====== Приблизительный расчёт усиления мощности ====== Установка оборудования данной категории должна производится специалистами. Только в этом случае реализуется весь потенциал заявленных характеристик оборудования путем грамотных замеров радиоэлектронной обстановки и последующего монтажа устройств. При выборе комплектующих для репитера, может возникнуть вопрос: “Какое влияние на усиление сигнала оказывают его внешняя антенна, кабель и разъемы?”. Ответ на него мы попытаемся дать в нижеприведенном примере. Итак, у нас есть несколько основных частей нашей схемы - базовая станция (вышка оператора сотовой связи), внешняя антенна, кабель, разъемы и репитер. И, к примеру, нам необходимо усилить связь в диапазоне 900 МГц. Мощность сигнала, улавливаемого антенной от вышки зависит от множества факторов: расстояние от антенны до БС (базовой станции), особенности рельефа, препятствия на пути сигнала (постройки, деревья и тд.), точности наведения антенны. Пусть измеренная (с помощью телефона) мощность сигнала в месте установки антенны “-100 дБм” (В рамках нашего примера будем считать антенну телефона изотропной. Это сделано с целью упростить ситуацию, сделав ее более понятной пользователю).\\ Выбранная нами внешняя антенна имеет коэффициент усиления “9 дБи”, а репитер “50 дБ”.\\ При выборе длины кабеля важно понимать следующее. При прохождении сигнала по проводнику его мощность имеет свойство “затухать”. Каждый дополнительный метр кабеля отнимает у сигнала те самые дБ которыми и характеризуется мощность сигнала.\\ Возьмем кабель CAVEL SAT 703 N длиной 10 метров. ^Параметр ^Значение ^ |Уровень сигнала от БС на антенне|**-100 дБм** | |Усиление внешней антенны |**+9 дБи** | |Кабель |**CAVEL SAT 703 N**| |Длина кабеля |**10 м** | |Частота сигнала |**900 МГц** | |Усиление репитера |**+50 дБ** | |Затухание на разъеме |**0.2 дБ** | На выходе антенны, с учетом ее коэффициента усиления, мы имеем сигнал мощностью ''%%-100 дБм + 9 дБи = -91 дБм%%''.\\ Рассчитаем потери в кабеле. По данным производителя, затухание сигнала составляет 17.10 дБ на 100 метрах для частоты 862 МГц. Для 900 МГц используем значение близкое к 17.10 дБ/100м. Тогда для десяти метров затухание будет равно 1.71 дБ.\\ Добавим к нашему кабелю два F разъема, которые так же вносят затухание примерно по 0.2 дБ каждый (значение зависит от качества исполнения изделия и от его правильного монтажа). Итого, имеем 0.4 дБ падения мощности на двух разъемах. Суммарно падение мощности на всей кабельной сборке будет равно 2.11 дБ. На входе репитера сигнал будет иметь значение:\\ ''%%(Мощность на выходе антенны) - (Падение мощности на кабелной сборке) = -91 дБм - 2.11 дБ = -93.11 дБм%%''.\\ Репитер усиливает наш сигнал и в итоге мы получаем:\\ ''%%(Мощность сигнала на входе репитера) + (кф. усиления репитера) = -93.11 дБм + 50 дБ = -43.11 дБм%%'' Стоит так же учитывать, что в кабельной сборке, которая идет от репитера к внутренней антенне, существует аналогичное затухание сигнала. А внутренняя направленная антенна имеет коэф. усиления, к примеру, 10 дБи. Тогда мощность сигнала, излучаемого внутренней антенной будет:\\ ''%%(Мощность сигнала на выходе репитера) -(Падение мощности на кабелной сборке) + (кф. усиления внутренней антенны) = -43.11 дБм - 2.11дБ + 10 дБи = -35.22 дБм%%'' {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:moshnost3.png|Схема}} Важно учесть то, что в зависимости от частоты, сигнал затухает по-разному. Чем выше частота, тем больше затухание сигнала при его прохождении через препятствие. Это стоит брать во внимание при выборе места расположения внутренней антенны.\\ В таблице ниже приведены **приблизительные** значения затухания для некоторых частот в разных материалах. ^Материал (толщина) ^ 900 МГц^ 1800 МГц^ 2100 МГц^ 2600 МГц^ |Гипсокартон (12 мм) | **3.0 dB**| **7.5 dB**| **8.5 dB**| **9.9 dB**| |Стекло (6 мм) | **3.0 dB**| **7.5 dB**| **8.5 dB**| **9.9 dB**| |Деревянная дверь (40 мм) | **4.0 dB**| **8.5 dB**| **9.5 dB**| **10.9 dB**| |Кирпич (120 мм) | **8.0 dB**| **12.5 dB**| **13.5 dB**| **14.9 dB**| |Бетон (200 мм) | **12.0 dB**| **16.5 dB**| **17.5 dB**| **18.9 dB**| |Железобетон (200 мм) | **20.0 dB**| **24.5 dB**| **25.5 dB**| **26.9 dB**| |Шлакоблок / пустотелый блок (200 мм)| **10.0 dB**| **14.5 dB**| **15.5 dB**| **16.9 dB**| |Металлическая дверь (40 мм) | **40.0 dB**| **44.5 dB**| **45.5 dB**| **46.9 dB**| Итак, если мы имеем сигнал в -35 дБ на частоте 900 МГц, который проходит через кирпичную стену толщиной 120мм, то после преодоления препятствия наш сигнал будет уже на 8 дБ слабее, то есть -43дБм.\\ Помимо потерь в кабеле и на препятствиях, сигнал также **естественным образом ослабляется в свободном пространстве**.\\ Интенсивность радиоволны уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния — это называется **квадратичная зависимость потерь**.\\ - При **удвоении расстояния** потери увеличиваются примерно на **6 дБ**.\\ - При **удвоении частоты** — также на **6 дБ**. Таким образом вы можете рассчитать примерные потери мощности в вашей системе. ===== Подключение двух внутренних антенн ===== В случай если установка одной внутренней антенны не может выполнить задачу по покрытию сигналом определенной зоны, может потребоваться монтаж второй внутренней антенны.\\ К примеру, такая ситуация может возникнуть если мы имеем дело с материалами стен и перекрытий с низкой степенью радиопрозрачности (пример: стена обшитая металлическим листом). Сигнал в таком случае будет либо сильно ослаблен, либо вовсе полностью отражен от препятствия.\\ На данном рисунке мы видим что сигнал проходит с небольшими потерями через стену из дерева, но не может пройти через стену из металла. {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:stena1.png|Схема помещения с одной антенной}} Проблему можно решить если мы разместим ещё одну антенну в изолированном помещении. {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:stena2.png|Схема помещения с двумя антеннами}} Теперь разберем каким образом происходит подключение второй антенны. Для этого нам необходим делитель мощности на два канала.\\ В нашей схеме он подключается к кабельной сборке на выходе репитера и условно делит наш усиленный сигнал пополам. В сопроводительной документации делителя напряжения обычно сразу указывается значение с учетом деления и затухания мощности сигнала для определенного диапазона частот. Если мы берем двухканальный делитель для диапазона частот 800-2700 МГц, то это значение “-3дБ”.\\ И если у нас на входе в делитель сигнал имеет значение “-30дБм”, то на каждом из двух выходов мы получим по “-33дБм”. {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:delitel.png|Делитель}} Получается, что на каждую из двух внутренних антенн у нас приходится по -33дБм мощности от исходного сигнала. {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:2antenn.png|Схема с делителем}} Можно подключать и большее количество внутренних антенн, используя делитель с нужным числом каналов. Главное не забывать, что чем больше антенн, тем меньше по мощности будет сигнал на каждой из них. ==== Подключение двух антенн с помощью ответвителя ==== Если длины кабелей от делителя до антенн **разные**, то равномерное деление мощности становится неэффективным: более длинный кабель создаёт больше потерь.\\ В таких случаях вместо симметричного делителя применяют **ответвитель** — это частный случай делителя, который **распределяет мощность неравномерно**, компенсируя разницу длин или затуханий линий.\\ Например, 30% мощности может направляться в один канал, а 70% — в другой. {{repitery:raschet-usileniya-moshnosti:otvetvitel.png|Схема с ответвителем}} Не стоит забывать о том, что сигнал, проходя через ответвитель (аналогично делителю мощности), имеет свойство немного (в зависимости от частоты) терять свою мощность. Все представленные выше расчёты имеют **приблизительные** значения и несут ознакомительный характер! Расчётные и реальные значения могут не совпадать по целому ряду причин (низкое качество работ при монтаже разъемов, низкое качество самих разъемов или кабеля и тд.). На практике каждый случай имеет индивидуальный характер и требует более детальных расчётов.