Distanța de comunicare pe care o poate atinge un sistem de comunicații wireless este determinată de diverși factori, cum ar fi diversele dispozitive care alcătuiesc sistemul și mediul de comunicare. Relația dintre aceștia poate fi exprimată prin următoarea ecuație a distanței de comunicare.
Dacă puterea de transmisie a dispozitivului de transmisie al sistemului de comunicații este PT, câștigul antenei de transmisie este GT, iar lungimea de undă de funcționare este λ. Sensibilitatea receptorului dispozitivului de recepție este PR, câștigul antenei de recepție este GR, iar distanța dintre antenele de recepție și de transmisie este R, în limita distanței vizuale și în mediul fără interferențe electromagnetice, există următoarea relație:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) În formulă, Lc este pierderea de inserție în alimentatorul antenei de transmisie a stației de bază; L0 este pierderea undelor radio în timpul propagării.
La proiectarea sistemului, trebuie lăsată o marjă suficientă pentru ultimul element, pierderea de propagare a undelor radio L0.
În general, este necesară o marjă de 10 până la 15 dB la trecerea prin păduri și clădiri civile; o marjă de 30 până la 35 dB este necesară la trecerea prin clădiri din beton armat.
Pentru benzile de frecvență de 800MH, 900ZMHz CDMA și GSM, se consideră în general că nivelul pragului de recepție al telefoanelor mobile este de aproximativ -104dBm, iar semnalul recepționat efectiv ar trebui să fie cu cel puțin 10dB mai mare pentru a asigura raportul semnal-zgomot necesar. De fapt, pentru a menține o bună comunicare, puterea recepționată este adesea calculată ca -70 dBm. Presupunem că stația de bază are următorii parametri:
Puterea de transmisie este PT = 20W = 43dBm; puterea de recepție este PR = -70dBm;
Pierderea în alimentator este de 2,4 dB (aproximativ 60 m în alimentator)
Câștig antenă recepție telefon mobil GR = 1,5dBi;
Lungimea de undă de lucru λ = 33,333 cm (echivalentul frecvenței f0 = 900 MHz);
Ecuația de comunicare de mai sus va deveni:
43dBm-(-70dBm) + GT(dBi) + 1,5dBi = 32dB + 20logr(m) dB + 2,4dB + pierdere de propagare L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m) + pierdere de propagare L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 logr(m) + pierderea de propagare L0
Când valoarea din partea stângă a formulei de mai sus este mai mare decât valoarea din partea dreaptă, adică:
GT(dBi) > 20logr(m) - 80,1dB + pierderea de propagare L0. Când inegalitatea este valabilă, se poate considera că sistemul poate menține o comunicare bună.
Dacă stația de bază utilizează o antenă de transmisie omnidirecțională cu un câștig de GT = 11dBi și distanța dintre antenele de transmisie și recepție este R = 1000m, ecuația de comunicație devine în continuare 11dB > 60 - 80,1dB + pierderea de propagare L0, adică atunci când pierderea de propagare L0 < 31,1dB, o comunicare bună poate fi menținută pe o distanță de 1 km.
În aceleași condiții de pierdere de propagare ca mai sus, dacă câștigul antenei de transmisie GT = 17dBi, adică o creștere de 6dBi, distanța de comunicație poate fi dublată, adică r = 2 kilometri. Celelalte deduceri pot fi deduse în același mod. Cu toate acestea, trebuie menționat că antena stației de bază cu un câștig GT de 17dBi poate avea doar o acoperire a fasciculului în formă de evantai, cu o lățime a fasciculului de 30°, 65° sau 90° etc. și nu poate menține o acoperire omnidirecțională.
În plus, dacă amplificarea antenei de transmisie GT=11dBi rămâne neschimbată în calculul de mai sus, dar mediul de propagare se modifică, pierderea de propagare L0=31.1dB-20dB=11.1dB, atunci pierderea de propagare redusă de 20dB va crește distanța de comunicație de zece ori, adică r=10 kilometri. Termenul pierderii de propagare este legat de mediul electromagnetic înconjurător. În zonele urbane, există multe clădiri înalte, iar pierderea de propagare este mare. În zonele rurale suburbane, casele de la țară sunt joase și rare, iar pierderea de propagare este mică. Prin urmare, chiar dacă setările sistemului de comunicații sunt exact aceleași, raza de acoperire efectivă va fi diferită din cauza diferenței în mediul de utilizare.
Prin urmare, atunci când se aleg antene omnidirecționale, direcționale și antene cu câștig mare sau mic, este necesar să se ia în considerare utilizarea unor antene de stație de bază de diferite tipuri și specificații, în funcție de condițiile specifice ale rețelei de comunicații mobile și ale mediului de aplicații.
Pentru a afla mai multe despre antene, vă rugăm să vizitați:
Data publicării: 25 iulie 2025
