Bezvadu sakaru sistēmas sasniedzamo sakaru attālumu nosaka dažādi faktori, piemēram, dažādās ierīces, kas veido sistēmu, un sakaru vide. To savstarpējo saistību var izteikt ar šādu sakaru attāluma vienādojumu.
Ja sakaru sistēmas raidītāja ierīces raidīšanas jauda ir PT, raidītāja antenas pastiprinājums ir GT un darbības viļņa garums ir λ. Uztverošās ierīces uztvērēja jutība ir PR, uztverošās antenas pastiprinājums ir GR un attālums starp uztverošo un raidošo antenu ir R, vizuālā attāluma robežās un vidē bez elektromagnētiskiem traucējumiem pastāv šāda sakarība:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB). Formulā Lc ir bāzes stacijas raidošās antenas fīdera ievietošanas zudumi; L0 ir radioviļņu zudumi izplatīšanās laikā.
Projektējot sistēmu, jāatstāj pietiekama rezerve pēdējam punktam — radioviļņu izplatīšanās zudumiem L0.
Parasti, šķērsojot mežus un civilās ēkas, ir nepieciešama 10–15 dB rezerve; šķērsojot dzelzsbetona ēkas, nepieciešama 30–35 dB rezerve.
800MHz, 900ZMHz CDMA un GSM frekvenču joslās parasti tiek uzskatīts, ka mobilo tālruņu uztveršanas sliekšņa līmenis ir aptuveni -104dBm, un faktiskajam uztvertajam signālam jābūt vismaz par 10dB augstākam, lai nodrošinātu nepieciešamo signāla un trokšņa attiecību. Faktiski, lai uzturētu labu sakaru kvalitāti, uztvertā jauda bieži tiek aprēķināta kā -70 dBm. Pieņemsim, ka bāzes stacijai ir šādi parametri:
Raidīšanas jauda ir PT = 20 W = 43 dBm; uztveršanas jauda ir PR = -70 dBm;
Padevēja zudumi ir 2,4 dB (aptuveni 60 m padevējs)
Mobilā tālruņa uztveršanas antenas pastiprinājums GR = 1,5 dBi;
Darba viļņa garums λ = 33,333 cm (ekvivalents frekvencei f0 = 900 MHz);
Iepriekš minētais komunikācijas vienādojums kļūs par:
43dBm-(-70dBm) + GT(dBi) + 1,5dBi = 32dB + 20logr(m) dB + 2,4dB + izplatīšanās zudumi L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m) + izplatīšanās zudumi L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 logr(m) + izplatīšanās zudums L0
Ja vērtība iepriekš minētās formulas kreisajā pusē ir lielāka nekā vērtība labajā pusē, tas ir:
GT(dBi) > 20logr(m)-80,1 dB + izplatīšanās zudums L0. Ja nevienādība ir spēkā, var uzskatīt, ka sistēma var uzturēt labu komunikāciju.
Ja bāzes stacija izmanto visvirzienu raidīšanas antenu ar pastiprinājumu GT = 11 dBi un attālums starp raidīšanas un uztveršanas antenām ir R = 1000 m, sakaru vienādojums kļūst vēl 11 dB > 60–80,1 dB + izplatīšanās zudumi L0, tas ir, ja izplatīšanās zudumi L0 < 31,1 dB, labus sakarus var uzturēt 1 km attālumā.
Tādos pašos izplatīšanās zuduma apstākļos kā iepriekš minētajos, ja raidošās antenas pastiprinājums GT = 17 dBi, tas ir, pieaugums par 6 dBi, sakaru attālumu var dubultot, tas ir, r = 2 kilometri. Citus attālumus var secināt tādā pašā veidā. Tomēr jāatzīmē, ka bāzes stacijas antena ar pastiprinājumu GT 17 dBi var nodrošināt tikai vēdekļveida stara pārklājumu ar stara platumu 30°, 65° vai 90° utt., un tā nevar uzturēt visvirzienu pārklājumu.
Turklāt, ja raidošās antenas pastiprinājums GT = 11 dBi iepriekš minētajā aprēķinā paliek nemainīgs, bet mainās izplatīšanās vide, izplatīšanās zudumi L0 = 31,1 dB - 20 dB = 11,1 dB, tad samazinātie 20 dB izplatīšanās zudumi palielinās sakaru attālumu desmitkārtīgi, tas ir, r = 10 kilometri. Izplatīšanās zudumu faktors ir saistīts ar apkārtējo elektromagnētisko vidi. Pilsētu teritorijās ir daudz augstceltņu, un izplatīšanās zudumi ir lieli. Piepilsētu lauku teritorijās lauku mājas ir zemas un reti apbūvētas, un izplatīšanās zudumi ir mazi. Tāpēc pat tad, ja sakaru sistēmas iestatījumi ir pilnīgi vienādi, efektīvais pārklājuma diapazons atšķirsies lietošanas vides atšķirību dēļ.
Tāpēc, izvēloties visvirzienu, virziena antenas un augsta vai zema pastiprinājuma antenu formas, ir jāapsver dažādu veidu un specifikāciju bāzes staciju antenu izmantošana atbilstoši mobilo sakaru tīkla un lietojumprogrammu vides īpašajiem apstākļiem.
Lai uzzinātu vairāk par antenām, lūdzu, apmeklējiet:
Publicēšanas laiks: 2025. gada 25. jūlijs
