Зачем антенне фильтр
Антенна принимает всё, что приходит в её полосе, а передатчик излучает не только на своей частоте. На площадке, где рядом работают разные системы и операторы, без фильтров приёмник одной системы глохнет от передатчика соседней, а побочные излучения попадают в чужие полосы. Фильтр СВЧ ставят в тракт между оборудованием и антенной, чтобы через него проходило только нужное.
Три типа фильтров
Полосовой
Пропускает одну или несколько рабочих полос с малыми потерями и подавляет всё вокруг. Типовая задача — защитить приёмник от соседней мощной системы или ограничить излучение передатчика своей полосой. В каталоге KADAMM 13 полосовых фильтров, в том числе двух- и четырёхполосные.
Режекторный
Действует наоборот: пропускает широкий диапазон и вырезает узкую полосу, где сидит помеха. Его ставят, когда мешающий сигнал один и известен, а рабочих полос много. Режекторных фильтров в линейке KADAMM нет; если задачу можно решить полосовым фильтром или комбайнером, подберём их, в остальных случаях уточняйте у менеджера.
Дуплексный
Это два полосовых фильтра в одном корпусе с общим антенным портом: один пропускает полосу приёма, другой — полосу передачи. Так приёмник и передатчик одной системы работают через одну антенну и не мешают друг другу. В каталоге KADAMM 7 дуплексеров.
Параметры, по которым сравнивают фильтры
- Полоса пропускания — частоты, где потери не выше заявленных.
- Вносимые потери — сколько мощности фильтр отнимает в полосе.
- Подавление — насколько ослабляются частоты вне полосы, всегда с указанием, на каких частотах.
- Развязка — у дуплексера: насколько передатчик ослаблен на порту приёмника и наоборот.
- Допустимая мощность — средняя и, если указана, на краю полосы.
- Интермодуляция — для фильтров в тракте с несколькими мощными несущими.
- Исполнение, разъёмы, габариты и масса.
Подавление без частоты ничего не значит: «≥80 дБ» на соседней полосе и на удалённой — разные фильтры. Поэтому в паспортах KADAMM подавление указано с частотами, например у КАДАММ ФП-700 — ≥80 дБ @824–884 и @905–960.
Что происходит на краю полосы
Внутри полосы фильтр почти прозрачен, но у границы его характеристика загибается: потери растут, а энергия рассеивается внутри резонаторов и греет их. Паспорта это показывают. У КАДАММ ФП-850 потери ≤0,35 дБ (814–873 МГц), до 2,5 дБ на краю 878–879 МГц, а допустимая мощность на краю полосы — 80 Вт (878,5–879 МГц) при 100 Вт в полосе. У КАДАММ ФП-900 потери ≤0,35–1,5 дБ (1,5 дБ на краю 935–936,5 МГц).
Практический вывод: рабочие каналы стараются держать внутри полосы с запасом, а если канал оператора подходит к самой границе, мощность и потери проверяют именно на краю.
Избирательность стоит размера
Крутой спад характеристики получается большим числом резонаторов с высокой добротностью, а это объём металла. Сравните: КАДАММ ФП-900 весит 15 кг при габаритах 348×292×136 мм и даёт подавление ≥50 дБ @869–884, ≥25 дБ @930–934 — мешающие частоты отстоят от рабочих на единицы мегагерц. Миниатюрный КАДАММ ФП-3600М весит 0,15 кг при габаритах 53×22×6 мм, но и подавление у него — ≥30–50 дБ по соседним полосам.
Поэтому на вопрос «какой фильтр компактнее» ответ всегда встречный: насколько близко помеха и сколько децибел нужно подавить. Самый лёгкий фильтр в линейке — 0,15 кг, самый тяжёлый — 15 кг.
Полосовые фильтры KADAMM
| Модель | Полосы | Потери | Подавление | PIM3 | Мощность | Исполнение |
|---|---|---|---|---|---|---|
| КАДАММ ФП-700 | 703–803 МГц | ≤0,6 дБ | ≥80 дБ @824–884 и @905–960 | ≤−158 dBc | 100 Вт | IP40 |
| КАДАММ ФП-700+900 | 703–803 и 885–960 МГц | ≤0,5 дБ (≤1,5 дБ на 885–890 МГц) | ≥45 дБ @869–882,5 | ≤−155 dBc | 250 Вт | IP67 |
| КАДАММ ФП-850 | 814–879 МГц | ≤0,35 дБ (814–873 МГц), до 2,5 дБ на краю 878–879 МГц | ≥27 дБ @880–890 | ≤−160 dBc | 100 Вт | IP67 |
| КАДАММ ФП-900 | 890–915 и 935–960 МГц | ≤0,35–1,5 дБ (1,5 дБ на краю 935–936,5 МГц) | ≥50 дБ @869–884, ≥25 дБ @930–934 | ≤−155 dBc | 100 Вт | IP67 |
| КАДАММ ФП-900Ж | 895–905 и 940–950 МГц | ≤0,5–1,5 дБ (1,5 дБ на краю 895–896,5 МГц) | ≥45 дБ @DC–894 | ≤−160 dBc | 200 Вт | IP65 |
| КАДАММ ФП-1800У | 1710–1735 и 1805–1830 МГц | ≤1,2 дБ | ≥45 дБ @1790–1795, ≥50 дБ @1880–1920 | ≤−160 dBc | 200 Вт | IP65 |
| КАДАММ ФП-1800-4Т | RX 1710–1785 / TX 1805–1880 МГц | RX ≤0,8–1,18 / TX ≤1,0–1,5 дБ | RX ≥85, TX ≥105 дБ; изоляция ≥86–105 дБ | ≤−150 dBc при 2×20 Вт | 52 Вт | IP65 |
| КАДАММ ФП-2600 | 2500–2540 и 2620–2660 МГц | ≤1,5 дБ | ≥30 дБ @2545–2615 | ≤−160 dBc | 150 Вт | IP67 |
| КАДАММ ФП-3500 | 3400–3600 МГц | ≤1,5 дБ | ≥10–65 дБ (многополосное) | не нормируется | 39 Вт | IP65 |
| КАДАММ ФП-3500-8К | 3300–3670 МГц | ≤0,4 дБ | ≥35–60 дБ; изоляция между антенными портами ≥100 дБ | ≤−150 dBc при 2×20 Вт | 47 дБм средняя, 53 дБм пиковая | IP65 |
| КАДАММ ФП-3500Ш | 3300–3800 МГц | ≤1,1 дБ | изоляция ≥30–85 дБ по полосам | не нормируется | 100 Вт | IP40 |
| КАДАММ ФП-3600М | 3605–3689 МГц | ≤0,8 дБ | ≥30–50 дБ по соседним полосам | не нормируется | 50 Вт | IP40 |
| КАДАММ ФП-800+900-4П | передача 813,5–821 и 925–960 МГц; приём 854,5–862 и 880–915 МГц | передача не более 4,0 дБ, приём не более 0,5 дБ | развязка портов не менее 25 дБ | ≤−153 dBc при 2×20 Вт | 150 Вт на порт | уточняйте у менеджера |
Как устроен дуплексер и что такое дуплексный разнос
Приём и передача системы с частотным дуплексом идут на разных частотах, разделённых промежутком — дуплексным разносом. Чем он уже, тем труднее фильтру отделить мощную передачу от слабого приёма. Разнос у дуплексеров KADAMM:
| Модель | Приём | Передача | Промежуток | Порядок | Потери | Развязка |
|---|---|---|---|---|---|---|
| КАДАММ ДУ-700-2Т | 703–748 МГц | 758–803 МГц | 10 МГц | передача выше приёма | ≤1,4–2,0 дБ | RX→TX ≥95, TX→RX ≥105 дБ |
| КАДАММ ДУ-700-4Т | 703–748 МГц | 758–803 МГц | 10 МГц | передача выше приёма | ≤0,5–1,2 дБ | ≥95 дБ |
| КАДАММ ДУ-800-2Т | 832–862 МГц | 791–821 МГц | 11 МГц | приём выше передачи | ≤1,4–1,9 дБ | RX→TX ≥95, TX→RX ≥105 дБ |
| КАДАММ ДУ-900-2Т | 880–915 МГц | 925–960 МГц | 10 МГц | передача выше приёма | ≤1,4–2,0 дБ | RX→TX ≥95, TX→RX ≥105 дБ |
| КАДАММ ДУ-1800 | 1710–1785 МГц | 1805–1880 МГц | 20 МГц | передача выше приёма | ≤1,8 дБ | изоляция ≥90–95 дБ |
| КАДАММ ДУ-2100 | 1920–1980 МГц | 2110–2170 МГц | 130 МГц | передача выше приёма | ≤0,7 дБ (центр), ≤1,5 (край) | заграждение ≥85 дБ |
У полос 700 и 900 МГц промежуток около 10 МГц, и двухтрактные дуплексеры для них весят по 8 кг. У полосы 2100 МГц промежуток 130 МГц, и у КАДАММ ДУ-2100 потери в центре полосы — не более 0,7 дБ. Обратите внимание на LTE800: там приём выше передачи, и дуплексер от другой полосы не подойдёт даже при похожих частотах.
Два или четыре тракта
Радиомодуль с MIMO 2×2 работает с двухтрактным дуплексером, 4×4 — с четырёхтрактным. Для полосы LTE700 в линейке есть оба: КАДАММ ДУ-700-2Т — 8,0 кг, потери ≤1,4–2,0 дБ, мощность 80 Вт; КАДАММ ДУ-700-4Т — 9,3 кг, потери ≤0,5–1,2 дБ, мощность 50 Вт. Четыре тракта в одном корпусе заменяют два отдельных дуплексера и занимают на опоре одно место вместо двух.
Зачем дуплексеру развязка 100 дБ
Передатчик двухтрактного дуплексера КАДАММ ДУ-700-2Т работает с мощностью 80 Вт — это около 49 дБм. Приёмник той же станции должен различать сигналы, которые слабее на много порядков. Если развязка передача → приём 105 дБ, на вход приёмника попадёт около −56 дБм мощности передатчика — и это ещё без шумов передатчика в полосе приёма, которые и требуют развязки такого уровня.
На опоре или в шкафу
Среди фильтров KADAMM есть исполнения IP65 и IP67 для установки на трубу или стену и исполнения IP40 — для шкафа или помещения; степень защиты указана в таблице полосовых фильтров выше и в карточке каждой модели. Смотрите и на рабочую температуру — у разных моделей она сильно различается: у КАДАММ ФП-850 — 0…+45 °C, у КАДАММ ФП-1800-4Т — −40…+90 °C, у КАДАММ ДУ-700+2100-4Т — −40…+85 °C. Фильтр для опоры в холодном климате выбирают по нижней границе, для шкафа рядом с горячим оборудованием — по верхней.
Серийные и встраиваемые исполнения
Часть фильтров KADAMM — серийные изделия с коаксиальными разъёмами для установки в тракт: КАДАММ ФП-700, КАДАММ ФП-700+900, КАДАММ ФП-850, КАДАММ ФП-900, КАДАММ ФП-900Ж, КАДАММ ФП-1800У, КАДАММ ФП-2600. Другие рассчитаны на встраивание в оборудование или поставляются под проект — у многих из них, кроме антенного разъёма, внутренние порты для подключения к радиоблоку: КАДАММ ФП-1800-4Т, КАДАММ ФП-3500, КАДАММ ФП-3500-8К, КАДАММ ФП-3500Ш, КАДАММ ФП-3600М, КАДАММ ФП-800+900-4П, КАДАММ ДУ-700-2Т, КАДАММ ДУ-700-4Т, КАДАММ ДУ-800-2Т, КАДАММ ДУ-900-2Т, КАДАММ ДУ-1800, КАДАММ ДУ-2100, КАДАММ ДУ-700+2100-4Т. Среди встраиваемых — многотрактные исполнения для радиомодулей 4T4R и восьмиканальных: КАДАММ ФП-1800-4Т, КАДАММ ФП-3500-8К, КАДАММ ДУ-700-4Т, КАДАММ ДУ-700+2100-4Т.
Интермодуляция
Фильтр в тракте с несколькими несущими сам может порождать интермодуляцию на контактах и стыках резонаторов. У большинства фильтров KADAMM PIM3 −150…−160 дБн. У модульных фильтров ФП-3500, ФП-3500Ш, ФП-3600М интермодуляция не нормируется — они рассчитаны на тракты внутри оборудования, а не на многооператорные линии. У дуплексера ДУ-1800 для помещений PIM3 −105 дБн.
Как выбрать фильтр
- Составить частотный план площадки: свои полосы, соседние системы, их мощности.
- Определить задачу: защитить приём, ограничить передачу, развести приём и передачу на одну антенну.
- Проверить подавление именно на частотах мешающих систем.
- Проверить потери и мощность на краю полосы, если каналы подходят к границе.
- Выбрать исполнение: в тракт с разъёмами или встраиваемое, для помещения или опоры.
- Для многооператорного тракта — фильтр с нормированным низким PIM.
Типичные ошибки
- Выбор по одному числу подавления без частот.
- Дуплексер «похожей» полосы с обратным порядком приёма и передачи.
- Каналы у самого края полосы без проверки потерь и мощности там.
- Фильтр для помещения на опоре.
- Лишний фильтр «на всякий случай»: его потери остаются в тракте всегда.