Komunikacijsko razdaljo, ki jo lahko doseže brezžični komunikacijski sistem, določajo različni dejavniki, kot so različne naprave, ki sestavljajo sistem, in komunikacijsko okolje. Razmerje med njimi lahko izrazimo z naslednjo enačbo komunikacijske razdalje.
Če je oddajna moč oddajne naprave komunikacijskega sistema PT, je ojačanje oddajne antene GT, delovna valovna dolžina pa λ. Občutljivost sprejemnika sprejemne naprave je PR, ojačanje sprejemne antene je GR, razdalja med sprejemno in oddajno anteno pa je R, potem znotraj vidne razdalje in v okolju brez elektromagnetnih motenj velja naslednje razmerje:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) V formuli je Lc izguba vstavka napajalnika oddajne antene bazne postaje; L0 je izguba radijskih valov med širjenjem.
Pri načrtovanju sistema je treba pustiti zadostno rezervo za zadnji element, izgubo zaradi širjenja radijskih valov L0.
Pri prehodu skozi gozd in civilne zgradbe je običajno potrebna meja od 10 do 15 dB, pri prehodu skozi armiranobetonske zgradbe pa od 30 do 35 dB.
Za frekvenčna pasova 800 MHz, 900 Z MHz CDMA in GSM na splošno velja, da je prag sprejema mobilnih telefonov približno -104 dBm, dejansko sprejeti signal pa mora biti vsaj 10 dB višji, da se zagotovi zahtevano razmerje signal/šum. Pravzaprav se za ohranjanje dobre komunikacije sprejeta moč pogosto izračuna kot -70 dBm. Predpostavimo, da ima bazna postaja naslednje parametre:
Oddajna moč je PT = 20 W = 43 dBm; sprejemna moč je PR = -70 dBm;
Izguba napajalnika je 2,4 dB (približno 60 m napajalnika)
Ojačanje sprejemne antene mobilnega telefona GR = 1,5 dBi;
Delovna valovna dolžina λ = 33,333 cm (kar ustreza frekvenci f0 = 900 MHz);
Zgornja komunikacijska enačba bo postala:
43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1,5dBi=32dB+ 20log(m) dB+2,4dB+ izguba zaradi širjenja L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 log(m) + izguba zaradi širjenja L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 log(m) + izguba zaradi širjenja L0
Ko je vrednost na levi strani zgornje formule večja od vrednosti na desni strani, to je:
GT(dBi) > 20logr(m)-80,1dB+izguba širjenja L0. Ko neenakost velja, lahko štejemo, da sistem lahko vzdržuje dobro komunikacijo.
Če bazna postaja uporablja vsesmerno oddajno anteno z ojačanjem GT=11dBi in je razdalja med oddajno in sprejemno anteno R=1000m, komunikacijska enačba postane 11dB>60-80,1dB+izguba širjenja L0, kar pomeni, da je pri izgubi širjenja L0<31,1dB mogoče vzdrževati dobro komunikacijo na razdalji 1 km.
Pri enakih pogojih izgube širjenja kot zgoraj, če je ojačanje oddajne antene GT = 17dBi, torej povečanje za 6dBi, se lahko komunikacijska razdalja podvoji, to je r = 2 kilometra. Druge vrednosti je mogoče sklepati na enak način. Vendar je treba opozoriti, da ima lahko antena bazne postaje z ojačanjem GT 17dBi le pahljačasto pokritost snopa s širino snopa 30°, 65° ali 90° itd. in ne more vzdrževati vsesmerne pokritosti.
Če ojačanje oddajne antene GT=11dBi v zgornjem izračunu ostane nespremenjeno, vendar se okolje širjenja spremeni, izguba zaradi širjenja L0=31,1dB-20dB=11,1dB, potem zmanjšana izguba zaradi širjenja za 20 dB poveča komunikacijsko razdaljo za desetkrat, to je r=10 kilometrov. Izraz izgube zaradi širjenja je povezan z okoliškim elektromagnetnim okoljem. V urbanih območjih je veliko visokih stavb, zato so izgube zaradi širjenja velike. Na primestnih podeželskih območjih so kmečke hiše nizke in redke, zato so izgube zaradi širjenja majhne. Zato bo efektivni doseg pokritosti, tudi če so nastavitve komunikacijskega sistema popolnoma enake, različen zaradi razlik v okolju uporabe.
Zato je pri izbiri vsesmernih, usmerjenih anten in oblik anten z visokim ali nizkim ojačanjem treba upoštevati uporabo anten baznih postaj različnih vrst in specifikacij glede na specifične pogoje mobilnega komunikacijskega omrežja in aplikacijskega okolja.
Če želite izvedeti več o antenah, obiščite:
Čas objave: 25. julij 2025
