Способы уменьшения взаимных влияний. Симметрирование ВЧ кабелей связи

Симметрированием называется комплекс мероприятий, проводимых в процессе монтажа симметричных кабелей связи с целью уменьшения взаимных влияний между цепями в кабеле и помех от внешних источников. Взаимные влияния являются результатом действий электромагнитных связей, имеющихся между цепями. Влияние внешних источников возникает вследствие асимметрии проводников относительно оболочки кабеля. Такие связи обычно называют асимметричными.

Симметрирование НЧ и ВЧ кабелей осуществляется различными методами. Это обусловлено следующим: НЧ связь осуществляется по однокабельной системе, поэтому должна быть обеспечена требуемая защищенность от помех как на ближнем, так и дальнем концах линии. ВЧ связь организуется по двухкабельной системе, поэтому критичным является защищенность от помех на дальнем конце. На ближнем конце достаточно иметь сравнительно невысокие значения переходного затухания, при которых исключилось влияние на дальний конец за счет отражения волн.

Кабели НЧ имеют сравнительно малое затухание, и поэтому при их симметрировании на длине усилительного участка относительно, дальнего конца будет изменяться влияние на ближнем конце, причем это изменение может происходить и в худшую сторону. Длина шага симметрирования обычно не превышает 1, 7 – 2, 0 км. НЧ кабели симметрируют небольшими участками, называемыми шагами симметрирования.

Симметрирование выполняют в три этапа: внутри шагов симметрирования; при соединении шагов и на смонтированном усилительном участке.

Симметрирование внутри шагов (первый этап) можно выполнять в одной, трех и семи точках, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от концов шага симметрирования (рисунок 9.11). Муфты, в которых выполняют симметрирование скрещиванием и конденсаторами, называются конденсаторными. Муфты, в которых симметрирование не выполняют и жилы соединяют напрямую, называют прямыми муфтами и обозначают кружочком (рисунок 9.11).

При одноточечной схеме сначала монтируют прямые муфты, а затем конденсаторную (К). В случае трехточечной схемы вначале монтируют прямые муфты, затем симметрирующие и только потом конденсаторные. При симметрировании по семиточечной схеме сначала монтируют симметрирующие муфты А, затем Б и последней – конденсаторную муфту К.

Рисунок 9.11 – Симметрирование НЧ цепей

Кабели ВЧ имеют большое затухание. Поэтому при скрещивании цепей на длине усилительного участка и включении симметрирующих контуров на расстоянии от конца этого участка, соответствующем по затуханию примерно 10 дБ, на верхних частотах диапазона влияние на ближнем конце практически изменяться не будет.

Симметрирование на дальнем конце усилительного участка выполняют в два этапа: на первом – систематическое скрещивание первой цепи четверки при соединении строительных длин кабеля (оператор соединения в муфте жил кабеля х..); на втором – скрещивание цепей в одной, двух или трех точках (муфтах) (рисунок 9.12) с подбором опытным путем наилучшего сочетания операторов скрещивания по результатам измерений защищенности цепей на дальнем конце усилительного участка. Эффективность двухэтапного скрещивания ВЧ-цепей зависит от значений так называемого параметра симметрируемости внутричетверочных комбинаций влияния для строительной длины кабеля. Этот параметр определяется минимальным значением А_l, которого можно достигнуть при компенсации непосредственных влияний. Эффективность двухэтапного скрещивания также зависит от диапазона частот и длины усилительного участка.

Рисунок 9.12 – Симметрирование ВЧ цепей

Под наилучшим сочетанием операторов скрещивания при трехточечной или двухточечной схемах симметрирования понимают такое, при котором достигается требуемая норма по защищенности А_зl во всем диапазоне частот. Если этого достигнуть невозможно, то выбранные операторы скрещивания должны в первую очередь уничтожить эффект перестановки для возможности использования симметрирования с применением контуров противосвязи. В последнем случае симметрирование ВЧ-цепей получается трехэтапным.

Кроме рассмотренных методов уменьшения взаимных влияний между ВЧ-цепями, в отдельных случаях могут потребоваться и другие (дополнительные) меры, например, по уменьшению влияний с выхода промежуточного усилителя (регенератора) на его вход в комбинированных ж.д. кабелях связи и компенсационных метод ослабления взаимных влияний на участках между соседними обслуживаемыми усилительными пунктами (ОУП-ОУП). Этот метод служит для обеспечения помехозащищенности от взаимных влияний при организации связи по кабелю, предназначенному согласно техническим условиям для работы в более узком диапазоне частот, чем этого требует применяемая аппаратура.

Влияние с выхода промежуточного усилителя на его вход необходи­мо учитывать на кабельных линиях при наличии низкочастотных це­пей, проходящих без разрыва через высокочастотный усилительный пункт (УП). В этом случае имеют место указанные влияния через тре­тьи низкочастотные цепи (рисунок 9.13).Устранение этих влияний может быть обеспечено благодаря переходу ВЧ-цепей из одного кабеля в дру­гой в каждом усилительном пункте (рисунок 9.14).Влияния с выхода на вход ВЧ-усилителей через третьи двухпроводные цепи могут быть уменьшены включением в последние низкочастотных фильтров.

Рисунок 9.13 – Влияние через третьи цепи

Рисунок 9.14 – Переход ВЧ-кабелей

Для уменьшения этих влияний на воздушных линиях вводы в уси­лительные пункты устраивают в разных кабелях. Для уменьшения вли­яния через земляной тракт во все цепи на входе и выходе в усилитель­ные пункты включают запирающие катушки (ЗК) (рисунок 9.15).Каждую полуобмотку катушки ЗК включают в один из проводов двухпроводной цепи. В результате магнитные поля токов земляного тракта (имеющих одинаковое направление) складываются, что увеличивает индуктивное сопротивление цепи «провод—земля». Магнитные поля токов, имеющих разные направления в проводах двухпроводной цепи, взаимно компен­сируются, и затухание, вносимое запирающей катушкой для передавае­мых сигналов, невелико. При вводе в оконечные пункты запирающие катушки включаются только в уплотненные цепи.

Рисунок 9.15 – Запирающие катушки

Сущность симметрирования скрещиванием жил заключается в компенсации электромагнитных связей между цепями на одном участке кабельной линии связями другого участка.Компенсация объясняется тем, что при скрещивании связи изменяют свой знак.

При симметрировании конденсаторным методом последние устанавливают в промежуточной муфте, соединяющей два участка кабельной линии, и включают между жилами цепей.

Концентрированное симметрирование контурами противосвязи заключается в том, что токи помех, вызываемые электромагнитными связями между цепями, компенсируются токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью контуров, включенных между жилами цепей.