В первой части статьи описывается конструкция устройств коаксиальной грозозащиты Commeng CSP-T1 (Coaxial Surge Protector Type 1) общепромышленного применения и модулей МЭЗ-К (Модуль электрической защиты коаксиальный), которые предназначены для использования в специальных системах связи и управления.
Они выполняют две задачи. 1) Электрическое соединение экрана коаксиального кабеля с заземляющим устройством или системой уравнивания потенциалов. 2) Ограничение разности потенциалов между центральным и внешним проводниками коаксиальной цепи, которая при возникает при ударе молнии и особенно велика, если часть тока молнии протекает по внешнему проводнику кабеля.
Характеристики, влияющие на передачу сигнала.
Волновое сопротивление 50 или 75 Ом определяется типом разъема и особенностями конструкции устройства.
КСВН (коэффициент стоячей волны по напряжению) Это отношение максимального значения стоячей волны (в пучности) к минимальному (в узле) При идеальном согласовании – отражений нет: КСВН=1, при полном рассогласовании – вся энергия отражается и КСВН стремится к бесконечности. Для устройств COMMENG с разъемами N, TNC и CР различных типов КСВН на частоте 2,5 ГГц не превышает 1,3. Чтобы уменьшить КСВН пришлось бы пойти на усложнение конструкции, но значение КСВН 1,3 на 2,5 ГГц для устройства защиты это совсем неплохо.
Коэффициент передачи S21 вычисляется как отношение мощности сигнала на выходе устройства к мощности сигнала на входе. В общем случае он является комплексной величиной и содержит в себе информацию как об отношении амплитуд, так и сдвиге фаз входного и выходного сигналов. В устройствах защиты сдвига фаз не происходит. Коэффициенты передачи обычно представляются в формате дБ по модулю: S21 = 20 lg|S21| дБ. Как видим, затухания практически нет - на 160 МГц S21= - 0,003 дБ, на 1,5 ГГц S21 = - 0,066 дБ
Характеристики защиты от помех
Возможны всего два варианта схемы которые отличаются только разъемами: устройство с двумя розетками включается в разрыв кабеля; у устройства с разными разъемами вилка используется для подключения к оборудованию или коаксиальному переходу, в розетку включается антенный кабель. В качестве элемента защиты используется газонаполненный разрядник.
Если не учитывать возможности подгорания разъемов, стойкость устройства к воздействию помех и его защитные свойства полностью определяются характеристиками разрядника: статическим напряжением пробоя, динамическим напряжением пробоя (скоростью срабатывания при воздействии быстро возрастающего напряжения), амплитудой и количеством импульсов (обычно формы 8/20 мкс), которые может выдерживать разрядник.
Выбор значения статического пробоя разрядника
При выборе статического напряжения пробоя разрядника нужно учитывать величину напряжения дистанционного питания (если оно есть) и частотный спектр и мощность передатчика. Обычно производители приводят эти данные в технических описаниях в виде таблицы. В описания МЭЗ-К смотри таблицу 4
Дело в том, что приложенное к разрядному промежутку напряжение вызывает ионизацию газа – и чем мощнее сигнал и выше его частота, тем больше свободных носителей заряда появится, если к этому еще постоянное напряжение питания прибавить, то вполне может хватить для того, чтобы зажглась дуга в разряднике или же дуга может зажечься от импульса помехи, а поддерживаться она будет от напряжения сигнала и дистанционного питания.
Правильный выбор тут важен, так как чем выше напряжение пробоя разрядника, тем больше будет амплитуда импульсной помехи на входе оборудования. Например, использовать разрядники со статическим напряжением пробоя 300-500 Вольт для приемников с пассивными антеннами нет никакого смысла – 90 Вольт оптимальное значение для этого случая.
Часть 1. Конструкция коаксиальной грозозащиты COMMENG
Часть 3. «Малый калибр» для сигналов и помех малой мощности
