Что называют локомотивной антенной
Локомотивной антенной называют антенну радиостанции, установленную на крыше локомотива или моторвагонного поезда. Через неё машинист держит связь с поездным диспетчером, дежурными по станциям и машинистами встречных поездов. Электрически это обычная антенна с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой в горизонтальной плоскости: поезд идёт по кривым, и связь не должна зависеть от направления. Отличается она условиями работы: высоту ограничивают габарит подвижного состава и контактная сеть, крышу трясёт на стыках, зимой антенна обмерзает, а рядом стоят токоприёмник и тяговое оборудование.
Поэтому подбор начинается не с модели, а с двух вопросов: в какой сети работает радиостанция и куда антенну ставят. Сети железной дороги работают в разных диапазонах, и антенна, которая хороша для одного, в другом просто не работает.
Виды железнодорожной радиосвязи
| Вид | Кто на связи | Где стоит антенна |
|---|---|---|
| Поездная (ПРС) | машинист — поездной диспетчер, дежурные по станциям, машинисты встречных поездов | локомотивы, моторвагонный подвижной состав, стационарные радиостанции |
| Станционная (СРС) | маневровая и горочная работа, осмотрщики, работники станции | маневровые локомотивы, мачты станций, носимые радиостанции |
| Ремонтно-оперативная (РОРС) | бригады пути, энергетики, связисты, дежурные дистанций | служебный транспорт, дрезины, мотовозы, стационарные радиостанции |
| Цифровая технологическая | те же абоненты плюс передача данных | подвижной состав, транспорт, узлы сети |
Частоты поездной радиосвязи
Поездная радиосвязь исторически работает в двух диапазонах: гектометровом и метровом. Цифровые системы добавили дециметровый диапазон и GSM-R — железнодорожный стандарт на основе GSM в полосе 900 МГц. Конкретные каналы участка задаёт владелец инфраструктуры, поэтому частоты радиостанции уточняют до заказа антенны.
| Диапазон | Частоты | Что работает | Что важно для антенны |
|---|---|---|---|
| Гектометровый (ГМВ) | 2,130 МГц — основной канал, 2,150 МГц — резервный | поездная связь на перегонах | волна идёт вдоль направляющих линий у пути; антенна — отдельный класс изделий |
| Метровый (МВ) | 151–156 МГц, шаг каналов 25 кГц | поездная, станционная, ремонтно-оперативная | основной диапазон локомотивных и станционных радиостанций |
| Дециметровый (ДМВ) | 450–470 МГц, отдельные участки около 330 МГц | цифровые системы | короткий штырь, лучше проходит в застройке и вокзалах |
| GSM-R | 876–880 / 921–925 МГц | цифровая поездная связь и данные | сотовая сеть вдоль линии, антенны диапазона 900 МГц |
Сверху — сети железной дороги, ниже — полосы антенн каталога KADAMM. Антенна полезна только там, где её полоса накрывает частоты сети.
На шкале видно главное: автомобильные антенны каталога накрывают метровый диапазон 151–156 МГц, дециметровый 450–470 МГц и полосу GSM-R, а гектометрового диапазона не касается ни одна. AM-3502B, которую в каталоге называют железнодорожной, рассчитана на 386–396,6 МГц — это не полоса сетей РЖД, и поставить её вместо антенны метрового диапазона нельзя.
Почему на крыше — низкий профиль
Простейшая антенна с круговой диаграммой — вертикальный штырь длиной в четверть волны над металлической крышей, которая работает как противовес. Четверть волны в метрах равна 75, делённым на частоту в мегагерцах. Посчитаем для диапазонов дороги.
Чем ниже частота, тем длиннее четвертьволновый штырь. На 2,13 МГц он был бы длиной 35 метров — поэтому гектометровые антенны устроены иначе.
В метровом диапазоне четвертьволновый штырь — около 49 см. Над крышей локомотива, под контактной сетью и в пределах габарита подвижного состава даже это много: штырь раскачивается, его сечёт встречным потоком, а зазор до контактного провода уменьшается. Поэтому антенны метрового диапазона для подвижного состава делают низкопрофильными — петлевой или шлейфовый вибратор в радиопрозрачном кожухе высотой в десятки сантиметров. Именно такие изделия обычно и ищут под названием «локомотивная антенна».
В дециметровом диапазоне и GSM-R четверть волны — 16 и 8 см, такой штырь вписывается легко. Для гектометрового диапазона четверть волны — 35 м, и антенна на крыше неизбежно электрически очень короткая; связь там обеспечивается вместе с направляющими линиями вдоль пути, а сами антенны — специализированные изделия под конкретный тип радиостанции.
Высокий штырь на подвижном составе недопустим. Его ограничивают габарит и расстояние до контактного провода, под которым 3 кВ постоянного или 25 кВ переменного тока.
Условия работы на крыше
Механика
Постоянная вибрация, удары на стыках рельсов, набегающий поток на скорости, обледенение и мойка составов. Крепление — только жёсткое: на болт или фланец. Магнитное основание, привычное для автомобиля, на локомотиве не применяют: вибрация и поток его срывают.
Климат
Зимой — мороз северных участков, летом — крыша, нагретая солнцем, плюс влага и реагенты. Корпус, уплотнения и разъём рассчитывают на весь этот диапазон, а ввод кабеля герметизируют: вода в разъёме за сезон поднимает КСВН и может вывести из строя передатчик.
Электробезопасность и помехи
Рядом токоприёмник и высокое напряжение контактной сети, в кузове — мощные тяговые преобразователи. Основание антенны соединяют с кузовом: это и противовес, и безопасность. Кабель — экранированный, 50 Ом и как можно короче: потери растут с частотой и особенно заметны в дециметровом диапазоне.
Несколько систем на одной крыше
На одной крыше работают поездная радиосвязь, цифровая связь и спутниковая навигация. Антенны разносят по крыше, чтобы они не искажали диаграммы друг друга и не создавали взаимных помех, или объединяют в комбинированную антенну с раздельными разъёмами: одно отверстие в крыше вместо трёх. Для навигации стоит проверить, какие системы нужны: навигационный порт AM-470-2483-4P рассчитан на 1571–1579 МГц, то есть на GPS L1; для приёма ГЛОНАСС нужна антенна своего диапазона.
Подбор: куда ставим
Для штатной установки на подвижной состав антенну подбирают по запросу под радиостанцию и требования дороги; для транспорта, станций и связи вдоль пути модели есть в каталоге.
Подвижной состав
Для штатной установки на локомотивы и моторвагонный подвижной состав антенна должна соответствовать отраслевым требованиям и иметь подтверждение этого соответствия. Готовой низкопрофильной антенны метрового диапазона для сетей РЖД в каталоге KADAMM сейчас нет. Если вы ищете замену антенне на подвижном составе — пришлите модель радиостанции, частоты сети, серию подвижного состава и фото места установки: подберём решение и скажем, какие документы на него есть.
Служебный транспорт и спецтехника
Для автомобилей бригад, дрезин, мотовозов и спецтехники на комбинированном ходу подходят автомобильные антенны нужного диапазона. Для постоянной установки удобнее основание NMO, для временной — магнит.
| Задача | Модель | Диапазон | Усиление | Крепление |
|---|---|---|---|---|
| МВ 151–156 МГц, постоянно | КАДАММ AM-1502 | 136–174 МГц | 2 дБи | основание NMO |
| МВ, узкая полоса | КАДАММ AM-1502M-2 | 150–159 МГц | 2,15 дБи | магнит |
| МВ, дальность больше | КАДАММ AM-15035M | 134–173 МГц | 3,5 дБи | магнит, водосток |
| ДМВ 450–470 МГц, постоянно | КАДАММ AM-40055-2 | 400–490 МГц | 5,5 дБи | основание NMO |
| ДМВ, временно | КАДАММ AM-4005M | 400–480 МГц | 5 дБи | магнит, водосток |
| МВ и ДМВ одной антенной | КАДАММ AM-1503M | 134–173 / 400–480 МГц | 3 / 5,5 дБи | магнит |
| GSM-R, GPS и Wi-Fi | КАДАММ AM-470-2483-4P | 470–490 / 800–960 / 1571–1579 / 2400–2483 МГц | по диапазонам | врезное, на гайку |
Станции и связь вдоль пути
Для стационарных радиостанций на станциях нужна всенаправленная мачтовая антенна диапазона сети. Для связи вдоль пути и ретрансляторов выгоднее направленная: зона вытянута вдоль линии, и усиление направленной антенны работает на дальность. Ограничений по высоте здесь нет, зато обязательны заземление антенно-фидерного тракта и грозозащита.
| Задача | Модели КАДАММ | Усиление |
|---|---|---|
| Станция, МВ, круговая зона | ANT150G6 · AC-1509MA · AC-15010H | 6,5 / 8,5 / 10 дБи |
| Станция, 450–470 МГц | AC-4008E2 · AC-4009E | 8 / 8,5 дБи |
| Вдоль пути, МВ, вытянутая зона | AD4150 (дипольная решётка) | 8,15 дБи |
| Ретранслятор, направленная связь | ADY-134-173-150E (МВ) · ADY-450-470-Z8C (ДМВ) | 14,5 / 11,2 дБи |
Монтаж и проверка
- Место — на металлической крыше, в стороне от токоприёмника и выступающего оборудования, которое затеняет диаграмму.
- Антенны разных систем — с разносом или одной комбинированной антенной.
- Основание — электрически соединено с кузовом.
- Ввод кабеля и разъём — загерметизированы.
- После монтажа — измерение КСВН на рабочих частотах сети и проверка связи со стационарной радиостанцией.
Частые ошибки
- Заказывают антенну «для поезда» без частот: антенна на 386–396,6 МГц не заменит антенну на 151–156 МГц.
- Ставят высокий штырь на подвижной состав вместо низкопрофильной антенны.
- Берут магнитное основание для локомотива — вибрация и поток его срывают.
- Ставят антенны разных систем вплотную друг к другу.
- Не герметизируют разъём — за сезон растёт КСВН.
- Считают, что навигационная антенна «GPS» принимает и ГЛОНАСС, не проверив полосу.
Что прислать для подбора
- Модель радиостанции и частоты сети или номер канала.
- Объект: подвижной состав (серия), служебный автомобиль, спецтехника, мачта станции.
- Сколько систем на объекте: МВ, ДМВ, GSM-R, навигация, передача данных.
- Способ крепления и место установки, желательно с фото.
- Длину кабеля до радиостанции и тип её разъёма.
- Требования к документам, если антенна ставится штатно.
Модели KADAMM
Антенны для транспорта, станций и связи вдоль пути — в разделах антенн KADAMM.
| Диапазон | 136–174 МГц |
| Диапазон | 400–490 МГц |
| Диапазон | 134–173 МГц |
| Диапазон | 134–173 МГц |