Den kommunikationsafstand, som et trådløst kommunikationssystem kan opnå, bestemmes af forskellige faktorer, såsom de forskellige enheder, der udgør systemet, og kommunikationsmiljøet. Forholdet mellem dem kan udtrykkes ved hjælp af følgende kommunikationsafstandsligning.
Hvis sendeeffekten for kommunikationssystemets sendeenhed er PT, sendeantennens forstærkning er GT, og driftsbølgelængden er λ. Modtagerens følsomhed er PR, modtageantennens forstærkning er GR, og afstanden mellem modtager- og sendeantennen er R, gælder følgende forhold inden for den visuelle afstand og i omgivelser uden elektromagnetisk interferens:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB). I formlen er Lc feederindsætningstabet for basestationens sendeantenne; L0 er radiobølgetabet under udbredelsen.
Ved design af systemet bør der være tilstrækkelig margin til den sidste post, radiobølgeudbredelsestabet L0.
Generelt kræves en margin på 10 til 15 dB ved passage gennem skov og bygninger; en margin på 30 til 35 dB kræves ved passage gennem armeret betonbygninger.
For 800MH, 900ZMHz CDMA og GSM-frekvensbåndene antages det generelt, at modtagetærskelniveauet for mobiltelefoner er omkring -104dBm, og det faktiske modtagne signal bør være mindst 10dB højere for at sikre det nødvendige signal-støj-forhold. For at opretholde god kommunikation beregnes den modtagne effekt ofte til -70 dBm. Antag, at basestationen har følgende parametre:
Sendeeffekten er PT = 20W = 43dBm; modtageeffekten er PR = -70dBm;
Tabet i feederen er 2,4 dB (ca. 60 m feeder)
Mobiltelefonmodtagerantennes forstærkning GR = 1,5 dBi;
Arbejdsbølgelængde λ = 33,333 cm (svarende til frekvens f0 = 900 MHz);
Ovenstående kommunikationsligning bliver:
43 dBm - (-70 dBm) + GT (dBi) + 1,5 dBi = 32 dB + 20 logr (m) dB + 2,4 dB + udbredelsestab L0
114,5 dB+ GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m)+ udbredelsestab L0
80,1 dB+ GT(dBi) = 20 logr(m)+ udbredelsestab L0
Når værdien på venstre side af ovenstående formel er større end værdien på højre side, er det:
GT(dBi) > 20logr(m)-80,1dB+udbredelsestab L0. Når uligheden gælder, kan det anses for, at systemet kan opretholde god kommunikation.
Hvis basestationen bruger en omnidirektionel sendeantenne med en forstærkning på GT=11dBi, og afstanden mellem sende- og modtageantennerne er R=1000m, bliver kommunikationsligningen yderligere 11dB>60-80,1dB+udbredelsestab L0, det vil sige, at når udbredelsestabet L0<31,1dB, kan god kommunikation opretholdes inden for en afstand af 1 km.
Under de samme udbredelsestabsbetingelser som ovenfor, hvis den sendende antennes forstærkning GT = 17 dBi, det vil sige en stigning på 6 dBi, kan kommunikationsafstanden fordobles, det vil sige r = 2 kilometer. Andre kan udledes på samme måde. Det skal dog bemærkes, at basestationsantennen med en forstærkning GT på 17 dBi kun kan have en vifteformet stråledækning med en strålebredde på 30°, 65° eller 90° osv. og ikke kan opretholde omnidirektionel dækning.
Hvis sendeantennens forstærkning GT=11dBi forbliver uændret i ovenstående beregning, men udbredelsesmiljøet ændrer sig, og udbredelsestabet L0=31,1dB-20dB=11,1dB, vil det reducerede udbredelsestab på 20dB øge kommunikationsafstanden ti gange, dvs. r=10 kilometer. Udbredelsestabetsleddet er relateret til det omgivende elektromagnetiske miljø. I byområder er der mange højhuse, og udbredelsestabet er stort. I forstadsområder er gårdene lave og spredte, og udbredelsestabet er lille. Derfor, selvom kommunikationssystemets indstillinger er nøjagtig de samme, vil den effektive dækningsområde være forskellig på grund af forskellen i brugsmiljøet.
Derfor er det nødvendigt at overveje at bruge basestationsantenner af forskellige typer og specifikationer i henhold til de specifikke forhold i mobilkommunikationsnetværket og applikationsmiljøet, når man vælger omnidirektionelle, retningsbestemte antenner og antenner med høj eller lav forstærkning.
For at lære mere om antenner, besøg venligst:
Opslagstidspunkt: 25. juli 2025
