מֵידָע

אובדן נתיב רדיו

אובדן נתיב רדיו

אובדן נתיב רדיו הוא גורם מפתח בתכנון כל מערכת תקשורת רדיו או מערכת תקשורת אלחוטית.

עובדה היא שכל אות רדיו יסבול מהחלשה כאשר הוא עובר מהמשדר למקלט. מגוון תופעות שונות מולידות אובדן נתיב רדיו זה.

הבנת הגורמים לאובדן נתיבי רדיו מאפשרת לכל מערכת להיות מתוכננת לבצע את המיטב שלה למרות הנושאים השונים הנוגעים בה.

כיצד משפיע אובדן דרכי הרדיו על מערכות

אובדן נתיב האות ברדיו יקבע אלמנטים רבים של מערכת תקשורת הרדיו או מערכת התקשורת האלחוטית בפרט את כוח המשדר ואת האנטנות, במיוחד את הרווח, הגובה והמיקום הכללי שלהם. זה נכון בכל תדר בו משתמשים.

כדי להיות מסוגל לתכנן את המערכת, יש צורך להבין את הסיבות לאובדן נתיב רדיו, ולהיות מסוגל לקבוע את רמות אובדן האות עבור נתיב רדיו נתון.

לעיתים קרובות ניתן לקבוע את אובדן נתיב הרדיו באופן מתמטי ולעיתים קרובות חישובים אלה נערכים בעת הכנת פעילויות כיסוי או עיצוב מערכות. אלה תלויים בידיעה על מאפייני התפשטות האות.

בהתאם, נעשה שימוש בחישובי אובדן נתיב רדיו בכלי סקר רדיו ואלחוטיים רבים לקביעת חוזק האות במקומות שונים. כלי הסקר האלחוטי הללו משמשים יותר ויותר בכדי לקבוע מה יהיו עוצמות אות הרדיו לפני התקנת הציוד. עבור מפעילי הסלולר סקרי כיסוי רדיו חשובים מכיוון שההשקעה בתחנת בסיס מקרוצל גבוהה. כמו כן, כלי הסקר האלחוטי מספקים שירות יקר מאוד ליישומים כמו התקנת מערכות LAN אלחוטיות במשרדים גדולים ובמרכזים אחרים מכיוון שהם מאפשרים לפתור בעיות לפני ההתקנה, מה שמאפשר להפחית משמעותית את העלויות. לפיכך ישנה חשיבות גוברת המוטלת על כלי ותוכנות סקרים אלחוטיים.

יסודות לאובדן נתיבי רדיו

אובדן נתיב האות הוא למעשה ההפחתה בצפיפות ההספק של גל או אות אלקטרומגנטיים כשהוא מתפשט דרך הסביבה בה הוא נוסע. זה משפיע על כל מערכות תקשורת רדיו, שידור ותקשורת אלחוטית

ישנן סיבות רבות לאובדן נתיב הרדיו שעלול להתרחש:

  • אובדן מקום פנוי: אובדן החלל הפנוי מתרחש כאשר האות עובר בחלל מבלי שאפקטים אחרים מחלישים את האות הוא עדיין יפחת עם התפשטותו. אפשר לחשוב על זה כאות התקשורת הרדיו שמתפשט ככדור שהולך וגובר. מכיוון שהאות צריך לכסות שטח רחב יותר, שימור האנרגיה אומר לנו שהאנרגיה בכל אזור נתון תפחת ככל שהשטח המכוסה יגדל.
  • הִשׁתַבְּרוּת: אובדן נתיב אות רדיו עקב עקיפה מתרחש כאשר אובייקט מופיע בנתיב. האות יכול להשתבש סביב האובייקט, אך הפסדים מתרחשים. ההפסד גבוה יותר ככל שהאובייקט מעוגל יותר. אותות רדיו נוטים להתפזר טוב יותר סביב קצוות חדים, כלומר קצוות חדים ביחס לאורך הגל.
  • רב מסלול: בסביבה יבשתית אמיתית, האותות ישתקפו והם יגיעו למקלט באמצעות מספר מסלולים שונים. אותות אלה עשויים להוסיף או לחסר זה מזה, תלוי בשלבים היחסיים של האותות. אם המקלט יועבר התרחיש ישתנה והאות שהתקבל הכולל יימצא משתנה בהתאם למיקום. מקלטים ניידים (למשל טלפונים סלולריים סלולאריים) יהיו כפופים להשפעה זו המכונה ריילי דהייה.
  • הפסדי ספיגה: הפסדי קליטה מתרחשים אם אות הרדיו עובר למדיום שאינו שקוף לחלוטין לאותות הרדיו. ישנן סיבות רבות לכך הכוללות:
    • מבנים, קירות וכו ': כאשר אותות רדיו עוברים דרך חומרים צפופים כמו קירות, מבנים או אפילו רהיטים בתוך מבנה, הם סובלים מהחלשה. זה רלוונטי במיוחד לתקשורת סלולרית - בבניינים, בתים וכו 'האותות מופחתים במידה ניכרת. הנחתת אות הרדיו בולטת יותר עבור הלהקות הניידות בתדירות הגבוהה יותר, למשל. 2.2 ג'יגה הרץ לעומת 800/900 מגה הרץ.
    • לחות אטמוספירה: בתדרים גבוהים של מיקרוגל אובדן נתיב הרדיו עולה כתוצאה ממשקעים או אפילו לחות באוויר. אובדן נתיב הרדיו עשוי להשתנות בהתאם לתנאי מזג האוויר. עם זאת, לרוב יש לכך השפעה ניכרת יותר באזור המיקרוגל.
    • צִמחִיָה: ביער צפוף נמצא כי האותות אפילו בתדרים נמוכים מצטמצמים במידה ניכרת. זה ממחיש כי צמחייה יכולה להכניס רמות ניכרות של אובדן נתיב רדיו. עצים ועלווה יכולים להחליש את אותות הרדיו, במיוחד כשהם רטובים.
  • פְּנֵי הַשֵׁטַח: השטח שעליו עוברים האותות ישפיע באופן משמעותי על האות. ברור שגבעות החוסמות את הנתיב יחלישו את האות במידה ניכרת, ולעתים קרובות לא מאפשרות קבלה. בנוסף בתדרים נמוכים, יש להרכב כדור הארץ השפעה ניכרת. למשל ברצועת ה- Long Wave, נמצא כי האותות עוברים בצורה הטובה ביותר על פני שטח מוליך יותר, למשל. שבילי ים או מעל אזורים ביציים או לחים. שטח חולי יבש נותן רמות גבוהות יותר של הנחתה.
  • אַטמוֹספֵרָה: האווירה יכולה להשפיע על נתיבי האות של הרדיו.
    • יונוספירה: בתדרים נמוכים יותר, במיוחד מתחת ל -30 - 50 מגה-הרץ, ליונוספירה יש השפעה משמעותית, ומשקפת (או שיבה נכונה יותר) אותם חזרה לכדור הארץ. אולם כאשר עוברים באזורים מסוימים, במיוחד באזור D ובמידה פחותה באזור E, האותות יכולים לסבול מהאטה ולא מהשתקפות / שבירה. זה יכול להכניס לאובדן רדיו משמעותי.
    • טרופוספירה: בתדרים שמעל 50 מגה הרץ ויותר יש לטרופוספירה השפעה גדולה, השבירה של האותות חזרה לכדור הארץ כתוצאה משינוי אינדקס השבירה. עבור שידורי UHF זה יכול להרחיב את הכיסוי לכשליש מעבר לאופק. השבירה יכולה לפעמים לגרום לכך שאות שבדרך כלל יגיע לאזור מסוים עשוי להישבר ממנו.

סיבות אלה מייצגות חלק מהאלמנטים העיקריים הגורמים לאובדן נתיבי אות עבור כל מערכת רדיו.

חיזוי אובדן נתיבי רדיו

אחת הסיבות המרכזיות להבנת האלמנטים השונים המשפיעים על אובדן נתיב הרדיו היא היכולת לחזות את האובדן בשביל נתון מסוים, או לחזות את הכיסוי שעשוי להיות מושגת עבור תחנת בסיס מסוימת, תחנת שידור וכו '.

למרות שחיזוי או הערכה יכולים להיות מדויקים למדי בתרחישים של שטח פנוי, עבור יישומים יבשתיים בחיים האמיתיים זה לא קל שכן ישנם גורמים רבים שיש לקחת בחשבון, ולא תמיד ניתן לקבל הערכות מדויקות של ההשפעות שיש להם.

למרות זאת ישנם כלי סקר אלחוטי ותוכנות חיזוי כיסוי רדיו הזמינות לחיזוי אובדן נתיב רדיו ולהערכת כיסוי. נעשה שימוש במגוון שיטות לבצע זאת.

אובדן נתיב שטח פנוי משתנה בכוחו כחוק ריבועי הפוך, כלומר 1 / (טווח)2, או 20 dB לעשור עלייה בטווח. חישוב זה פשוט מאוד ליישום, אך חישובים יבשתיים אמיתיים של אובדן נתיב האות מעורבים הרבה יותר. כדי להראות כיצד מצב בחיים האמיתיים יכול לשנות את החישובים, לעתים קרובות מפעילי טלפונים ניידים עשויים לשנות את החוק המרובע ההפוך ל -1 / (טווח)נ כאשר n עשוי להשתנות בין 3.5 ל -5 כתוצאה מהמבנים ומכשולים אחרים בין הטלפון הנייד לתחנת הבסיס.

רוב התחזיות לאובדן שבילים נעשות בטכניקות המפורטות להלן:

  • שיטות סטטיסטיות: שיטות סטטיסטיות לחיזוי אובדן נתיב אותות מסתמכות על הפסדים מדודים וממוצעים עבור סוגים אופייניים של קישורי רדיו. נתונים אלה מוכנסים למודל החיזוי המסוגל לחשב את הנתונים המבוססים סביב הנתונים. ניתן להשתמש במגוון דגמים בהתאם ליישום. סוג זה של גישה משמש בדרך כלל לתכנון רשתות סלולריות, להערכת כיסוי קישורי PMR (Private Mobile Radio) ולתכנון כיסוי שידור.
  • גישה דטרמיניסטית: גישה זו לאובדן נתיבי אותות רדיו ולחיזוי הכיסוי משתמשת בחוקים הפיזיים הבסיסיים כבסיס לחישובים. שיטות אלה צריכות לקחת בחשבון את כל האלמנטים בתחום נתון ולמרות שהם נוטים לתת תוצאות מדויקות יותר, הם דורשים נתונים רבים נוספים וכוח חישובי. לאור מורכבותם, הם נוטים לשמש לקישורים קצרי טווח בהם כמות הנתונים הנדרשים נופלת בגבולות המקובלים.

כלי סקר אלחוטי זה וחבילות תוכנת כיסוי רדיו גדלים ביכולותיהם. עם זאת, עדיין יש צורך להבין היטב את התפשטות הרדיו כדי שניתן יהיה להזין את הנתונים הנכונים ולפרש את התוצאות בצורה מספקת.

עבור כל שידור רדיו נתון, אובדן נתיב הרדיו עשוי להיגרם על ידי מספר גורמים שונים. זה לעתים קרובות מקשה על חישובי אובדן נתיבי רדיו מדויקים. עם זאת, גם אם הם לא מדויקים כמו שאהוב תמיד, חישובי אובדן נתיב הרדיו מאפשרים לעצב ציוד שיעמוד בדרישות.


צפו בסרטון: The Great Gildersleeve: Christmas Shopping. Gildy Accused of Loafing. Christmas Stray Puppy (יָנוּאָר 2022).