Информация

Загуба на пътя на радиосигнала

Загуба на пътя на радиосигнала

Загубата на радио тракт е ключов фактор при проектирането на всяка радиокомуникационна система или безжична комуникационна система.

Факт е, че всеки радиосигнал ще претърпи затихване, когато пътува от предавателя към приемника. Разнообразие от различни явления пораждат тази загуба на радиопътека.

Разбирането на причините за загуба на радиопътека позволява на всяка система да бъде проектирана да работи възможно най-добре въпреки различните проблеми, които я засягат.

Как се отразява загубата на радиопътека на системите

Загубата на пътя на радиосигнала ще определи много елементи от радиокомуникационната система или безжичната комуникационна система, по-специално мощността на предавателя и антените, особено техния коефициент на усилване, височина и общо местоположение. Това важи за каквато и честота да се използва.

За да можете да планирате системата, е необходимо да разберете причините за загубата на радиопътека и да можете да определите нивата на загуба на сигнала за дадена радиопътека.

Загубата на радиочестота често може да бъде определена математически и тези изчисления често се извършват при подготовка на покритие или дейности по проектиране на системата. Те зависят от познаването на свойствата на разпространение на сигнала.

Съответно изчисленията за загуба на радиопътека се използват в много инструменти за радио и безжично проучване за определяне на силата на сигнала на различни места. Тези безжични инструменти за проучване се използват все по-често, за да помогнат да се определи силата на радиосигнала преди инсталирането на оборудването. За клетъчните оператори проучванията на радио покритието са важни, тъй като инвестицията в базова станция на макроклетки е голяма. Също така, инструментите за безжично проучване предоставят много ценна услуга за приложения като инсталиране на безжични LAN системи в големи офиси и други центрове, тъй като те позволяват да се решават проблеми преди инсталацията, позволявайки значително намаляване на разходите. Съответно нарастващото значение се отдава на безжичните инструменти за проучване и софтуера.

Основи на загубата на радио пътека

Загубата на пътя на сигнала е по същество намаляването на плътността на мощността на електромагнитна вълна или сигнал, когато той се разпространява през средата, в която пътува. Това засяга всички системи за радиовръзка, излъчване и безжична комуникация

Има много причини за загубата на радиовръзка, които могат да възникнат:

  • Загуба на свободно пространство: Загубата на свободно пространство се случва, когато сигналът се придвижва през космоса, без никакви други ефекти, затихващи сигнала, той все още ще намалява, когато се разпространява. Това може да се разглежда като радиокомуникационният сигнал, който се разпространява като постоянно нарастваща сфера. Тъй като сигналът трябва да обхваща по-широка област, запазването на енергията ни казва, че енергията във всяка дадена област ще намалее, тъй като покритата площ стане по-голяма.
  • Дифракция: загуба на пътя на радиосигнала поради дифракция възниква, когато обект се появи в пътя. Сигналът може да се разсейва около обекта, но настъпват загуби. Загубата е по-голяма, колкото по-заоблен е обектът. Радиосигналите са склонни да дифрактират по-добре около остри ръбове, т.е. остри ръбове по отношение на дължината на вълната.
  • Multipath: В реална наземна среда сигналите ще бъдат отразени и те ще достигнат до приемника по множество различни пътища. Тези сигнали могат да се добавят или изваждат един от друг в зависимост от относителните фази на сигналите. Ако приемникът бъде преместен, сценарият ще се промени и ще се намери общия получен сигнал, варира в зависимост от позицията. Мобилните приемници (например клетъчни телекомуникационни телефони) ще бъдат обект на този ефект, известен като Rayleigh fading.
  • Абсорбционни загуби: Абсорбционни загуби възникват, ако радиосигналът преминава в среда, която не е напълно прозрачна за радиосигналите. Има много причини за това, които включват:
    • Сгради, стени и др. Когато радиосигналите преминават през плътни материали като стени, сгради или дори мебели в сграда, те страдат от затихване. Той е особено приложим за клетъчни комуникации - в сгради, къщи и т.н. сигналите са значително намалени. Затихването на радиосигнала е по-изразено за по-високочестотните подвижни ленти, напр. 2,2 GHz за разлика от 800/900 MHz.
    • Атмосферна влага: При високи честоти на микровълновите честоти загубата на радиопътека се увеличава в резултат на валежи или дори влага във въздуха. Загубата на пътя на радиосигнала може да варира в зависимост от метеорологичните условия. Обаче това обикновено има само забележим ефект по-навътре в микровълновата област.
    • Растителност: В гъста гора е установено, че сигналите дори при по-ниски честоти са значително намалени. Това илюстрира, че растителността може да доведе до значителни нива на загуба на радиопътека. Дърветата и листата могат да отслабят радиосигналите, особено когато са мокри.
  • Терен: Теренът, по който се движат сигналите, ще има значителен ефект върху сигнала. Очевидно хълмовете, които пречат на пътя, значително ще отслабят сигнала, което често прави приемането невъзможно. Освен това при ниски честоти съставът на земята ще има подчертан ефект. Например на лентата Long Wave е установено, че сигналите се движат най-добре по по-проводящ терен, напр. морски пътеки или над блатисти или влажни райони. Сухият пясъчен терен дава по-високи нива на затихване.
  • Атмосфера: Атмосферата може да повлияе на пътищата на радиосигнала.
    • Йоносфера: При по-ниски честоти, особено под 30 - 50MHz, йоносферата има значителен ефект, като ги отразява (или по-правилно пречупва) обратно на Земята. Въпреки това, когато преминават през някои региони, особено D регион и в по-малка степен E регион, сигналите могат да претърпят затихване, а не отражение / пречупване. Това може да доведе до значителна загуба на радиопътека.
    • Тропосфера: При честоти над 50 MHz и повече тропосферата има основен ефект, пречупвайки сигналите обратно към земята в резултат на променящия се индекс на пречупване. За UHF излъчването това може да разшири обхвата до приблизително една трета отвъд хоризонта. Пречупването понякога може да означава, че сигналът, който обикновено достига до определена област, може да бъде пречупен далеч от нея.

Тези причини представляват някои от основните елементи, причиняващи загуба на пътя на сигнала за всяка радиосистема.

Прогнозиране на загуба на радиопътека

Една от ключовите причини за разбирането на различните елементи, влияещи върху загубата на пътя на радиосигнала, е възможността да се предскаже загубата за даден път или да се предскаже покритието, което може да бъде постигнато за определена базова станция, излъчваща станция и т.н.

Въпреки че прогнозите или оценките могат да бъдат доста точни за сценариите за свободно пространство, за наземните приложения в реалния живот не е лесно, тъй като има много фактори, които трябва да се вземат предвид, и не винаги е възможно да се получат точни оценки на ефектите, които ще имат.

Въпреки това има безжични инструменти за проучване и софтуерни програми за предвиждане на радио покритие, които са на разположение за прогнозиране на загуба на радиопътека и оценка на покритието. За да се предприеме това се използват различни методи.

Загубата на пътека в свободно пространство варира по сила като обратен квадратен закон, т.е. 1 / (обхват)2, или 20 dB на десетилетие увеличаване на обхвата. Това изчисление е много лесно за изпълнение, но земните изчисления на загубата на път на сигнала са много по-ангажирани. За да покажат как ситуация в реалния живот може да промени изчисленията, често операторите на мобилни телефони могат да модифицират обратния квадрат на 1 / (обхват)н където n може да варира между 3,5 и 5 в резултат на сградите и други препятствия между мобилния телефон и базовата станция.

Повечето прогнози за загуба на път се правят с помощта на техниките, описани по-долу:

  • Статистически методи: Статистическите методи за прогнозиране на загубата на пътя на сигнала разчитат на измерени и усреднени загуби за типичните видове радиовръзки. Тези цифри се въвеждат в модела за прогнозиране, който може да изчисли цифрите въз основа на данните. Могат да се използват различни модели в зависимост от приложението. Този тип подход обикновено се използва за планиране на клетъчни мрежи, оценка на покритието на връзки PMR (Частно мобилно радио) и за планиране на излъчване.
  • Детерминистичен подход: Този подход към загубата на радиосигнал и предвиждането на покритието използва основните физични закони като основа за изчисленията. Тези методи трябва да вземат предвид всички елементи в дадена област и въпреки че са склонни да дават по-точни резултати, те изискват много допълнителни данни и изчислителна мощ. С оглед на тяхната сложност, те са склонни да се използват за връзки на къси разстояния, когато количеството на необходимите данни попада в допустимите граници.

Тези инструменти за безжично проучване и софтуерни пакети за радио покритие нарастват във възможностите си. Все пак е необходимо да имате добро разбиране за радиоразпространението, за да могат да се въведат правилните цифри и резултатите да се интерпретират задоволително.

За всяко дадено радиопредаване загубата на радиоканала вероятно ще бъде причинена от редица различни фактори. Това често затруднява точните изчисления на загубата на радиопътека. Въпреки това, дори ако те не са толкова точни, колкото биха могли да се харесат винаги, изчисленията на загубите на радиоканала позволяват оборудването да бъде проектирано да отговаря на изискванията.


Гледай видеото: Медитация за баланс и лечение на страха с любов (Януари 2022).