You are here

От чего зависит дальность радиосвязи

От чего зависит дальность радиосвязи

 

В основном зависит как от физических факторов, так и от параметров оборудования.

 

Рельеф местности и характер застройки.

Сигнал приходит к антенне раличными путями и в результате, в зависимости от длины волны и сдвига фаз, может трансформироваться как суммарное, так и разностное значение. Могут появится "мертвые зоны"- это сумма противофазно принятых сигналов. Эта проблема чаще бывает в диапазоне 300 МГц и дальность связи возможна при открытой видимости. Для устойчивости связи применяются пара разнесенных в пространстве антенн и пара приемных трактов. Вторая антенна страхует при прерывании связи в первой. Это используется в DECT стандарте.

Высота подъема антенн.

Имеет самое решающее значение в обеспечении дальности связи.
Диапазон 27 МГц радиоволны имеют выраженный волновой характер распространенния и поэтому способны огибать препятствия. Связь возможна даже на расстоянии 10-15 км в городской застройке, что нельзя добиться в 900 МГц.
Итак, при невозможности установки антенны на достаточную высоту, можно использовать оборудование, которое работает на низкой частоте.
На диапазоне работы оборудования свыше 100 МГц уже небходима антенна на нужной высоте.
В диапазоне 430 МГц и 900 МГц связь устойчива при прямой видимости, т.е. антенна не должна быть скрыта плотной застройкой или перепадами высот рельефа.
Антенна, работающая на диапазоне 300 МГц, должна находиться не ниже 30 м, а в условиях высоких застроек, не ниже 100 м.

 

      
     

 

Эффективность антенн.



Это способность преобразовывать электрический сигнал в электромагнитное излучение и направлять в нужном направлении. Коэффициент усиления антенны - отношение прироста сигнала относительно изотропного точечного 360 градусного излучателя. Измеряется в dBi. Для наглядности чаще измеряют в dB- это относительно простейшего полуволнового диполя, имеющего диаграмму направленности в виде бабочки. Разница между эталонами(dBi и db) измерения равна 2,15. Например, усиление антенны можно представить как 10 dB или 12,15 dBi.
До 5 dB круговые антенны, энергия в основном излучается вверх, а не горизонтально в нужном направлении.
Прирост каждых 3 dB усиления антенны удваивает мощность и чувствительность антенны.
Также нужно обратить внимание на то, чтобы антенна соответствовала рабочим частотам радиостанции или телефону.
А настраивают антенны с помощью настроечных элементов и КСВ метра. КСВ антенны не должен быть хуже 1:1,5.

Затухание сигнала в применяемом кабеле.

Кабель должен с наименьшими потерями передать сигнал от радиопередающего устройства до антенны, а затем и до устройства. Самые наибольший урон дальности связи наносит использование не соответствующих кабелей. Потери в кабеле допускается до 2 dB, а сопротивление должно соответствовать сопротивлению применяемого оборудования -
50 Ом. В зависимости от длины и используемых частот, выбирается тип кабеля.

 

Чувствительность приемных трактов.

Во-первых, зависит от модели устройства, ну и конечно от заводской настройки, как правило, находится от 0,16 до 1,0 мкВ. Таким образом, чувствительность оборудования выше, если для приема сигнала необходимо меньшее напряжение в соотношении к шуму 12 dB. Для того чтоб удвоить напряжение сигнала в приемной антенне, необходимо 4х-кратное увеличение мощности в передающей антенне.

Частотный диапазон.

Итак, дальность действия связи зависит от частоты передающего устройства.
При размещении базовой антенны на высоте от 20 до 100 м самый эффективный, а потому и самый загруженный, лежит в диапазоне от 100 до 300 МГц. Дальность связи на этом участке в четыре раза больше чем на 27 МГц и в два раза, чем 900 МГц.

Зашумленность эфира.

Помехи создаются промышленными предприятиями, системой зажигания автомобиля, компьютером, линиями передачи и т.д. Если уровень создаваемый ими выше уровня полезного сигнала, то связь разрывается на этом участке.
Часто мощные вещательные передатчики "глушат" приемник телефона или блокируют работу удлинителя, владелец которого по незнанию приобрел оборудование, работающий на этих частотах.

Выходная мощность.

Надо отметить, что увеличение выходной мощности, является наименее эффективным способом увеличения дальности связи. Например: имея дальность в 5 км при 1Вт, для удвоения дальности в 10 км, потребуется мощность в 16 Вт - это было проверено на опытах. Таким образом, чтобы увеличить дальность в 2 раза при наличии видимости необходимо увеличить мощность передатчика в 4 раза, а при отсутствии видимости в 8 раз.

Итак, подведем итоги:

Во-первых - высота установки базовой антенны. Чем мощнее модели, тем больше дальность связи.
Во-вторых - рельеф местности и городские застройки. Самая высокая проходимость связи над водной гладью.
В-третьих - частота оборудования. При низких частотах, хорошее огибание и отражение радиоволн, но мало свободных диапазонов.
Диапазон 144-146 МГц более доступен для радиолюбителей. Но из-за малого разброса частот получится только симплексная связь. Кроме того, минус в том, что чем ниже частота, тем габаритнее антенны.
Еще раз обратим внимание на диапазон 300 МГц. Есть даже место для сертифицированных моделей (307-344 МГц). Здесь и резервируют множество служб, и работает большинство радиотелефонов-удлинителей. Вполне устраивает потребителей по множествам параметрам. Радиус связи, габариты антенн, простая настройка и цена.
900 МГц - один из высокочастотных диапазонов доступный пользователям. Связь возможно только при прямой видимости до 10 км.
В-четвертых - мощность оборудования. Чем хуже условия для связи, тем она должна быть мощнее.

Итак, выше перечисленные факторы влияют на дальность связи. Кроме того, существуют и другие причины.
Например, качество кабеля и внешних антенн. Мощные аппараты, как правило, укомплектованы, а вот другие требуют дополнительной доработки, чтобы увеличить радиус связи. Вот несколько способов. Установить внешнюю антенну как можно выше. Если база находится на верхних этажах дома, то кабель можно использовать 50-омный (обычно RG-58). Длина должна быть не больше 5-7 м, в противном случае произойдет затухание сигнала. Более дорогой кабель РК-50-7-11 или РК-50-9-11, последний, хотя и лучше по параметрам, но неудобен, так как имеет большое сечение и большую жесткость.
Кроме того, есть фидеры RG-213, BELDEN, 10-D-FB - импортного производства, которые лучше по своим параметрам, но и стоят дороже.
Хотелось бы обратить внимание на то, что установка требует аккуратного обращения, иначе не избежать мелких трещин в изоляции, которые затем при эксплуатации принесут немало досадных моментов, т.к. в оплетку станет попадать влага. Отечественные в этом плане прочнее.
Антенны подразделяются на пассивные и активные.
Благодаря конструкции и согласованности с частотами этого телефона пассивные антенны дают усиление.
К тому же они, пассивные, подразделяются на круговые и направленные.
Направленные - имеют большее усиление, чем круговые, проще в изготовлении и настройке и поэтому недорогие. Но усиление значительное дают только в секторе от 30 до 100 град. Подразделяются на несколько разновидностей.
Наиболее встречаемые антенны это логопериодические и рамочные. Логопериодические антенны имеют более высокий коэффициент усиления (К.У.) и узкую направленность от 20-30 град. Максимум усилия в одном направлении, в других в 5 раз слабее. Их можно применять между 2мя стационарными точками или когда хотим улучшить качество приема.
Рамочные - они же "зигзаги, бабочки", К.У. у этих антенн меньше, но диаграмма направленности от 90 до 120 град.,
Рекомендую применять рамочную антенну, даже в случае если нужна связь в одном направлении.
А по эффективности можно сравнить с хорошей активной или коллинеарной антенной.
Круговые антенны могут быть разные по конструкции. Но в основном встречаются четвертьволновые(1/4Л) и коллинеарные (КЛ).
1/4Л - самые простые круговые антенны, иногда некоторые модели телефонов ими и комплектуют. При замене на коллинеарную сразу увеличивает дальность в 2-3 раза.
Коллинеар - состоит из вибратора длиной 1,2 м и противовесов внизу. Коллинеар усиливает в 3-5 Дб. Если коллинеар в 2 раза больше по габариту, то усиливает в 6-8 Дб и дороже в 2 раза. В этом случае усиление достигается путем сужения диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.
Активные антенны помимо конструкции и согласованности, дополнительно оснащены встроенными усилителями на прием и передачу и в основном делают круговыми.
Внешне похожи на коллинеарные, но дополнительно у них два усилителя (приемный и передающий).
Приемный усилитель компенсирует потери в кабеле, а передающий кроме компенсации потерь дает прибавку по мощности до 2-3 Вт. При большой длине и невысоком качестве кабеля можно добиться неплохих результатов.
Если же кабель хороший дорогой с малым затуханием сигнала, то хорошее усиление дает и коллинеарные антенны.

Для 300 МГц-овых телефонов наиболее подходящим является активные антенны и усилители устанавливаются под ним и компенсируют потери в кабеле по приему и на передачу, к тому же усиливают базовый сигнал.

Рубрика: 

Добавить коментарий

0