فاصله ارتباطی که یک سیستم ارتباطی بیسیم میتواند به آن دست یابد، توسط عوامل مختلفی مانند دستگاههای مختلف تشکیلدهنده سیستم و محیط ارتباطی تعیین میشود. رابطه بین آنها را میتوان با معادله فاصله ارتباطی زیر بیان کرد.
اگر توان ارسال دستگاه فرستنده سیستم ارتباطی PT، بهره آنتن فرستنده GT و طول موج عملیاتی λ باشد. حساسیت گیرنده دستگاه گیرنده PR، بهره آنتن گیرنده GR و فاصله بین آنتنهای گیرنده و فرستنده R باشد، در فاصله بصری و در محیطی بدون تداخل الکترومغناطیسی، رابطه زیر برقرار است:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) در فرمول، Lc تلفات ورودی فیدر آنتن فرستنده ایستگاه پایه است؛ L0 تلفات موج رادیویی در طول انتشار است.
هنگام طراحی سیستم، باید حاشیه کافی برای آخرین مورد، یعنی تلفات انتشار موج رادیویی L0، در نظر گرفته شود.
به طور کلی، هنگام عبور از میان جنگلها و ساختمانهای عمرانی، حاشیهای بین ۱۰ تا ۱۵ دسیبل و هنگام عبور از میان ساختمانهای بتنی مسلح، حاشیهای بین ۳۰ تا ۳۵ دسیبل مورد نیاز است.
برای باندهای فرکانسی ۸۰۰ مگاهرتز، ۹۰۰ مگاهرتز CDMA و GSM، عموماً اعتقاد بر این است که سطح آستانه دریافت تلفنهای همراه حدود -۱۰۴dBm است و سیگنال دریافتی واقعی باید حداقل ۱۰dB بالاتر باشد تا نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز تضمین شود. در واقع، برای حفظ ارتباط خوب، توان دریافتی اغلب -۷۰dBm محاسبه میشود. فرض کنید ایستگاه پایه دارای پارامترهای زیر است:
توان فرستنده PT = 20W = 43dBm و توان گیرنده PR = -70dBm است.
افت ولتاژ فیدر ۲.۴ دسیبل است (تقریباً برای ۶۰ متر فیدر)
بهره آنتن دریافتی تلفن همراه GR = 1.5dBi؛
طول موج کاری λ = 33.333 سانتیمتر (معادل فرکانس f0 = 900 مگاهرتز)؛
معادله ارتباطی فوق به صورت زیر خواهد شد:
۴۳dBm-(-۷۰dBm)+ GT(dBi)+۱.۵dBi=۳۲dB+ ۲۰logr(m) dB +۲.۴dB + تلفات انتشار L0
۱۱۴.۵dB+ GT(dBi) -۳۴.۴dB = ۲۰logr(m)+ تلفات انتشار L0
80.1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+ تلفات انتشار L0
وقتی مقدار سمت چپ فرمول بالا بزرگتر از مقدار سمت راست باشد، یعنی:
GT(dBi) > 20logr(m)-80.1dB+ تلفات انتشار L0. وقتی نامساوی برقرار باشد، میتوان در نظر گرفت که سیستم میتواند ارتباط خوبی را حفظ کند.
اگر ایستگاه پایه از یک آنتن فرستنده همه جهته با بهره GT=11dBi استفاده کند و فاصله بین آنتنهای فرستنده و گیرنده R=1000m باشد، معادله ارتباط به صورت 11dB>60-80.1dB+ تلفات انتشار L0 در میآید، یعنی وقتی تلفات انتشار L0<31.1dB باشد، ارتباط خوب میتواند در فاصله 1 کیلومتری حفظ شود.
تحت همان شرایط اتلاف انتشار مانند بالا، اگر آنتن فرستنده بهره GT = 17dBi داشته باشد، یعنی افزایش 6dBi، فاصله ارتباطی میتواند دو برابر شود، یعنی r = 2 کیلومتر. موارد دیگر را میتوان به همین ترتیب استنباط کرد. با این حال، باید توجه داشت که آنتن ایستگاه پایه با بهره GT 17dBi فقط میتواند پوشش پرتو بادبزنی شکل با عرض پرتو 30 درجه، 65 درجه یا 90 درجه و غیره داشته باشد و نمیتواند پوشش همهجهته را حفظ کند.
علاوه بر این، اگر بهره آنتن فرستنده GT=11dBi در محاسبه فوق بدون تغییر باقی بماند، اما محیط انتشار تغییر کند، تلفات انتشار L0=31.1dB-20dB=11.1dB، آنگاه تلفات انتشار 20dB کاهش یافته، فاصله ارتباطی را ده برابر افزایش میدهد، یعنی r=10 کیلومتر. عبارت تلفات انتشار مربوط به محیط الکترومغناطیسی اطراف است. در مناطق شهری، ساختمانهای بلند زیادی وجود دارد و تلفات انتشار زیاد است. در مناطق روستایی حومه شهر، خانههای روستایی کم ارتفاع و پراکنده هستند و تلفات انتشار کم است. بنابراین، حتی اگر تنظیمات سیستم ارتباطی دقیقاً یکسان باشد، محدوده پوشش موثر به دلیل تفاوت در محیط استفاده متفاوت خواهد بود.
بنابراین، هنگام انتخاب آنتنهای همهجهته، جهتدار و اشکال آنتنهای با بهره بالا یا پایین، لازم است استفاده از آنتنهای ایستگاه پایه از انواع و مشخصات مختلف را با توجه به شرایط خاص شبکه ارتباطات سیار و محیط کاربرد در نظر بگیرید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آنتنها، لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:
زمان ارسال: ۲۵ ژوئیه ۲۰۲۵
