HF-Kabeldämpfung und Distance To Fault (mit FDR oder TDR)
Wie messe ich?
Kabeldämpfung
3 Messmethoden werden beschrieben:
Messmethode 1: Mit einem HF-Generator am einen Ende des Kabels und einem HF-Receiver am anderen Ende des Kabels.
Beispiel 1: der HF-Gen. sendet ein Signal mit 400MHz und einem Pegel von -10dBm. Der HF-Rec. mißt -12dBm. Die HF-Kabel-Dämpfung ist daher 2dB bei 400MHz.
Beispiel 2: der HF-Gen. sendet ein Signal von 1GHz bis 1,3GHz und einem Pegel von -10dBm. Der HF-Rec. mißt in diesem Frequenzbereich von -12 bis -14dBm. Die HF-Kabel-Dämpfung ist daher 2 - 4dB zwischen 1GHz und 1,3GHz.
Messmethode 2: Wenn beide Kabelenden am gleichen Ort zugänglich sind, kann mit einem Messgerät gemessen werden, in dem HF-Gen. und HF-Rec. eingebaut sind. Entweder mit einem 2-port Cable&Antenna Analyser (CAA) oder mit einem Funkmessplatz inkl. Tracking Generator oder mit einem Spektrum/Netzwerk-Analysator. Beispiele wie bei Messmethode 1.
Messmethode 3: Mit einem 1-port Cable&Antenna Analyser (CAA) kann diese Messung am einfachsten und kostengünstigsten gemacht werden. Beispiele wie bei Mm1. Im 1-port CAA ist ein Transceiver (Generator/Receiver) eingebaut, der diese Messung entweder mit einer TDR - (Time Domain Reflectometer) oder mit einer FDR - (Frequency Domain Reflectometer) Funktion durchführt. Mit dem 1-port CAA ist es eine 2-Schritt-Messung: Schritt1 = Messung mit offenem Kabelende, Schritt2 = Messung mit kurzgeschlossenem Kabelende.
Der gesamte Messbereich ist in 4 Teilbereiche mit praktischen Frequenzschritten unterteilt. Die Messung erfolgt in zwei Schritten. Der Teilbereichswechsel ist nur in 1 Stufe möglich und erfordert eine Vollzyklusmessung. Verwenden Sie die Taste , um den erforderlichen Teilbereich einzustellen, und folgen Sie dann den Anweisungen auf dem Bildschirm, um eine zweistufige Messung durchzuführen. Sobald das Analysegerät die Messung abgeschlossen hat, sehen Sie die Grafik „Verlust vs. Frequenz“. Verwenden Sie die Cursortasten (nach links) und (nach rechts), um die Frequenz zu ändern. Beobachten Sie den Verlustwert in Dezibel am unteren Rand des Bildschirms des Analysegeräts.
Distance To Fault (DTF mit TDR oder FDR)
Time Domain Reflektometer (TDR) sind elektronische Instrumente zur Lokalisierung von Fehlern in Übertragungsleitungen. Es wird ein kurzer elektrischer Impuls durch die Leitung gesendet, dann wird ein reflektierter Impuls beobachtet. Wenn die Verzögerung zwischen zwei Impulsen, die Lichtgeschwindigkeit und der Verkürzungsfaktor des Kabels bekannt sind, kann die DTF (distance-to-fault – Distanz zum Fehler) berechnet werden. Die Amplitude und die Form des reflektierten Impulses geben dem Bediener Aufschluss
über die Art des Fehlers. Anstelle eines kurzen Impulses kann auch eine „Sprung“-Funktion durch das Kabel gesendet werden.
Im Gegensatz zu vielen anderen kommerziell erhältlichen Reflektometern sendet das RigExpert AA-2000 ZOOM keine Impulse durch das Kabel. Stattdessen kommt eine andere Technik zum Einsatz. Zunächst werden R und X (der Real- und der Imaginärteil der Impedanz) über den gesamten Frequenzbereich (bis 2000 MHz) gemessen. Dann wird die IFFT (Inverse Fast Fourier Transform – Umkehrfunktion zur schnellen Fourier-Transformation) auf die Daten angewandt. Im Ergebnis werden die Impulsantwort und die Sprungantwort berechnet. Diese Methode wird oft als FDR (Frequenzbereichsreflektometrie) bezeichnet.
In diesem Dokument wird jedoch der Begriff „TDR“ („Zeitbereichsreflektometrie“) verwendet, da alle Berechnungen intern durchgeführt werden und der Benutzer nur das Endergebnis sehen kann. Die vertikale Achse der resultierenden Tabelle zeigt den Reflexionskoeffizienten an: Γ=-1 für kurzgeschlossene Last, 0 für angepasste Impedanzlast (ZLoad=Z0) oder +1 für offene Last. Da der Verkürzungsfaktor des Kabels bekannt ist, wird die horizontale Achse in Längeneinheiten dargestellt. In diesen Grafiken können einzelne oder mehrere Diskontinuitäten dargestellt werden. Während sich die Grafik mit der Impulsantwort zur Abstandsmessung eignet, hilft die Grafik mit der Sprungantwort bei der Ermittlung von Fehlerursachen. Auf der nächsten Seite finden Sie Beispiele für typische Grafiken mit Sprungantworten.
Im Setup wählen Sie den kleinsten Bereich, der für Ihre Kabellänge geeignet ist (kürzere Distanzen haben eine bessere Längenauflösung), und stellen Sie den Verkürzungsfaktor ein. Die Änderung des Verkürzungsfaktors korrigiert die Bereichsdistanzen.
Das Messergebnis kann in drei Modi angezeigt werden: Impulsantwort, Sprungantwort, Impedanzantwort. Drei Bilder zeigen das Messergebnis der kurzen offenen Stichleitung in verschiedenen Anzeigemodi.
Kabellänge & Verkürzungsfaktor
Wenn der Verkürzungsfaktor bekannt ist, lässt sich die physische Länge eines Kabels leicht berechnen. Drücken Sie die Taste (nach oben) und ändern Sie den Wert des Verkürzungsfaktors, drücken Sie dann (OK), um die Messung zu starten.
Um den Verkürzungsfaktor eines unbekannten Kabels zu ermitteln, drücken Sie die Taste (nach unten) geben Sie die physische Länge ein und drücken Sie dann (OK).
Der Verkürzungsfaktor hängt vom Typ Ihrer Übertragungsleitung ab. Beispielsweise beträgt der VKF eines RG-58-Kabels mit Polyethylenisolierung 0,66.
Womit messe ich?
Mit HF-Kabel- und Antennen-Messgeräten - siehe hier