РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ СИГНАЛА ОТ АНТЕННЫ В ОТКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В расчете не учитываются стены, колонны и другие преграды, создающие помехи для распространения сигнала.

Затухание сигнала (дБ) = 32.44 + 20*(log F) + 20*(log D)

где F – частота (МГц) и D – расстояние (км).

Ниже в таблице приведены величины затухания сигнала для частот GSM и 3G.

Из таблицы видно, что каждое удвоение расстояния или частоты добавляет 6дБ к величине затухания сигнала.

Таблица значений затухания сигнала GSM и 3G, наиболее часто используемых в расчетах систем усиления сотовой связи.

Расчет затухания сигнала от антенны в открытом пространстве

Затухание сигнала в открытом пространстве является критическим фактором, влияющим на качество связи в системах радиосвязи. Понимание и расчет этого параметра помогают оптимизировать установку антенн, улучшить качество сигнала и обеспечить надежную связь. В этой статье мы рассмотрим основные аспекты затухания сигнала, методы его расчета и важные факторы, влияющие на это явление.

Что такое затухание сигнала?

Затухание сигнала — это уменьшение мощности радиоволны по мере ее распространения от передающей антенны к приемной. Этот процесс обусловлен различными факторами, включая расстояние, физические препятствия и особенности среды передачи. В открытом пространстве затухание сигнала происходит главным образом из-за увеличения расстояния между антеннами и потерь, связанных с поглощением и рассеянием радиоволн.

Основные факторы, влияющие на затухание сигнала

Расстояние:
- С увеличением расстояния между передатчиком и приемником мощность сигнала уменьшается. В свободном пространстве затухание пропорционально квадрату расстояния.
Частота сигнала:
- Высокочастотные сигналы затухают быстрее, чем низкочастотные. Это связано с тем, что высокие частоты более подвержены поглощению и рассеянию.
Препятствия на пути сигнала:
- Физические объекты, такие как здания, деревья и холмы, могут значительно ослабить сигнал, отражая или поглощая радиоволны.
Погодные условия:
- Дождь, снег и влажность могут увеличить затухание сигнала, особенно на высоких частотах.

Модели расчета затухания сигнала

Для расчета затухания сигнала используются различные математические модели. Рассмотрим две наиболее распространенные:

Модель свободного пространства (Free Space Path Loss)

Модель свободного пространства предполагает отсутствие препятствий между передатчиком и приемником. Формула расчета затухания выглядит следующим образом:

где:

dd — расстояние между антеннами (в метрах),
ff — частота сигнала (в герцах),
cc — скорость света (примерно 3×1083 \times 10^8 м/с).

Модель Hata (Hata Model)

Модель Hata используется для городских условий и учитывает влияние препятствий и особенностей городской застройки. Формула расчета затухания в городской среде:

где:

hth_t — высота передающей антенны (в метрах),
hrh_r — высота приемной антенны (в метрах),
a(hr)a(h_r) — корректировочный фактор для высоты приемной антенны.

Практическое применение

Шаги по расчёту затухания сигнала

Определение параметров системы:
- Задайте частоту сигнала, расстояние между антеннами и высоту установки антенн.
Выбор модели расчета:
- Для открытого пространства используйте модель свободного пространства. Для городских условий — модель Hata.
Проведение расчетов:
- Подставьте значения параметров в соответствующую формулу и вычислите затухание сигнала.
Анализ результатов:
- Используйте полученные значения для оптимизации расположения антенн и выбора оборудования.

Пример расчета

Допустим, необходимо рассчитать затухание сигнала для системы, работающей на частоте 900 МГц с расстоянием между антеннами 2 км. Используем модель свободного пространства:

Полученное значение означает, что сигнал затухает на 97.55 дБ при передаче на расстояние 2 км на частоте 900 МГц.

Заключение

Затухание сигнала является важным аспектом, который необходимо учитывать при проектировании систем радиосвязи. Правильный расчет и оптимизация расположения антенн помогут обеспечить надежное и качественное соединение. Используйте приведенные модели и методы для точного расчета затухания и повышения эффективности вашей системы.

Для получения дополнительной информации и профессиональных консультаций, посетите наш сайт lte.market, где вы найдете широкий ассортимент оборудования для усиления сотового сигнала и получите помощь от наших специалистов.