Зачем подавать питание по фидеру
Большая часть оборудования антенно-фидерного тракта пассивна: антенне, делителю или фильтру питание не нужно. Но на мачте всё чаще стоят активные узлы. Мачтовый усилитель поднимает принятый сигнал рядом с антенной, блок RET поворачивает электрический наклон луча по команде из аппаратной. Им нужны напряжение и канал управления — а наверх уже проложен толстый коаксиальный кабель.
Отдельная линия питания на мачту — это ещё один кабель на кабельросте, ещё один ввод в аппаратную, отдельная грозозащита и отдельный путь для наводок. Поэтому постоянный ток и данные управления пускают по самому фидеру. Для этого на обоих концах ставят инжектор питания, по-английски bias tee.
Тот же приём применяют и вне сотовых сетей: активные антенны спутниковой навигации и приёма получают питание малошумящего усилителя по коаксиальному кабелю от приёмника. Для площадки связи задача та же, только мощности и требования к интермодуляции выше.
Не путать с инжектором PoE
Запрос «инжектор питания» часто относится к другому устройству — инжектору PoE. Он подаёт питание по витой паре Ethernet на точку доступа Wi-Fi или камеру и не имеет отношения к коаксиальному тракту. Внешне похожи только названия.
| Инжектор bias tee | Инжектор PoE | |
|---|---|---|
| Кабель | коаксиальный фидер 50 Ом | витая пара Ethernet |
| Что проходит насквозь | высокочастотный сигнал связи | данные Ethernet |
| Кого питает | мачтовые усилители, блоки RET, активные антенны | точки доступа, IP-камеры |
| Соединители | 4.3-10, 7-16 и другие коаксиальные | RJ45 |
Что внутри: конденсатор и дроссель
Схема bias tee — три порта и два элемента. В высокочастотную линию последовательно включён конденсатор: для частот связи он почти не имеет сопротивления, а постоянный ток не пропускает совсем. От линии к порту питания идёт дроссель: для постоянного тока это просто провод, а для высокой частоты — большое сопротивление.
В итоге с одной стороны у инжектора чистый высокочастотный порт, с другой — порт, где в кабеле есть и сигнал, и постоянное напряжение, а сбоку — вход питания. Станция не видит постоянного напряжения на своём выходе, а блок питания не видит мощного сигнала передатчика.
Насколько хорошо разделены цепи, показывает развязка между портом питания и ВЧ-трактом. Вторая важная цифра — вносимые потери в линии: конденсатор и корпус должны отнимать у сигнала лишь десятые доли децибела.
Почему инжектор бывает «умным»
Простой bias tee пропускает только постоянный ток. Инжектор AISG дополнительно передаёт по кабелю модулированный сигнал управления: станция опрашивает усилитель, получает от него сигналы аварий, отдаёт команды блоку наклона. Порт AISG на корпусе инжектора подключают к контроллеру или к станции.
Схема площадки
Инжекторы работают парой, по одному на каждый фидер с активным устройством.
- Нижний инжектор ставят в аппаратной или у выхода станции. На его порт питания приходит напряжение и сигнал AISG.
- Верхний инжектор ставят на мачте перед активным устройством. Он выделяет постоянный ток и данные и отдаёт их на порт управления.
- Если усилитель или блок RET сам умеет принимать питание по ВЧ-порту, верхний инжектор не нужен — это указано в паспорте устройства.
Инжектор вносит свои потери в сигнал. У КАДАММ ИП-43-2700 они ≤0,3 дБ на одно изделие, значит пара даёт не более 0,6 дБ. Эту величину включают в расчёт линии вместе с потерями кабеля и соединителей.
Расчёт питания: ток, мощность, падение напряжения
Пример — мачтовый усилитель КАДАММ МУ-900. По паспорту его питание 10–30 В, а ток зависит от напряжения: 280 мА при 10 В и 110 мА при 30 В. Потребляемая мощность — напряжение, умноженное на ток.
Постоянный ток идёт по центральной жиле кабеля и возвращается по оплётке. Сопротивление этой петли берут из паспорта кабеля с учётом длины. Для примера возьмём условные 2 Ом.
| Напряжение у устройства | Ток | Мощность | Падение на петле 2 Ом | Доля напряжения |
|---|---|---|---|---|
| 10 В | 280 мА | 2,8 Вт | 0,56 В | 5,6 % |
| 30 В | 110 мА | 3,3 Вт | 0,22 В | 0,7 % |
Вывод из таблицы: при низком напряжении ток больше, и потери в кабеле растут. Если выставить на блоке питания ровно 10 В, до усилителя дойдёт около 9,44 В — ниже нижней границы диапазона питания. Поэтому напряжение у станции выбирают с запасом, а лучше ближе к верхней границе.
Второй предел — ток через сам инжектор. У серий КАДАММ ИП это до 2,5 А при напряжении 10–30 В, то есть от 25 до 75 Вт в зависимости от напряжения. Если по одному фидеру питаются несколько устройств, их токи складываются, и сумма должна оставаться в этом пределе.
Порядок расчёта: ток всех устройств на фидере → падение напряжения на петле кабеля → напряжение у устройств не ниже их диапазона → суммарный ток не выше предела инжектора.
Что стоит между двумя инжекторами
Постоянный ток должен пройти от нижнего инжектора до верхнего без препятствий. Всё, что включено в фидер между ними, проверяют по паспорту на пропуск постоянного тока.
- Сумматоры и комбайнеры. У многих моделей есть пропуск питания и AISG на одном из портов; у других питание блокируется, и инжектор ставят после сумматора, со стороны антенны.
- Грозоразрядники. Разрядник на четвертьволновом шлейфе замыкает постоянный ток на землю — между инжекторами нужны газовые разрядники, пропускающие питание.
- Фильтры, делители и направленные ответвители. Схема на отрезках линий может замыкать постоянный ток на корпус или не пропускать его. Если пропуск не указан явно — считайте, что его нет.
- Аттенюаторы. Резистивная схема рассеивает часть напряжения и греется. В цепь питания их не ставят.
Если без узла, который не пропускает ток, не обойтись, схему разбивают: инжектор ставят непосредственно перед активным устройством, а питание подводят к нему отдельным участком линии.
Грозозащита и заземление
Фидер с мачты — прямой путь для импульса от удара молнии в аппаратную. Постоянное напряжение в кабеле делает защиту ещё важнее: через цепь питания импульс попадает в блок питания и контроллер.
У инжекторов KADAMM грозозащита встроена. В паспорте её указывают двумя числами: импульсный ток и форма импульса. Запись 3 кА (10/350 мкс) означает ток 3 кА с формой 10/350 мкс — длинный импульс, близкий к прямому удару. Запись 8 кА (8/20 мкс) — импульс 8/20 мкс, короткий, характерный для наведённых перенапряжений. Сравнивать токи разных форм напрямую нельзя.
- Корпус инжектора и оплётку кабеля заземляют на общую шину площадки, проводник короткий и прямой.
- Нижний инжектор ставят как можно ближе к вводу кабеля в аппаратную.
- Уличный инжектор должен иметь герметичный корпус: у серий KADAMM степень защиты IP67.
Как читать паспорт инжектора
| Параметр | Что означает | Пример: КАДАММ ИП-43-2700 |
|---|---|---|
| Полоса ВЧ | частоты, которые проходят без заметных потерь; должна перекрывать все системы в фидере | 698–2700 МГц |
| Вносимые потери | сколько теряет сигнал в линии | ≤0,3 дБ |
| КСВН | согласование с трактом 50 Ом | ≤1,25 |
| Питание | допустимые напряжение и ток через порт питания | 10–30 В, до 2,5 А; AISG 1.0/2.0 |
| Развязка DC–ВЧ | насколько цепь питания отделена от сигнала | более 60 дБ |
| PIM3 | интермодуляция; важна в тракте нескольких операторов | ≤−160 dBc |
| Мощность ВЧ | средняя и пиковая мощность в линии | ≤200 Вт (пик 2000) |
| Грозозащита | импульсный ток и форма импульса | 3 кА (10/350 мкс) |
Отдельно смотрят соединители. Инжектор с разъёмами, как у фидера и оборудования, не требует переходников — а каждый переходник это лишние потери и ещё одна точка, где может появиться интермодуляция.
Порядок включения
- 1. Смонтируйте тракт полностью: антенна, активное устройство, верхний инжектор, фидер, нижний инжектор, станция.
- 2. Проверьте ВЧ-тракт анализатором при выключенном питании: КСВН или возвратные потери, при необходимости PIM.
- 3. Измерьте сопротивление цепи питания между жилой и оплёткой со стороны нижнего инжектора: короткое замыкание видно сразу.
- 4. Подайте питание от источника с ограничением тока и сравните ток с паспортом устройства.
- 5. Проверьте связь AISG: станция или контроллер должны увидеть усилитель или блок наклона.
- 6. Только после этого включайте передатчик.
Диагностика по току
Ток в цепи питания — самый быстрый индикатор состояния линии.
| Что видно | Вероятная причина | Что проверить |
|---|---|---|
| Тока нет | обрыв жилы, узел без пропуска постоянного тока, неподключённый верхний инжектор | узлы между инжекторами, соединители |
| Ток упирается в ограничение | короткое замыкание, разрядник со шлейфом на землю, вода в соединителе | разрядники, герметизация разъёмов |
| Ток в норме, AISG не отвечает | перепутаны порты, нет сигнала управления на инжекторе | порт AISG и его подключение |
| Ток скачет | плохой контакт в соединителе | затяжку соединителей, кабель на изгибах |
Типичные ошибки
- Грозоразрядник со шлейфом на землю между инжекторами — питание замкнуто.
- Напряжение питания выставлено по нижней границе без учёта падения на кабеле.
- Инжектор с полосой до 2700 МГц в фидере, где идёт и 5G около 3,5 ГГц.
- Верхний и нижний инжекторы перепутаны местами.
- Переходники с одного типа соединителей на другой прямо у инжектора.
Модели KADAMM
Мы производим четыре серии инжекторов питания AISG — на полосы 698–2700 и 340–3800 МГц с соединителями 4.3-10 и 7-16 — и мачтовый усилитель для диапазона 900 МГц. В каждой серии инжекторов два исполнения: для стороны станции и для стороны антенны.
| Модель | Полоса | Коротко | Страница |
|---|---|---|---|
| КАДАММ ИП-43-2700 | 698–2700 МГц | соединители 4.3-10, потери ≤0,3 дБ, ≤200 Вт (пик 2000) | Открыть |
| КАДАММ ИП-716-2700 | 698–2700 МГц | соединители 7-16, потери ≤0,3 дБ, ≤200 Вт (пик 2000) | Открыть |
| КАДАММ ИП-43-3800 | 340–3800 МГц | соединители 4.3-10, потери ≤0,3 дБ, ≤500 Вт (пик 1500) | Открыть |
| КАДАММ ИП-716-3800 | 340–3800 МГц | соединители 7-16, потери ≤0,3 дБ, ≤500 Вт (пик 2000) | Открыть |
| КАДАММ МУ-900 | 895–950 МГц | усиление 12±1 дБ, шум 1,8 дБ, сдвоенный блок | Открыть |
