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Calcolo del cavo radiante.

Inserisci i dati di catalogo del cavo e quelli del terminale. Lo strumento calcola la perdita di sistema, il livello ricevuto nel punto peggiore della tratta e la lunghezza massima alimentabile nella configurazione scelta.

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Come funziona

Il modello di calcolo

Il cavo radiante ha due perdite indipendenti fra loro. Una cresce con la distanza percorsa lungo il cavo, l’altra no. La IEC 61196-4 le misura insieme e la loro somma è la perdita di sistema.

FORNICELOCALE TECNICOSTAZIONERADIO BASEAMPLIFICATOREP_txDIVISOREbretelle e connettoriPERDITE CONCENTRATEATTENUAZIONE LONGITUDINALEα × z / 100CAVO RADIANTECARICO50 Ωperdita di accoppiamento+ attenuazione in spazio liberodTERMINALEPUNTO PEGGIORE
Stazione radio base e amplificatore
La potenza che inserisci nel calcolo è quella in uscita dall’amplificatore, prima degli elementi passivi.
Bretelle, connettori e divisore
Sono gli elementi passivi a monte del cavo. La somma delle loro perdite va nel campo «perdite concentrate».
Cavo radiante
Si attenua lungo il percorso: è l’attenuazione longitudinale, in dB ogni 100 m, moltiplicata per la distanza z dalla testa di alimentazione.
Carico da 50 Ω
Chiude l’estremità opposta e assorbe la potenza residua. Non irradia e non entra nel calcolo, ma senza il carico il segnale torna indietro e falsa la misura.
Tratto cavo-terminale
Qui agiscono la perdita di accoppiamento di catalogo e, se il terminale è oltre la distanza di riferimento, l’attenuazione in spazio libero.
Alimentazione da una sola testa: il punto peggiore è l’estremità opposta, dove z coincide con la lunghezza della tratta. Alimentando da entrambe le teste il punto peggiore si sposta a metà e z si dimezza.
  1. 01

    Attenuazione longitudinale

    Longitudinal loss: la perdita del segnale che viaggia dentro il cavo, in dB ogni 100 m. Cresce con la frequenza. Moltiplicata per la distanza dalla testa di alimentazione, dà la parte di perdita che dipende dalla lunghezza.

  2. 02

    Perdita di accoppiamento

    Coupling loss: il rapporto in dB fra il segnale in uscita dal cavo radiante e il segnale ricevuto da un dipolo a mezza lunghezza d’onda. Non dipende da quanto cavo hai percorso. I costruttori la dichiarano al 50 % e al 95 %; in galleria si progetta sul 95 %.

  3. 03

    Perdita di sistema

    System loss: la somma delle due precedenti. La IEC 61196-4 le misura in spazio libero, con il cavo a 2 m dal suolo e il dipolo a 2 m dal cavo. È il numero usato nei capitolati per confrontare un cavo con l’altro.

  4. 04

    Attenuazione in spazio libero

    Se il terminale è più lontano dei 2 m di misura, si aggiunge l’attenuazione in spazio libero fra le due distanze, pari a 20·log10(d / d_rif) dB. Sotto la distanza di riferimento il termine vale zero: la norma non caratterizza il campo vicino, quindi non applichiamo una riduzione che la norma non misura.

  5. 05

    Perdite concentrate

    Le perdite sugli elementi passivi a monte del cavo: branching, connettori, divisori e bretelle. Si sottraggono una volta sola, prima che il segnale entri nella tratta radiante.

  6. 06

    Punto peggiore e margine

    Alimentando da una sola testa il punto peggiore è la testa opposta. Alimentando da entrambe le teste la lunghezza di calcolo si dimezza e il punto peggiore va a metà tratta. Il margine disponibile è la differenza fra il livello ricevuto e la sensibilità del terminale.

Formula applicata

P_rx = P_tx − L_concentrate − (α × z / 100) − L_accoppiamento − 20·log10(d / d_rif)

z è la distanza dalla testa di alimentazione al punto peggiore, α l’attenuazione longitudinale in dB/100 m, d la distanza fra cavo e terminale, d_rif la distanza di riferimento di catalogo. L’ultimo termine si applica solo quando d supera d_rif: al di sotto vale zero.

Il calcolo

Link budget della tratta radiante

Apparati

Potenza prima degli elementi passivi: le perdite concentrate sono sottratte qui sotto.

Perdite sugli elementi passivi a monte del cavo: branching, connettori, divisori e bretelle.

Livello minimo richiesto dal terminale. Prendilo dal manuale, non dal capitolato.

Cavo radiante

Longitudinal loss di catalogo alla frequenza di lavoro. Cambia con la frequenza: usa la riga della tua banda.

Coupling loss di catalogo, misurata secondo IEC 61196-4. In galleria si progetta sul valore al 95 %.

Distanza a cui è misurata la perdita di accoppiamento. La IEC 61196-4 usa 2 m.

Sviluppo del cavo radiante posato nel fornice, a valle degli elementi passivi.

Alimentando da entrambe le teste il punto peggiore si sposta a metà tratta. Il calcolo presuppone la stessa potenza su ogni testa.

Scenario di copertura

Distanza fra il cavo e il terminale nel punto più sfavorevole della sezione.

Riserva richiesta sopra la sensibilità, per traffico veicolare, presenza dell’operatore e invecchiamento dei componenti.

Domande frequenti

Dubbi ricorrenti sul cavo radiante

Dove trovo l’attenuazione longitudinale del mio cavo ?
Sulla scheda tecnica del costruttore, nella tabella per frequenza. Lo stesso cavo ha valori molto diversi a 400 MHz e a 2100 MHz, quindi vale la riga della tua banda e non un valore medio. Un cavo da 7/8 pollici e uno da 1 5/8 pollici danno valori sensibilmente diversi: a parità di frequenza il diametro maggiore attenua meno.
Perché la perdita di accoppiamento ha una percentuale accanto ?
Perché è una grandezza statistica: lungo il cavo il livello varia da punto a punto. Il valore al 50 % è la mediana delle misure. Il valore al 95 % è quello che non viene superato nel 95 % dei punti, cioè il caso sfavorevole. In galleria si progetta sul 95 %: è quello che descrive il punto peggiore.
Che differenza c’è fra perdita di sistema e perdite totali ?
La perdita di sistema (System loss) è la somma di attenuazione longitudinale e perdita di accoppiamento, cioè le due grandezze che la IEC 61196-4 misura sul cavo. Le perdite totali aggiungono quello che dipende dall’impianto e non dal cavo: le perdite concentrate sugli elementi passivi e l’attenuazione in spazio libero oltre i 2 m.
Quando conviene alimentare da entrambe le teste ?
Quando la tratta supera la lunghezza massima calcolata da una sola testa. Alimentando da entrambi i lati la lunghezza di calcolo si dimezza, quindi copri circa il doppio del fornice. Servono però due punti di alimentazione, quindi due locali tecnici raggiunti dal segnale. Attenzione a un punto: il calcolo presuppone la stessa potenza su ogni testa. Se dividi un solo trasmettitore in due, aggiungi la perdita del divisore, circa 3,5 dB, alle perdite concentrate.
Che margine di progetto conviene usare in galleria ?
Il margine deve coprire almeno tre cose: l’attenuazione dovuta al corpo di chi tiene la radio, i veicoli che occupano la sezione e l’invecchiamento di cavo e connettori. Un valore di partenza ragionevole è 10 dB, poi lo si verifica con la misura sul campo. Alcuni capitolati lo fissano esplicitamente: in quel caso vale il capitolato.
Il calcolo tiene conto delle antenne di estremità ?
No. Lo strumento dimensiona la sola tratta radiante. Le zone servite da antenna, tipicamente gli imbocchi e le nicchie, vanno calcolate a parte con il link budget classico in spazio libero.
Perché il risultato non coincide con la misura sul campo ?
Perché la perdita di accoppiamento di catalogo è misurata in spazio libero, secondo IEC 61196-4, con il cavo a 2 m dal suolo. Nel fornice reale la sezione, i ventilatori, i cavidotti, il traffico veicolare e la posizione del cavo rispetto alla volta cambiano l’accoppiamento. Il calcolo serve a dimensionare, la misura a validare.
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Progettiamo, realizziamo e collaudiamo sistemi di copertura radio in galleria da oltre vent’anni. I nostri tecnici misurano attenuazione e accoppiamento sul cavo posato e rilasciano il rapporto di collaudo.

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