Komunikacijska udaljenost koju bežični komunikacijski sustav može postići određena je raznim čimbenicima kao što su različiti uređaji koji čine sustav i komunikacijsko okruženje. Odnos između njih može se izraziti sljedećom jednadžbom komunikacijske udaljenosti.
Ako je snaga odašiljača komunikacijskog sustava PT, pojačanje odašiljačke antene je GT, a radna valna duljina je λ. Osjetljivost prijemnika prijemnog uređaja je PR, pojačanje prijemne antene je GR, a udaljenost između prijemne i odašiljačke antene je R, unutar vizualne udaljenosti i u okruženju bez elektromagnetskih smetnji, postoji sljedeći odnos:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) U formuli, Lc je gubitak unesenog napojnog voda odašiljačke antene bazne stanice; L0 je gubitak radiovalova tijekom širenja.
Prilikom projektiranja sustava treba ostaviti dovoljnu marginu za posljednju stavku, gubitak širenja radiovalova L0.
Općenito, pri prolasku kroz šumu i građevinske zgrade potrebna je margina od 10 do 15 dB; pri prolasku kroz armiranobetonske zgrade potrebna je margina od 30 do 35 dB.
Za frekvencijske pojaseve CDMA i GSM od 800 MHz, 900 Z MHz, općenito se smatra da je prag prijema mobilnih telefona oko -104 dBm, a stvarni primljeni signal trebao bi biti barem 10 dB viši kako bi se osigurao potreban omjer signala i šuma. Zapravo, kako bi se održala dobra komunikacija, primljena snaga često se izračunava kao -70 dBm. Pretpostavimo da bazna stanica ima sljedeće parametre:
Snaga odašiljanja je PT = 20W = 43dBm; snaga prijema je PR = -70dBm;
Gubitak u dovodnom vodu je 2,4 dB (približno 60 m dovodnog voda)
Pojačanje prijemne antene mobilnog telefona GR = 1,5 dBi;
Radna valna duljina λ = 33,333 cm (ekvivalent frekvenciji f0 = 900 MHz);
Gornja komunikacijska jednadžba će postati:
43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1,5dBi=32dB+ 20log(m) dB+2,4dB+ gubitak propagacije L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 log(m) + gubitak propagacije L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 log(m) + gubitak propagacije L0
Kada je vrijednost na lijevoj strani gornje formule veća od vrijednosti na desnoj strani, to jest:
GT(dBi) > 20logr(m)-80,1 dB + gubitak propagacije L0. Kada nejednakost vrijedi, može se smatrati da sustav može održavati dobru komunikaciju.
Ako bazna stanica koristi omnidirekcionalnu odašiljačku antenu s pojačanjem GT=11dBi i udaljenost između odašiljačke i prijemne antene je R=1000m, komunikacijska jednadžba dalje postaje 11dB>60-80,1dB+ gubitak propagacije L0, odnosno kada je gubitak propagacije L0<31,1dB, dobra komunikacija se može održavati unutar udaljenosti od 1 km.
Pod istim uvjetima gubitka propagacije kao gore, ako je pojačanje odašiljačke antene GT = 17dBi, odnosno povećanje od 6dBi, komunikacijska udaljenost može se udvostručiti, odnosno r = 2 kilometra. Na isti način se mogu zaključiti i drugi. Međutim, treba napomenuti da antena bazne stanice s pojačanjem GT od 17dBi može imati samo lepezasto pokrivanje snopa sa širinom snopa od 30°, 65° ili 90° itd. i ne može održati svesmjerno pokrivanje.
Osim toga, ako pojačanje odašiljačke antene GT=11dBi ostane nepromijenjeno u gornjem izračunu, ali se promijeni okruženje širenja, gubitak širenja L0=31,1dB-20dB=11,1dB, tada će smanjeni gubitak širenja od 20dB povećati komunikacijsku udaljenost deset puta, odnosno r=10 kilometara. Izraz gubitka širenja povezan je s okolnim elektromagnetskim okruženjem. U urbanim područjima ima mnogo visokih zgrada i gubitak širenja je velik. U prigradskim ruralnim područjima seoske kuće su niske i rijetke, a gubitak širenja je mali. Stoga, čak i ako su postavke komunikacijskog sustava potpuno iste, efektivni domet pokrivanja bit će drugačiji zbog razlike u okruženju korištenja.
Stoga je pri odabiru višesmjernih, usmjerenih antena te oblika antena s visokim ili niskim pojačanjem potrebno razmotriti korištenje antena baznih stanica različitih tipova i specifikacija prema specifičnim uvjetima mobilne komunikacijske mreže i aplikacijskog okruženja.
Za više informacija o antenama posjetite:
Vrijeme objave: 25. srpnja 2025.
