Оснащение производства
Промышленный контроль
Лаборатория и Тестирование
Связь и Телекоммуникации
Безопасность и Спецтехника
Энергетика и Электротехника
Корзина 
Расчёт затухания антенно-фидерной линии: формулы, примеры, калькулятор
Затухание сигнала в коаксиальном кабеле зависит от длины трассы, рабочей частоты и марки кабеля. В этой статье — формулы Times Microwave для точного расчёта, таблица коэффициентов K для всех моделей серии LMR, четыре практических примера для типичных задач (GSM-900, LTE-1800, Wi-Fi 5 ГГц, GPS 1575 МГц) и шпаргалка по бюджету потерь.
1. Что такое затухание и почему оно растёт с частотой
Затухание (Insertion Loss, IL) — это уменьшение мощности сигнала при прохождении через кабель. В коаксиальной линии есть два главных источника потерь: омические потери на проводнике (растут как √f) и диэлектрические потери в изоляторе между проводниками (растут линейно с f). Поэтому общая зависимость не линейная — на удвоении частоты затухание увеличивается примерно в 1,4—1,6 раза, а не в 2.
Эта закономерность критична для практического выбора кабеля. На 900 МГц 10 м LMR-240 дают 2,1 дБ потерь — приемлемо для большинства применений. На 5,8 ГГц тот же отрезок даёт уже 5,7 дБ — слишком много, нужен LMR-400 (2,7 дБ) или толще.
Откуда берётся затухание в коаксиальном кабеле
2. Формула и таблица K-коэффициентов
Полная формула затухания на длине L метров для частоты f МГц:
Коэффициенты для всей серии LMR (источник — Times Microwave Coax Selection Guide):
| Модель | k1 | k2 | Макс. частота | A @ 900 МГц, дБ/100м |
|---|---|---|---|---|
| LMR-100A | 0.7091 | 0.00174 | 6 ГГц | 74.9 |
| LMR-195 | 0.3473 | 0.00059 | 8 ГГц | 35.9 |
| LMR-200 | 0.3209 | 0.00033 | 6 ГГц | 32.6 |
| LMR-240 | 0.2429 | 0.00027 | 8 ГГц | 24.7 |
| LMR-300 | 0.1819 | 0.00018 | 8 ГГц | 18.4 |
| LMR-400 | 0.1224 | 0.00018 | 8 ГГц | 12.6 |
| LMR-500 | 0.0950 | 0.00018 | 8 ГГц | 9.9 |
| LMR-600 | 0.0796 | 0.00018 | 8 ГГц | 8.4 |
| LMR-900 | 0.0518 | 0.00016 | 6 ГГц | 5.6 |
Коэффициенты приведены для типовых условий: VSWR = 1,0, температура +25 °C, сухой воздух, атмосферное давление, без солнечной нагрузки. В реальных условиях затухание выше: при +85 °C добавьте ~10%, при VSWR = 2,0 — ещё ~5%.
3. Сравнение затухания на разных частотах
Чтобы быстро прикинуть, какой кабель нужен под конкретный диапазон, удобно сравнить потери на одной длине трассы для типичных частот: GSM-900, LTE-1800, Wi-Fi 2,4 и 5 ГГц. Возьмём трассу 20 м — это длина короткой АФУ или среднего jumper'а:
Потери на трассе 20 м для разных частот и кабелей (дБ)
4. Четыре практических примера расчёта
Пример 1: АФУ базовой станции GSM-900, длина 25 м, LMR-400
Базовая станция GSM на 900 МГц, кабель LMR-400, длина трассы от BTS до антенны — 25 м. Считаем затухание:
A = (0,1224 × 30 + 0,162) × 3,281 × 0,25
A = (3,672 + 0,162) × 0,8203
A = 3,14 дБ
При мощности передатчика 40 Вт до антенны дойдёт 40 × 10^(−3,14/10) = 19,4 Вт. Это нормальный бюджет потерь, около 51% мощности. Если бы взяли LMR-240, на той же длине потери составили бы 5,3 дБ — то есть 29% от мощности.
Пример 2: jumper-сборка LTE-1800, длина 5 м, LMR-240-UF
Гибкая jumper-сборка между MHA и антенной на LTE-band 3 (1800 МГц). Длина 5 м, кабель UltraFlex 0,240″:
A = (0,2429 × 42,43 + 0,486) × 3,281 × 0,05
A = (10,31 + 0,486) × 0,164
A = 1,77 дБ
Для jumper-сборки 1,77 дБ — на грани приемлемого. На таком коротком отрезке имеет смысл взять LMR-400-UF — потери будут всего 0,9 дБ. Разница в 0,9 дБ — это 18% мощности, что критично для шумовой картины приёмника.
Пример 3: Wi-Fi outdoor 5,8 ГГц, длина 10 м, LMR-400
Outdoor точка доступа Wi-Fi 5,8 ГГц, антенна на крыше, базовый блок в шкафу на 10 м ниже. Кабель LMR-400:
A = (0,1224 × 76,16 + 1,044) × 3,281 × 0,1
A = (9,323 + 1,044) × 0,328
A = 3,40 дБ
На 5,8 ГГц десятиметровая трасса даёт 3,4 дБ потерь, что съедает больше половины мощности. Альтернатива — LMR-600 с потерями ~2,1 дБ на той же длине. Для трасс длиннее 15 м на 5 ГГц LMR-400 уже неприемлем — нужен LMR-600.
Пример 4: GPS-антенна на тех. объекте, длина 30 м, LMR-240
GPS-приёмник в стойке на 30 м ниже антенны на мачте. Активная GPS-антенна с встроенным LNA (усиление ~30 дБ), частота 1575 МГц. Кабель LMR-240:
A = (0,2429 × 39,69 + 0,425) × 3,281 × 0,3
A = (9,641 + 0,425) × 0,984
A = 9,91 дБ
Почти 10 дБ потерь на 30 м LMR-240. С учётом усиления антенны 30 дБ итоговое усиление системы ~20 дБ — нормально для GPS. Но если запас планируется на старение и температурные эффекты, лучше взять LMR-400 (5,0 дБ потерь) или сократить длину до 20 м.
5. Бюджет потерь: сколько дБ можно потерять
Допустимый бюджет потерь зависит от типа системы. Общие ориентиры:
| Тип системы | Допустимые потери | Обоснование |
|---|---|---|
| Сотовые БС GSM/LTE/5G | до 3 дБ | Потеря 50% мощности — типовой запас в линковом бюджете БС |
| Wi-Fi outdoor | до 4 дБ | Запас на полудуплекс, отражения, многолучёвку |
| Высокомощное FM/УКВ вещание | до 2 дБ | Каждый дБ на 5 кВт CW — это 1,15 кВт тепловой нагрузки. Минимизируем |
| GPS с активной антенной | до 10—15 дБ | Усиление встроенного LNA антенны 25-35 дБ компенсирует |
| Land Mobile Radio (DMR/TETRA) | до 3 дБ | Аналогично сотовым БС |
| CATV / спутник L-band | до 6 дБ | Запас на ослабитель и распределение сигнала |
6. Шпаргалка по выбору кабеля под бюджет потерь 3 дБ
Правило: целимся в 3 дБ потерь на типовой длине трассы. Какой кабель выбрать:
| Wi-Fi 2,4 ГГц, до 5 м | → LMR-195 или LMR-240 |
| GSM/LTE 900-1800 МГц, до 25 м | → LMR-400 |
| Wi-Fi 5 ГГц, до 8 м | → LMR-400 |
| Wi-Fi 5 ГГц, 10-15 м | → LMR-600 |
| LTE/5G БС, 30-50 м | → LMR-500 или LMR-600 |
| Магистральная АФУ, 50+ м | → LMR-600 или LMR-900-FR |
| GPS 1575 МГц, до 30 м | → LMR-240 (с активной антенной) |
| FM 100 МГц, 1-5 кВт CW | → LMR-600 или LMR-900-FR |
Читайте также
Рассчитать вашу АФУ
Если в проекте сложная конфигурация (несколько участков разного кабеля, переходники, грозоразрядники) — пришлите данные. Подберём оптимальный комплект по бюджету потерь и условиям эксплуатации.
Связаться с инженером