтобы не нагружать тракт.
- Мощность — средняя в линии с запасом; при нескольких несущих учитывают пиковую.
- Направленность важна для измерения КСВН, для распределения достаточно паспортной.
- PIM — в многооператорских DAS и на выходе базовой станции: модели с нормированной интермодуляцией −155…−160 дБн.
- Разъёмы и исполнение: N или 4.3-10, для улицы — IP65 или IP67.
Пример расчёта отвода в линии
В линию подаётся +40 дБм (10 Вт). Ближней антенне нужно около +30 дБм. Ставим ответвитель 10 дБ: в отвод уходит +30 дБм, а на выходе остаётся около +39,5 дБм минус собственные потери ответвителя. Следующий ответвитель по линии считают уже от этого уровня. Если ближней антенне нужно меньше — связь берут 15 или 20 дБ, и почти вся мощность уходит дальше по линии. Свободный порт измерительного ответвителя закрывают согласованной нагрузкой.
Частые ошибки
- Перепутать вход и выход. Отвод начнёт показывать отражённую волну вместо падающей.
- Измерять малый КСВН ответвителем с низкой направленностью. Погрешность больше самого измеряемого отражения.
- Не учесть потери на проходе. Ответвитель 6 дБ теряет на проходе больше 1,2 дБ — в длинной цепочке это ощутимо.
- Поставить ответвитель без нормированного PIM в многоканальный тракт. Интермодуляция ложится в полосу приёма.
Модели
