Ryšio atstumą, kurį gali pasiekti belaidė ryšio sistema, lemia įvairūs veiksniai, tokie kaip įvairūs sistemą sudarantys įrenginiai ir ryšio aplinka. Ryšį tarp jų galima išreikšti šia ryšio atstumo lygtimi.
Jei ryšio sistemos siųstuvo perdavimo galia yra PT, perdavimo antenos stiprinimas yra GT, o veikimo bangos ilgis yra λ. Priėmimo įrenginio imtuvo jautrumas yra PR, priėmimo antenos stiprinimas yra GR, o atstumas tarp priėmimo ir perdavimo antenų yra R, vizualiu atstumu ir aplinkoje be elektromagnetinių trukdžių egzistuoja toks ryšys:
PT(dBm) - PR(dBm) + GT(dBi) + GR(dBi) = 20log4pr(m) / l(m) + Lc(dB) + L0 (dB). Šioje formulėje Lc yra bazinės stoties siuntimo antenos tiekimo įrenginio įterpties nuostoliai; L0 yra radijo bangų nuostoliai sklidimo metu.
Projektuojant sistemą, reikėtų palikti pakankamą atsargą paskutiniam elementui – radijo bangų sklidimo nuostoliams L0.
Paprastai kertant miškus ir civilinius pastatus reikalinga 10–15 dB atsarga; kertant gelžbetoninius pastatus – 30–35 dB atsarga.
800MHz, 900ZMHz CDMA ir GSM dažnių juostose mobiliųjų telefonų priėmimo slenksčio lygis paprastai laikomas apie -104 dBm, o faktinis priimtas signalas turėtų būti bent 10 dB didesnis, kad būtų užtikrintas reikiamas signalo ir triukšmo santykis. Tiesą sakant, norint palaikyti gerą ryšį, priimama galia dažnai apskaičiuojama kaip -70 dBm. Tarkime, kad bazinė stotis turi šiuos parametrus:
Perdavimo galia PT = 20 W = 43 dBm; priėmimo galia PR = -70 dBm;
Tiektuvo nuostoliai yra 2,4 dB (maždaug 60 m tiektuvo)
Mobiliojo telefono priėmimo antenos stiprinimo koeficientas GR = 1,5 dBi;
Darbinis bangos ilgis λ = 33,333 cm (atitinka dažnį f0 = 900 MHz);
Aukščiau pateikta komunikacijos lygtis bus tokia:
43dBm-(-70dBm) + GT(dBi) + 1,5dBi = 32dB + 20logr(m) dB + 2,4dB + sklidimo nuostoliai L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m) + sklidimo nuostoliai L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 logr(m) + sklidimo nuostoliai L0
Kai aukščiau pateiktos formulės kairėje pusėje esanti reikšmė yra didesnė už dešinėje pusėje esančią reikšmę, tai yra:
GT(dBi) > 20logr(m) - 80,1 dB + sklidimo nuostoliai L0. Kai nelygybė galioja, galima laikyti, kad sistema gali palaikyti gerą ryšį.
Jei bazinė stotis naudoja visakryptę siuntimo anteną, kurios stiprinimo koeficientas GT = 11 dBi, o atstumas tarp siuntimo ir priėmimo antenų yra R = 1000 m, ryšio lygtis tampa tokia: 11 dB > 60–80,1 dB + sklidimo nuostoliai L0, t. y., kai sklidimo nuostoliai L0 < 31,1 dB, gerą ryšį galima palaikyti 1 km atstumu.
Esant tokioms pačioms sklidimo nuostolių sąlygoms kaip aukščiau, jei siuntimo antenos stiprinimo koeficientas GT = 17 dBi, t. y. padidėja 6 dBi, ryšio atstumas gali padvigubėti, t. y. r = 2 kilometrai. Kitus atstumus galima nustatyti tokiu pačiu būdu. Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį, kad bazinės stoties antena, kurios stiprinimo koeficientas GT yra 17 dBi, gali aprėpti tik vėduoklės formos spindulį, kurio plotis yra 30°, 65° arba 90° ir t. t., ir negali išlaikyti visakryptės aprėpties.
Be to, jei, remiantis aukščiau pateiktu skaičiavimu, siuntimo antenos stiprinimo koeficientas GT = 11 dBi išlieka nepakitęs, bet pasikeičia sklidimo aplinka, sklidimo nuostoliai L0 = 31,1 dB - 20 dB = 11,1 dB, tai sumažėję 20 dB sklidimo nuostoliai padidins ryšio atstumą dešimt kartų, t. y. r = 10 kilometrų. Sklidimo nuostoliai yra susiję su supančia elektromagnetine aplinka. Miesto teritorijose yra daug aukštybinių pastatų, todėl sklidimo nuostoliai yra dideli. Priemiesčio kaimo vietovėse ūkiai yra žemi ir reti, todėl sklidimo nuostoliai yra maži. Todėl net jei ryšio sistemos nustatymai yra visiškai vienodi, efektyvus aprėpties diapazonas skirsis dėl skirtingos naudojimo aplinkos.
Todėl renkantis visakryptes, kryptines antenas ir didelio ar mažo stiprinimo antenų formas, būtina apsvarstyti skirtingų tipų ir specifikacijų bazinių stočių antenų naudojimą pagal konkrečias mobiliojo ryšio tinklo ir taikymo aplinkos sąlygas.
Norėdami sužinoti daugiau apie antenas, apsilankykite:
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 25 d.
