Как проверить антенный кабель: осмотр разъёмов, мультиметр, утечка через изоляцию, КСВ и поиск места обрыва

· Интермера

Чтобы проверить антенный кабель, отключите его с обеих сторон — от антенны, усилителя или разветвителя и от приёмника — и осмотрите разъёмы. Затем поставьте мультиметр на измерение сопротивления и измерьте жилу относительно экрана: при свободном дальнем конце исправный кабель показывает OL, а если на дальнем конце соединить жилу с экраном перемычкой — малое сопротивление. Почти ноль без перемычки означает замыкание, OL с перемычкой — обрыв, конечное сопротивление без перемычки — утечку через изоляцию. Потери и отражения на рабочей частоте мультиметр не видит: для них нужен анализатор кабелей и антенн.

Ниже — как устроен коаксиальный кабель и где он обычно повреждается, пошаговая проверка мультиметром с нормами показаний, что значат КСВ, обратные и вносимые потери и как найти место обрыва по отражённому сигналу.

Диагностика антенного кабеля по показаниям мультиметра

Отключите кабель с обеих сторон, поставьте мультиметр на измерение сопротивления и выберите, что он показал в двух измерениях и что дал осмотр. Блок подскажет, что с кабелем и что проверить дальше.

Выберите показания — здесь появится вывод.

Как устроен антенный кабель и где он повреждается

Антенный кабель — коаксиальный: центральная жила и экран расположены соосно и разделены изоляцией. Жилу делают из меди, омеднённой стали или омеднённого алюминия, изоляцию — из сплошного или вспененного полиэтилена, фторопласта и других диэлектриков. Экран — оплётка, фольга или их сочетание, снаружи — оболочка из светостабилизированного полиэтилена или ПВХ. Поле сигнала сосредоточено между жилой и экраном, поэтому исправный кабель почти не излучает и защищён от наводок извне.

У кабеля есть волновое сопротивление. Для телевизионной и видеотехники в России применяют кабели 75 Ом — это, например, RG-6, RG-59 и отечественные РК 75. В радиосвязи и измерительной технике самый распространённый номинал — 50 Ом: такие RG-58 и РК 50. Все звенья тракта должны иметь одно и то же сопротивление, иначе на стыках возникают отражения. Об этом же напоминают и разъёмы: в статье о разъёме SMA разобрано, почему SMA на 50 Ом и телевизионный F на 75 Ом нельзя смешивать без переходников.

Расшифровка отечественной марки по ГОСТ 11326.0—78: в «РК 50-4-11» первое число — волновое сопротивление, второе — диаметр по изоляции в миллиметрах, третье — группа изоляции и номер разработки. Осторожно со старыми обозначениями 1950–1960-х годов: в них «РК-50» — просто номер разработки, а волновое сопротивление этого кабеля 157 Ом.

Где кабель ломается чаще всего:

  • Разъёмы и скрутки. Если хотя бы одна проволочка оплётки или край фольги касается жилы, сигнал замыкается, и он пропадает частично или полностью. Чаще всего так бывает в неправильно установленных разъёмах.
  • Плохой контакт экрана. Неплотно посаженный разъём или разрыв экрана пропускают сигнал наружу, а помехи — внутрь кабеля: появляются шум и «двоение» изображения.
  • Влага и погода. Изоляция кабеля, который постоянно на улице, со временем деградирует. Вспененный диэлектрик даёт примерно на 15 % меньше затухания, чем сплошной, но некоторые его виды во влажной среде впитывают воду, и потери заметно растут.
  • Заломы. Изоляция держит жилу точно по оси экрана, поэтому на практике смятый или резко изогнутый участок становится неоднородностью. Кабель с экраном из сплошной трубки при резком изгибе сминается, и появляются потери.

Шаг 1. Осмотр разъёмов и трассы

Отсоедините кабель и осмотрите оба конца. Телевизионный разъём F устроен просто: его штырём служит сама жила кабеля, а корпус обжимают или накручивают на оплётку. Поэтому жила должна быть сплошной, а не многопроволочной, и без надломов. Разъём F не герметичен: на улице его защищают уплотнительным кольцом внутри накидной гайки или ставят герметичное исполнение.

  • На контактах нет окисла, зелёного налёта и следов воды.
  • Проволочки оплётки и фольга не касаются жилы.
  • Оплётка плотно прижата корпусом разъёма, разъём не болтается на кабеле.
  • На трассе нет заломов, пережатых скобами и смятых участков, порезов оболочки; особенно внимательно — на уличных отрезках и у входа в здание.

Шаг 2. Проверка мультиметром: обрыв, замыкание и утечка

Сначала отключите питание антенного усилителя: по антенному кабелю часто подают питание предусилителя. Затем отсоедините кабель от всего — от антенны, разветвителя и входа телевизора или приёмника. На практике подключённые устройства дают свои цепи по постоянному току, и мультиметр покажет их, а не кабель.

Поставьте мультиметр на измерение сопротивления или в режим прозвонки. Что означает OL на дисплее и почему сопротивление измеряют только на обесточенной цепи, рассказано в статье о том, как пользоваться мультиметром. Дальше — два измерения:

  1. Дальний конец свободен. Один щуп — на жилу, второй — на корпус разъёма, то есть на экран. Исправный кабель показывает OL: жила и экран друг с другом не соединены.
  2. Дальний конец закорочен. На дальнем конце соедините жилу с экраном перемычкой и снова измерьте с ближнего конца. Ток идёт по жиле, через перемычку и обратно по экрану, поэтому одно измерение проверяет оба проводника. Исправный кабель показывает малое сопротивление, и чем длиннее кабель, тем оно больше.
ПоказаниеЧто это значитЧто делать
Без перемычки — OL, с перемычкой — малое сопротивлениеПо постоянному току кабель исправенЕсли сигнал слабый — проверить потери и отражения анализатором
Без перемычки — почти нольЗамыкание жилы на экранПеределать разъёмы; если замыкание осталось — оно внутри кабеля
Без перемычки — от сотен ом до мегаомУтечка через изоляцию: влага, повреждённая оболочка, старениеОсмотреть разъёмы и уличные участки, кабель обычно заменить
С перемычкой — OLОбрыв жилы или экранаПроверить разъёмы, затем искать место обрыва рефлектометром

Почему кабель «звонится», а сигнала нет

Мультиметр проверяет кабель постоянным током, а сигнал антенны — высокочастотный. Затухание в кабеле растёт пропорционально длине и увеличивается с частотой из-за скин-эффекта, поэтому длинная трасса на верхних каналах теряет заметно больше, чем на нижних. Влага во вспененном диэлектрике, заломы и плохо посаженные разъёмы ухудшают кабель именно на высокой частоте, а сопротивление по постоянному току при этом остаётся нормальным. Ещё одна причина — несогласованность: кабель на 50 Ом в тракте на 75 Ом или наоборот даёт отражения, стоячие волны и дополнительные потери.

Поэтому, если мультиметр показывает норму, а изображение рассыпается или связь пропадает, следующий шаг — измерения на рабочей частоте.

КСВ, обратные и вносимые потери: что показывает анализатор

КСВ — коэффициент стоячей волны: отношение наибольшей амплитуды стоячей волны в линии к наименьшей. Он показывает, насколько нагрузка, например антенна, согласована с кабелем. Без отражений КСВ равен 1, при полном отражении стремится к бесконечности. Для чисто активной нагрузки КСВ равен отношению большего сопротивления к меньшему: линия 50 Ом, нагруженная на 100 или 25 Ом, даёт КСВ 2,0.

Обратные потери — во сколько раз отражённая мощность меньше падающей, в децибелах. Чем они больше, тем лучше согласование и тем меньше КСВ; у разомкнутого конца обратные потери равны нулю. Вносимые потери — на сколько децибел падает мощность из-за того, что в линию включили устройство или отрезок кабеля; для кабеля это его затухание. Как связаны эти величины, видно из таблицы — это наш расчёт по формулам КСВ = (1 + |Γ|)/(1 − |Γ|) и обратные потери = −20 lg |Γ|, где |Γ| — модуль коэффициента отражения.

КСВ|Γ|Обратные потериОтражается мощности
1,00бесконечно большие0 %
1,20,0920,8 дБ0,8 %
1,50,214,0 дБ4 %
2,00,339,5 дБ11 %
3,00,56,0 дБ25 %

Эти параметры измеряет анализатор кабелей и антенн. Например, портативный анализатор S3101 работает от 1 МГц до 4 ГГц (исполнение S3101B — до 8 ГГц) и показывает обратные потери, КСВН, потери в кабеле, потери и КСВН в зависимости от расстояния до неоднородности, а также диаграмму Смита. Порт у него — разъём типа N, перед измерением прибор калибруют встроенным электронным калибратором или внешним набором мер.

Затухание отрезка удобно мерить с одного конца: дальний конец оставляют разомкнутым или замыкают, и весь сигнал отражается обратно. Отражённый сигнал проходит кабель дважды, поэтому на практике потери на один проход — половина измеренных обратных потерь. Так проверяют и новые тракты: к кабельным сборкам российского производства по запросу прилагают паспорт с графиком измерений КСВН и потерь на каждую сборку.

Как найти место обрыва или замыкания

Если мультиметр нашёл обрыв или замыкание, а кабель длинный и спрятан в стене или канале, место повреждения ищут рефлектометром. Прибор работает как радар: посылает в кабель короткий импульс или перепад напряжения и принимает отражения от мест, где меняется волновое сопротивление. Отражение от замыкания приходит с противоположным знаком, от обрыва — с тем же знаком, что и посланный сигнал. По амплитуде отражения оценивают, насколько сильна неоднородность, а по времени возврата — расстояние до неё.

Расстояние = скорость сигнала в кабеле × время / 2: сигнал проходит путь туда и обратно. Скорость зависит от диэлектрика; в примере с кабелем 50 Ом она около 66 % скорости света. Наш расчёт: при такой скорости отражение, пришедшее через 300 нс, означает неоднородность примерно в 30 м от прибора. Режим DTF в анализаторе кабелей и антенн решает ту же задачу: показывает КСВ и потери в зависимости от расстояния до неоднородности, поэтому по графику видно, на каком участке трассы стоит плохой разъём, стык или повреждение.

Схема: как проверить антенный кабель в три шага — осмотр разъёмов и трассы; два измерения мультиметром между жилой и экраном: без перемычки на дальнем конце норма OL, с перемычкой — малое сопротивление, почти ноль без перемычки — замыкание, OL с перемычкой — обрыв, сотни ом и больше — утечка; анализатор: КСВ, обратные потери, потери в кабеле и расстояние до неоднородности; пересчёт КСВ в обратные потери и долю отражённой мощности
Инфографика: три шага проверки антенного кабеля и пересчёт КСВ в обратные потери

Сводная таблица способов проверки

СпособЧто находитЧего не видит
ОсмотрОкисел, влагу, сдвинутую оплётку, заломы и порезыПовреждения внутри оболочки
Мультиметр, два измеренияОбрыв, замыкание, утечку через изоляциюЗатухание и отражения на рабочей частоте
Анализатор кабелей и антеннКСВ, обратные потери, затухание, неоднородности по расстояниюБез калибровки перед измерением результат неточен
РефлектометрРасстояние до обрыва, замыкания, стыка или разъёмаЗатухание на конкретной частоте

Итог

  • Кабель проверяют отключённым с обеих сторон, при выключенном питании антенного усилителя.
  • Осмотр находит частые неисправности у разъёмов: окисел, влагу, проволочки оплётки у жилы.
  • Мультиметр: без перемычки — OL, с перемычкой на дальнем конце — малое сопротивление. Иначе — замыкание, обрыв или утечка.
  • Если по мультиметру всё в норме, а сигнала нет, мерят затухание, КСВ и обратные потери на рабочей частоте.
  • Место повреждения в длинном кабеле показывает рефлектометр или режим DTF анализатора.

Частые вопросы о проверке антенного кабеля

Как проверить антенный кабель мультиметром?

Отключите кабель с обеих сторон и поставьте мультиметр на измерение сопротивления. Между жилой и экраном при свободном дальнем конце должно быть OL, а с перемычкой между жилой и экраном на дальнем конце — малое сопротивление. Почти ноль без перемычки означает замыкание, OL с перемычкой — обрыв.

Какое сопротивление должно быть у исправного коаксиального кабеля?

Между жилой и экраном — бесконечно большое: мультиметр показывает OL. Сопротивление петли, когда жила и экран соединены на дальнем конце, небольшое и растёт с длиной кабеля. Конечное сопротивление между жилой и экраном без перемычки — признак утечки через изоляцию или замыкания.

Почему кабель звонится, а сигнала нет?

Мультиметр проверяет кабель постоянным током, а сигнал антенны высокочастотный. Затухание растёт с длиной и частотой, а влага во вспененной изоляции, заломы, плохие разъёмы и смешение 50 и 75 Ом ухудшают кабель именно на высокой частоте. Это видно только по потерям и КСВ.

Можно ли соединять кабель 50 Ом и 75 Ом?

Лучше не соединять: все звенья тракта должны иметь одно волновое сопротивление, иначе на стыке возникают отражения и растут потери. По нашему расчёту кабель 75 Ом в тракте 50 Ом даёт КСВ 1,5, то есть отражается около 4 % мощности. При большой мощности стоячие волны могут привести к пробою диэлектрика.

Как найти место обрыва в длинном кабеле?

Рефлектометром или анализатором кабелей и антенн в режиме DTF. Прибор посылает импульс и принимает отражение от обрыва или замыкания, а расстояние считает по времени возврата: скорость сигнала в кабеле умножают на время и делят пополам, потому что сигнал проходит путь дважды.