BS 2 helyhez kötött HF utazóhullámú antenna. RG, BS és OB típusú antennák összehasonlító értékelése. Rombusz alakú vízszintes antennák RG és RGD

2.5. ANTENNÁK RÁDIÓKOMMUNIKÁCIÓS VONALAKHOZ TERÜLETI RÁDIÓHULLÁMOK HASZNÁLATA

Általános információk.

Amikor a rádiókommunikációs vonalak térbeli rádióhullámokkal működnek, az elektromágneses hullámok a földfelszínhez képest 7 ... 20°-os szögben bocsátanak ki. Az ilyen sugárzást vízszintesen felfüggesztett, dekaméteres hullámhossz-tartományú antennák biztosítják.

Ezeknek az antennáknak az iránymintája a függőleges síkban nulla sugárzással rendelkezik a földfelszín irányába, ami csökkenti az energiaveszteséget a talajban és növeli a hatékonyságot.

A rövid R1 és hosszú R2 hosszúságú rádiókommunikációs vonalakon a földfelszínhez képest nagy, illetve kis szögben energiasugárzásra van szükség (2.7. ábra).

A térbeli rádióhullámokkal való működés során a rádióállomásokra telepített antennák leggyakoribb típusai: VG - vízszintes vibrátor; IOP -

vízszintes tartományú vibrátor; A VGDSH egy vízszintes tartományú söntvibrátor, az RGD egy vízszintes kettős rombusz, a BS2 pedig egy mozgóhullámú antenna aktív kommunikációs elemekkel. Meghatározott antenna típusok

, kivéve a BS2-t, elektromágneses hullámok sugárzására és vételére egyaránt használják. Az alábbiakban az ezekben az antennákban végbemenő fizikai folyamatokat, azok műszaki jellemzőit és kialakítását tárgyaljuk.

Szimmetrikus vízszintes vibrátor VG.

A szimmetrikus vízszintes vibrátor a legegyszerűbb és legelterjedtebb antennatípus (2.8. ábra).

Amikor az adóból rádiófrekvenciás rezgéseket alkalmaznak a vibrátorra, állóhullámok jönnek létre a vezetékek mentén, és a vibrátor végein áramcsomópontok / és töltési antinódusok q (feszültség) jönnek létre.

A szimmetrikus vibrátor két egyenlő, I hosszúságú 1 vezetékszakaszból áll, amelyek szimmetrikus pontjain az áramok egyenlőek és egybeesnek. A felfüggesztés magasságát a függőleges síkban lévő sugárzási minta sugárzási szögének figyelembevételével választják ki, amely a vételi pontban a megadott térerősség biztosításához szükséges. Egy ilyen vibrátor jellemző impedanciája 1000 Ohm.
A vibrátornak van egy szimbóluma
L

A vibrátort tartó 3 kötelekben a nagy áramok indukciójának csökkentése érdekében a vibrátor végeitől 3 m távolságra pálcaszigetelőket szerelnek fel. Az antennaoszlopok távolsága L=2l+ (5 ... 6). m Az 5 vibrátor redukciója kétvezetékes, és a vibrátorral azonos huzallal készül (3 ... 6 mm átmérőjű bimetál), a vezetékek közötti távolság 300 mm. A vibrátor a 2 szigetelőkre van felfüggesztve, és egy 600 Ohm karakterisztikus impedanciájú kétvezetékes adagolón keresztül kapcsolódik az adóhoz, és λ 0 =4l rögzített hullámon működik, de valójában hullámhossz

1,6l≤λ≤4l, azaz λmin=1,6l és λmax=4l.

ábrán. A 2.9. ábra egy szimmetrikus vibrátor sugárzási mintázatait mutatja vízszintes síkban, amelyből látható, hogy mindegyiket az l / λ arány határozza meg.

A vibrátor a tengelyéből mindkét irányban kibocsát: a legnagyobb sugárzás a tengelyre merőleges, a tengely mentén a sugárzás nulla. A sugárzási diagram nyolcas alakú (lásd 2.9. ábra, a, b).

Az l = 0,63λ vagy λ = 1,6l értékű szimmetrikus vibrátor a legnagyobb hatásfokkal rendelkezik (2.9. ábra, c), vízszintes síkban élesebb sugárzási mintázattal, alacsony oldallebenyekkel rendelkezik, ezért egy rögzített hullámon üzemelve használatra ez a legalkalmasabb. Ha l >0,63λ.

Az antenna irányítottsága romlik.

A h=Q.25X felfüggesztési magasságú vízszintes vibrátort rövid távolságú rádiókommunikációs vonalakon (250 km-ig), /i=0.65X -vel pedig nagy távolságú (1500 km-ig) használjuk.

Vízszintes tartományú IOP vibrátor.

A dekaméteres hullámtartományban széles körben használatos a csökkentett hullámellenállású szimmetrikus vibrátor, az úgynevezett Nadenenko-dipólus (2.11. ábra).

Az antenna két árbocra van felfüggesztve 13 ... 22 m magasságban, a vibrátorkar 1 ... 2 m átmérőjű henger formájában készül, amelyen hat vezeték van megfeszítve. Az antenna 4 mm átmérőjű bimetál huzalt használ. Az antenna kialakításának megkönnyítése érdekében a 2 gyűrűk réz- vagy alumíniumcsövekből készülnek.

A gyűrűk vezetékeit forrasztják vagy speciális csavarokkal rögzítik.

Az antenna kialakítása a vibrátor megnövelt átmérőjével lehetővé teszi a 200 ... 400 Ohm tartományban lévő jellemző impedancia elérését.

A redukció bekötési pontján a vibrátorok kölcsönös befolyása következtében megnövekedett elosztott kapacitás képződik, ami a vibrátor hullámimpedanciáinak és a redukciós impedanciák illeszkedésének romlásához vezet. Ennek kiküszöbölésére a hengerek végeit l 1 = 1 m, l 2 = 3 m hosszúságú kúpok formájában készítik el.

A VGD antenna sugárzási mintázata ugyanolyan alakú, mint a VG antennáké. Akár 400 km hosszú rádiókommunikációs vonalakon a VOP antenna irányított antennaként használható.

A szimmetrikus vibrátor két egyenlő, I hosszúságú 1 vezetékszakaszból áll, amelyek szimmetrikus pontjain az áramok egyenlőek és egybeesnek. A felfüggesztés magasságát a függőleges síkban lévő sugárzási minta sugárzási szögének figyelembevételével választják ki, amely a vételi pontban a megadott térerősség biztosításához szükséges. Egy ilyen vibrátor jellemző impedanciája 1000 Ohm.
Az antennát 1 ... 5 kW vagy nagyobb teljesítményű adókkal való munkavégzésre használják. A 13 és 120 m közötti hullámtartomány lefedésére három VOP antennából álló készletet használnak.
L

Az 1,6l≤λ≤4l arány határozza meg azt a hullámtartományt, amelyben az antenna hatékonyan használható.

Antenna szimbólum -

IOP= --- d.

ahol l a vibrátorkar hossza, m; h az antenna magassága a talaj felett, m; d - a vibrátorgyűrű átmérője, m. Szimmetrikus sönt teljesítményvibrátor. A működéshez szimmetrikus sönt teljesítményvibrátor (2.12. ábra) szolgál

A vibrátor felezőpontján áram-anticsomópont és töltéscsomópont alakul ki (U = 0), ezért a Rin bemeneti ellenállás aktív komponense ezen a ponton nulla. A B, B1 vibrátor szélső pontjain van egy q töltésanticsomó és egy I áramcsomópont, ezért a vibrátor W = 800 Ohm hullámimpedanciája mellett a bemeneti ellenállás aktív összetevője ezeken a pontokon Rin = W 2 /R Σ = 800 2 /73,1 = 8750 Ohm.

Következésképpen a B, B1 pontok közötti vibrátoron két szimmetrikus A, A 1 pont található, amelyekben a bemeneti ellenállás aktív komponense az l 2 távolság megfelelő megválasztásával egyenlő lenne a két- huzal adagoló vonal. Ennek köszönhetően az etetővezetékben a haladó hullám üzemmód biztosított.

Ha 1,5 ... 5 mm átmérőjű huzalból készítünk vibrátort, a legjobb illeszkedést a következő méretekkel kapjuk: /, ahol λ egy rögzített munkahullám.

Az l 1 hosszúság pontos értékét ennek beállításával és egyidejűleg a haladó hullám együttható mérésével választjuk ki. Az l 1 értéket választjuk ki, amelynél a legnagyobb a haladó hullám együtthatója.

Sávantennaként G. Z. Eisenberg és V. D. Kuznyecov által javasolt huzalsönt szimmetrikus vibrátor VGDSH (2.13. ábra). A vibrátor hat vezetékből áll, egy kétvezetékes redukció csak a vibrátor négy vezetékéhez csatlakozik, és két vezeték alkot egy hurkot. Az antenna két árbocra van felfüggesztve.

A sönt szimmetrikus vibrátor 1,6l-6l hullámtartományban működik, kiterjesztve a tartományt a hosszabb hullámok felé.

A vibrátor hullámimpedanciájának jó illeszkedése az adagoló hullámimpedanciájához széles frekvenciasávban biztosított, az adagolóban a haladó hullám együtthatója nem rosszabb, mint 0,3.

Legfeljebb 400 km hosszú rádiókommunikációs vonalak esetén a VGDSh antenna körkörös sugárzással rendelkezik.

A 6, 8, 12 és 16 m-es l vibrátorhosszú VGDSh antennák hat vezetékből, az l = 24 m vibrátorhosszú VGDSh antennák pedig kilenc vezetékből készülnek, hogy csökkentsék a vibrátor átmérőjét és fenntartsák a hullámimpedanciát. ; ebben az esetben hat vezetéket táplálnak. A vibrátorok gyártásához d=4 mm-es bimetálhuzalt használnak.

Fokozott zivataraktivitású területeken a VGDSh antennasönt középső része az A pontban d=6 mm fémhuzallal földelt (lásd 2.13. ábra).

Rombusz alakú vízszintes antennák RG és RGD.

A dekaméteres hullámhossz-tartományban erősen irányított, széles hatótávolságú antenna egy rombusz alakú antenna, melynek sugárzó elemei a rombusz oldalain vízszintes síkban elhelyezkedő vezetékek.

Az antenna négy árbocon van felfüggesztve, és egy nagy rombuszátlóval a levelező felé van orientálva (2.14. ábra). Az antenna működési elve egy haladó áramhullám áramlásán alapul egy hosszú vezeték körül.

Ismeretes, hogy a huzal tengelyén áthaladó bármely síkban haladó áramhullámmal rendelkező vezeték sugárzási mintája két fő lebenyből áll. Ezek a szirmok a vezetékhez képest szimmetrikusan helyezkednek el, és az áramhullám mozgásának irányába dőlnek.

Az egyirányú sugárzás és az antenna utazóhullám-üzemmódjának eléréséhez terhelési ellenállást (abszorpciós vonalat) kell csatlakoztatni a rombusz hegyes sarkának vezetékeihez, amelyek a levelező felé néznek. A gyémánt másik hegyes sarkához egy kétvezetékes redukció csatlakozik, amelyen keresztül a rádiófrekvenciás rezgések egy vízszintes adagolón keresztül jutnak el az adóból. A redukció karakterisztikus impedanciája megegyezik egy rombusz alakú antenna karakterisztikus impedanciájával (600 ... 700 Ohm). Az antenna hatásfoka 60 ... 80% - A rombusz alakú antenna fő méretei: a rombusz oldalának hossza /, az F tompaszög fele és a felfüggesztés h magassága.

Egy adott adóteljesítményhez a vételi helyen szükséges jelszint az energiakibocsátás szögétől függ, ez utóbbitól

az antenna felfüggesztésének magassága határozza meg h. A rádiókommunikációs vonal működési frekvenciáinak halmaza határozza meg az optimális λ 0 hullámhosszt, és ezáltal az l rombusz oldalának hosszát.

A rövid távolságú rádiókommunikációs vonalakhoz (600 ... 2000 km) l = 1,7λ 0, Ф = 57º és l = 2,8λ 0, Ф = 65º méretű rombusz alakú antennákat használnak; közepes hosszúságú vonalakhoz (2000 ... ... 4000 km) - l = 4λ 0, Ф = 65º;

hosszú soroknál (4000 ... 6000 km vagy több) l =6λ 0, Ф=70º.

A rombusz alakú antennák szimbóluma -

ahol RG egyetlen vízszintes rombusz; F - fél tompaszög; a=l/λ 0-, b-h/λ 0; I a rombusz oldalának hossza; h az antenna átlagos magassága a talaj felett; λ 0 - optimális hullámhossz. G. 3. Eisenberg egy továbbfejlesztett antennakialakítást javasolt – egy kettős rombusz alakú RGD antennát (2.16. ábra). Ez az antenna két egyedi rombusz alakú antenna párhuzamos kapcsolata. A rombuszok nagy átlói vízszintes síkban egymáshoz képest (0,8 ... 1) Ko- Az antennalap teljes szerkezete hat árbocon van felfüggesztve. Az antenna cseppek párhuzamosak, aminek következtében az antenna bemeneti impedanciája 300 ... 350 Ohm lesz. A kettős rombusz alakú antennákkal való munkavégzéshez 300 ohmos jellemző impedanciájú adagolókat használnak. A rombuszok levelező felé néző éles sarkainak vezetékei fázisban párhuzamosak és egy terhelési ellenálláshoz (fechral line) kapcsolódnak.

A kettős rombusz alakú antenna szimbóluma -

A rombusz alakú antenna vízszintes és függőleges síkjában a sugárzási mintázatok a geometriai méreteitől függenek.

árok (l, Ф, h). A rádiókommunikációs vonal éjjel-nappali működésének biztosítására a naptevékenység 11 éves időtartama alatt két vagy három rombusz alakú antennakészletet használnak. Ebben az esetben mindegyik antennát a rádióhullám-tartomány (0,8...2) λ 0 korlátozott területén használjuk, azaz az egyik antenna nappal, a másik éjszaka, a harmadik pedig a köztes órákban működik. nap.

Az antenna hullámimpedanciájának értékének hosszában való megőrzése érdekében egyetlen gyémánthuzalt két, a tompaszögek csúcsaiban széttartó vezetékre cserélünk (lásd 2.16. ábra). A tompa sarkokban lévő vezetékek egymás fölött vannak felfüggesztve 2,5 m távolságban.

A rombusz alakú antennákat 1 kW vagy annál nagyobb teljesítményű adókkal való munkavégzés során használják.

Utazóhullámú antenna aktív kommunikációs elemmel BS2.

A BS2 aktív kommunikációs elemekkel rendelkező utazóhullámú antennát széles körben használják rádióállomások vételére. Ez egy vízszintesen felfüggesztett négyvezetékes gyűjtővezeték, amely a megfelelő felé orientálódik, és ellenállásokon keresztül vízszintes szimmetrikus vibrátorokhoz kapcsolódik (2.17. ábra).

A gyűjtővezeték megfelelő oldali végét a vezeték karakterisztikus impedanciájával megegyező értékű Ru ellenállás terheli, a második vége redukción és az adagolón keresztül csatlakozik a vevőkészülékhez.

A gyűjtővezeték lehetővé teszi, hogy az összes vibrátorból energiát vigyen a vevőkészülékhez, ezért hívják gyűjtővezetéknek. A vibrátorok számát és hosszát a rádiókommunikációs vonal hosszától és az antenna által lefedett frekvenciatartománytól függően választjuk ki. Az iránytulajdonságok javítására két, vagy ritkábban három párhuzamosan kapcsolt utazóhullám-antennalapot használnak.

Tekintsük az antenna működési elvét.

A levelező oldaláról érkező, az 1, 2, 3, ..., 20, 21 szimmetrikus vibrátorokat keresztező elektromágneses hullámok mindegyikben EMF e1, e2, e 3, ..., e20, e21 jelet indukálnak. . Ezek az EMF-ek az R St csatolóellenállásokon keresztül két áramhullámot hoznak létre a gyűjtővezetékben, amelyek közül az egyik az R H terhelőellenállásra irányul, a másik pedig a vevőkészülék felé.

Tegyük fel, hogy az elektromágneses oszcillációk térbeli terjedési sebessége az 1. vibrátortól a 21. vibrátorig megegyezik az áramhullám terjedési sebességével a gyűjtővezetékben az 1. vibrátortól a 21. vibrátorig.

Kezdetben, amikor az 1. vibrátorban elektromágneses rezgések által indukált emf e1 áram i1 eléri a 2. vibrátort, akkor az emf e2 indukálódik a második vibrátorban, és az i1 + i2 + "V áram a 3. vibrátor felé folyik. Amikor ez az összeg áramok elérik a 3. vibrátort, akkor az emf e3 indukálódik benne. Ezután egy i1 + i2 + i3 áram folyik a 4 vibrátor felé, stb. Így a vibrátorokból a vevőkészülék felé irányított áramok összegeződnek és létrehozzák. ennek az eszköznek a bemeneti áramkörében a gyűjtővezeték mentén a terhelési ellenállás felé eső jelfeszültséget veszi fel ez az ellenállás.

Valós körülmények között a gyűjtővonalon áthaladó áramhullámok sebessége kisebb, mint a szabad térben terjedő rádióhullámok sebessége. Az elektromágneses hullámok terjedési sebességében és az áramok gyűjtővezetékben való áthaladása közötti különbség jelenléte az áramok fáziseltolódását és a jelszint csökkenését okozza a vevőkészülék bemeneti áramkörében, és befolyásolja az iránytulajdonságokat is. az antennát. Az áram áthaladásának sebessége a gyűjtővezetékben attól is függ, hogy a vibrátorok milyen terhelést vezetnek be ebbe a vezetékbe.

A vibrátorok tolatási hatásának gyengítése érdekében az utóbbiakat csatolóelemeken - R CB ellenállásokon - keresztül csatlakoztatják a gyűjtővezetékhez.

Az aktív, nem pedig a reaktív csatolóelemek alkalmazása megkönnyíti a mozgóhullámú antenna működését széles frekvenciatartományban.

Az antenna vízszintes sugárzási mintája alacsony oldallebenyekkel rendelkezik, és az elektromágneses hullámok energiájának szinte teljes vétele a fő lebenyben összpontosul.

Két tipikus antennát használnak a rádióállomások vételére:

400 ... hosszúságú rádiókommunikációs vonalakon használják

(2.19., 2.20. ábra) 2000...4000 km hosszú rádiókommunikációs vonalakon használatos és 12,5 tartományban üzemel. . . 100 m Két párhuzamosan összekapcsolt BS / vászonból áll, amelyek mindegyike 21 vibrátort tartalmaz 8 m karhosszúsággal. 170 ohmos ellenállásra vannak terhelve 10 W teljesítménnyel.

A vibrátorok 200 Ohm ellenállású ellenállásokon keresztül csatlakoznak a gyűjtővezetékhez.

A BS vásznak hat árbocra vannak felfüggesztve 8. Az antenna gyűjtővezetékeinek a vevőkészülék felé néző végei két egymáshoz illeszkedő 170/200 Ohm-os transzformátor (2-es függőleges), ill.

két 200/400 ohmos (vízszintes 3), párhuzamosan kapcsolva és a 4. adagolóhoz csatlakoztatva 208 Ohm karakterisztikus impedanciával.

ábrán. A 2.21. ábra a vibrátorok gyűjtővezetékre történő rögzítésének egységét mutatja. A vászon felfüggesztési magassága, 11,17 és 25 m, a sugárzási minta fő lebenyének függőleges síkban lévő dőlésszögétől függően kerül kiválasztásra..

A szimmetrikus utazóhullámú antennák vízszintes szimmetrikus vibrátorok rendszere (17. ábra, a), amelyek a térben egyenletesen helyezkednek el, és kommunikációs ellenállásokon keresztül kapcsolódnak a gyűjtővezetékhez.

A gyűjtővezeték többvezetékes, csökkentett karakterisztikus impedanciával W=160-200 Ohm. Az egyik végén a gyűjtővezeték egy adagolón keresztül csatlakozik a vevőhöz, a másik végén R = Wo ellenállásra zárva van. A vibrátorok számát és hosszát célszerű nagyobbra venni, ami növeli az antenna által vett teljesítményt. Nem kívánatos azonban a karhossz 0,64λ fölé növelése, mivel ez az oldallebenyek szintjének növekedéséhez vezet. A 12,5...70 m hullámtartományban való működéshez a vibrátorkar hosszát l = 0,64λcor = 8 m-re választjuk Az antennalapát L (gyűjtővonal) hossza határozza meg az irányítottság nagyságát. Tól

IN általános eset A vibrátor bemeneti impedanciája összetett. A vibrátorok közvetlen csatlakoztatása a gyűjtővezetékhez megváltoztatja annak lineáris paramétereit, és a benne lévő fázissebesség is megváltozik. Bármilyen csatlakozás egy csomós ellenállásvonalhoz, megzavarja a vonal egyenletességét, és némi energiavisszaverődést okoz a csatlakozási pontokról. A tolatási hatás és a visszaverődések csökkentése érdekében a vibrátorokat csatolási ellenállásokon keresztül csatlakoztatják a gyűjtővezetékhez. Csatolási ellenállásként aktív ellenállás (17. ábra, a), kondenzátor (17. ábra, 6.) vagy induktivitás (17. ábra, c) használható. Ennek megfelelően a mozgóhullámú antennákat BS, BE vagy BI jelöléssel látják el.

Gazdasági okokból az antennák magassága 17...25 m-re csökken.

A 18. ábra a mozgóhullámú antenna mintázatait mutatja. Az egyfázisú és rombusz alakú antennákhoz képest a BS antennák alacsonyabb oldallebeny-szinttel rendelkeznek. Az aktív csatolási ellenállások kiküszöbölik a rezonanciajelenségeket, lehetővé teszik a vibrátorok hosszának növelését és lényegesen nagyobb tartomány-átfedés elérését. Egy BS antenna gyakorlatilag lefedi a dekaméteres hullámok teljes tartományát. A csatolási ellenállás növekedésével a vibrátorok befolyása a gyűjtővezetékre csökken, az illesztés javul, de a veszteségek növekedése miatt a hatásfok romlik. Az alacsony hatásfok lehetővé teszi, hogy az utazóhullámú antennákat csak vevőantennaként használják.

A mintázat szűkítése és a hatékonyság növelése érdekében két antennaréteget helyeznek egymás mellé, és párhuzamosan kapcsolnak össze exponenciális adagoló transzformátorok segítségével.

A rádiókommunikációs gyakorlatban a BS-2 (21/8) (200/4.5)25 típusú antennák terjedtek el. Ennek a megjelölésnek az értelmezése a következő: egy mozgóhullámú antenna (B) aktív csatolási ellenállással (C) két párhuzamosan kapcsolt lapátból (2) áll. Mindegyik lapáthoz 21 szimmetrikus vibrátor tartozik, amelyek karhossza l = 8 m és távolságuk közöttük d = 4,5 m. A csatolási ellenállás a vibrátor mindkét karjában 200 Ohm. A vásznak a talaj feletti felfüggesztési magassága 25 m.

Korlátozott antennamező esetén kettős vétel érhető el egymásra merőleges vibrátorokkal ellátott antennák használatával (polarizációs diverzitású vétel). Ha az egyik antenna vízszintes vibrátorral rendelkezik, például BS, akkor a másodiknak függőleges vibrátorokkal kell rendelkeznie. Ilyen antenna lehet egy BSVN - függőleges aszimmetrikus utazóhullámú antenna, amelynek vibrátorai aktív kommunikációs ellenállásokon (ellenállásokon) keresztül csatlakoznak a gyűjtővezetékhez (19. ábra, a). A vibrátorok számát, hosszát és a köztük lévő távolságokat ugyanazok a szempontok alapján választják ki, mint a BS antennánál A gyűjtővezeték (19.6. ábra) aszimmetrikus, többvezetékes, 140 Ohm karakterisztikus impedanciával. Az egyes vibrátorok alatti gyűjtővezeték külső vezetékei földelve vannak. A vibrátorok két belső vezetékhez csatlakoznak 350...800 Ohm kommunikációs ellenálláson keresztül. A BSVN antennák költsége alacsonyabb a BS antennákhoz képest.

A BSVN2 antenna a vízszintes síkban lévő BS2-höz képest valamivel magasabb oldallebenyekkel rendelkezik, mivel a vízszintes síkban lévő függőleges vibrátor nem rendelkezik irányított tulajdonságokkal. A BSVN antenna sugárzási mintája a függőleges síkban jelentősen függ a talaj paramétereitől. Ideálisan vezető talaj esetén a DP fő lebenyének maximuma egybeesik a talaj menti iránnyal. Valós talajvezetőképesség mellett a földfelszín mentén terjedő hullám elnyelődik, és a főlebeny iránya 10...200 -os szöget zár be a föld síkjával.

A dekaméteres hullámtartományban egy 3 ... 4 mm átmérőjű, 100 ... ... 300 m hosszúságú, a talaj felett 2,5 ... 3,5 m magasságban elhelyezkedő, a a levelező irányába, vevőantennaként használható. Az egyik végéhez egy vevő adagoló egy illesztő transzformátoron keresztül, a másikhoz pedig egy földelés vagy ellensúly csatlakozik a vezeték jellemző impedanciájával megegyező terhelési ellenálláson keresztül.

Az antenna elején és végén lévő függőleges vezetékek jelentősen ronthatják az antenna iránytulajdonságait. E vezetékek hosszának csökkentése érdekében az antenna végén lévő terhelő ellenállást és az antenna elején lévő feeder külső vezetőjét nem a földeléshez, hanem a talaj fölé emelt ellensúlyokhoz kötik. Ha egy frekvencián működik, az ellensúly három, vízszintes síkban elhelyezkedő, 120°-os szöget bezáró, egyenként 0,25 λ hosszúságú gerendából készülhet. A tartományban végzett munka során az ellensúlyt több gerendás készítik, a gerendák hosszát a log-periodikus törvény szerint választják meg. Az ellensúly 15, vízszintes síkban elhelyezkedő, 360/15 szögben eltérő gerendából álló rendszer. = 24° egymáshoz képest.

A hullámimpedancia csökkentése érdekében az antennahuzal több, egymástól térközzel elhelyezett vezetékből áll. Ha rövid utakon dolgozunk, a hullám érkezési szögei Δ≥40° és az antenna hossza kicsinek bizonyul. Például Δ = 40°-nál Lopt = 2k, és Δ = 60°-nál Lopt = λ. Az ilyen antennák gyenge irányított tulajdonságokkal rendelkeznek. Az irányított tulajdonságok javítása érdekében az antennát két vagy több vezetékből álló fázisban lévő tömb formájában készítik.

Ha távolsági levelezőkkel dolgozunk, amikor a hullámok érkezési szögei a függőleges síkban Δ≤18°, az optimális antennahossz Lopt≥10λ. Az ilyen antenna iránytulajdonságai jobbak.

Az antenna, amely két, egymástól 20...60 m távolságra elhelyezett vezetékből álló közös módú tömb, mindegyik vezeték hossza 100...300 m, a távolsági fővonalakon ideiglenes ill. tartalék antenna.

A 2000 km-nél hosszabb útvonalakon kettős vételt alkalmaznak, az antennákat térközönként helyezik el. Ha az antennák térbeli elválasztása nehézkes, akkor a BS2 és BSVN2 antennák segítségével polarizációs diverzitású vételt alkalmaznak, a BSVN2 függőleges vibrátorokat közvetlenül a BS2 antenna gyűjtővonalai alá helyezve.

És ismét néhány általános oktatási anyag. Ezúttal a bázisállomásokról lesz szó. Nézzük meg az elhelyezésük, a kialakításuk és a hatótávolságuk különböző műszaki szempontjait, valamint magát az antennaegységet is.

Bázisállomások. Általános információk

Így néznek ki az antennák sejtes kommunikációépületek tetejére szerelve. Ezek az antennák egy bázisállomás (BS) elemei, és különösen egy rádiójel vételére és továbbítására az egyik előfizetőtől a másikhoz, majd egy erősítőn keresztül a bázisállomás vezérlőjéhez és más eszközökhöz. A BS legláthatóbb részeként antennaoszlopokra, lakó- és ipari épületek tetejére, sőt kéményekre is felszerelhetők. Ma már egzotikusabb lehetőségeket is találhatunk beépítésükhöz, Oroszországban már világítóoszlopokra szerelik, Egyiptomban pedig pálmafának is „álcázzák”.

A bázisállomás csatlakoztatása a távközlési szolgáltató hálózatához rádiórelé kommunikáción keresztül történhet, így a BS egységek „téglalap alakú” antennái mellett egy rádiórelé tányér látható:

A negyedik és ötödik generáció korszerűbb szabványaira való átállással, hogy megfeleljenek ezek követelményeinek, az állomásokat kizárólag száloptikán keresztül kell csatlakoztatni. A modern BS-konstrukciókban az optikai szál az információ átvitelének szerves médiumává válik, még a BS csomópontjai és blokkjai között is. Például az alábbi ábra egy modern bázisállomás kialakítását mutatja, ahol optikai kábelt használnak az adatok továbbítására az RRU (távirányítós egységek) antennájáról magára a bázisállomásra (narancssárga).

A bázisállomás berendezéseit az épület nem lakáscélú helyiségeiben kell elhelyezni, vagy speciális konténerekbe kell beszerelni (falra vagy oszlopra rögzítve), mert modern felszerelés meglehetősen kompakt és könnyen beilleszthető rendszeregység szerver számítógép. A rádiómodult gyakran az antennaegység mellé telepítik, ami segít csökkenteni a veszteségeket és az antennára továbbított teljesítmény disszipációját. Így néz ki a Flexi Multiradio bázisállomás berendezés három telepített rádiómodulja közvetlenül az árbocra szerelve:

A bázisállomás szolgáltatási területe

Először is meg kell jegyezni, hogy vannak különféle típusok bázisállomások: makró, mikro, pico és femtocellák. Kezdjük kicsiben. És röviden: a femtocella nem bázisállomás. Ez inkább egy hozzáférési pont. Ezt a berendezést eredetileg otthoni vagy irodai felhasználóknak szánták, és az ilyen berendezés tulajdonosa magán- vagy jogi személy. az üzemeltetőtől eltérő személy. A fő különbség az ilyen berendezések között az, hogy teljesen automatikus konfigurációval rendelkezik, a rádióparaméterek értékelésétől az üzemeltető hálózatához való csatlakozásig. A Femtocell méretei egy otthoni útválasztónak felelnek meg:

A pikocella egy alacsony fogyasztású BS, amely egy szolgáltató tulajdonában van, és IP/Ethernetet használ szállítási hálózatként. Általában olyan helyekre telepítik, ahol a felhasználók helyi koncentrációja lehetséges. A készülék méretében egy kis laptophoz hasonlítható:

A mikrocella egy bázisállomás megvalósításának hozzávetőleges változata kompakt formában, nagyon elterjedt az operátori hálózatokban. A „nagy” bázisállomástól az előfizető által támogatott csökkentett kapacitás és az alacsonyabb sugárzási teljesítmény különbözteti meg. A tömeg általában legfeljebb 50 kg, a rádiólefedettség sugára pedig legfeljebb 5 km. Ezt a megoldást ott alkalmazzák, ahol nincs rá szükség nagy kapacitásokés hálózati teljesítmény, vagy nem lehet nagy állomást telepíteni:

És végül a makrocella szabványos bázisállomás, amely alapján épülnek mobilhálózatok. 50 W-os nagyságrendű teljesítmény és 100 km-es lefedettségi sugár jellemzi (a határértéken belül). Az állvány súlya elérheti a 300 kg-ot.

Az egyes BS lefedettségi területe az antennaszakasz magasságától, a tereptől és az előfizető felé vezető úton lévő akadályok számától függ. A bázisállomás telepítésekor a lefedettségi sugár nem mindig az élen jár. Az előfizetői bázis növekedésével előfordulhat, hogy a maximum nem lesz elég sávszélesség BS, ebben az esetben a „hálózat foglalt” üzenet jelenik meg a telefon képernyőjén. Aztán idővel az üzemeltető ezen a területen szándékosan csökkentheti a bázisállomás hatótávolságát, és több további állomást telepíthet a legnagyobb terhelésű területekre.

Ha növelni kell a hálózati kapacitást és csökkenteni kell az egyes bázisállomások terhelését, akkor a mikrocellák segítenek. Egy megavárosban egy mikrocella rádiólefedettsége mindössze 500 méter lehet.

Városi körülmények között furcsa módon vannak helyek, ahol az üzemeltetőnek helyileg kell összekötnie egy területet nagy számban forgalom (metróállomások területei, nagy központi utcák stb.). Ebben az esetben kis teljesítményű mikrocellákat és pikocellákat használnak, amelyek antennaegységei alacsony épületekre és oszlopokra helyezhetők. utcai világítás. Ha felmerül a kérdés, hogy zárt épületeken belül (bevásárló- és üzleti központok, hipermarketek stb.) kell jó minőségű rádiós lefedettséget szervezni, akkor a picocell bázisállomások jönnek a segítségre.

A városokon kívül előtérbe kerül az egyes bázisállomások működési tartománya, így az egyes bázisállomások várostól távolabbi telepítése egyre költségesebb vállalkozássá válik a nehéz éghajlati és technológiai viszonyok között szükséges villanyvezetékek, utak, tornyok építésének szükségessége miatt. . A lefedettség növelése érdekében tanácsos a BS-t magasabb árbocokra telepíteni, irányított szektorsugárzókat használni stb. alacsony frekvenciák, kevésbé érzékeny a csillapításra.

Így például az 1800 MHz-es sávban a BS hatótávolsága nem haladja meg a 6-7 kilométert, a 900 MHz-es sáv használata esetén pedig a lefedettség elérheti a 32 kilométert is, minden más mellett.

Bázisállomás antennái. Vessünk egy pillantást belülre

A cellás kommunikációban leggyakrabban szektorpanelantennákat használnak, amelyek sugárzási mintázata 120, 90, 60 és 30 fokos. Ennek megfelelően a kommunikáció minden irányú megszervezéséhez (0-tól 360-ig) 3 (mintaszélesség 120 fok) vagy 6 (mintaszélesség 60 fok) antennaegységre lehet szükség. Az alábbi ábrán látható egy példa a minden irányban egységes lefedettség megszervezésére:

Az alábbiakban pedig a tipikus sugárzási mintázatok láthatók logaritmikus skálán.

A legtöbb bázisállomás antennája szélessávú, lehetővé téve egy, két vagy három frekvenciasávban történő működést. Az UMTS hálózatoktól kezdve, a GSM-mel ellentétben, a bázisállomás antennái képesek megváltoztatni a rádió lefedettségi területét a hálózat terhelésétől függően. A kisugárzott teljesítmény szabályozásának egyik leghatékonyabb módja az antenna szögének szabályozása, így a sugárzási minta besugárzási területe megváltozik.

Az antennák fix dőlésszöggel rendelkezhetnek, vagy speciális eszközzel távolról is állíthatók szoftver, amely a BS vezérlőegységben található, és beépített fázisváltók. Vannak olyan megoldások is, amelyek lehetővé teszik a szolgáltatási terület megváltoztatását, ahonnan közös rendszer adathálózat menedzsment. Ily módon szabályozható a bázisállomás teljes szektorának szolgáltatási területe.

A bázisállomás antennái mechanikus és elektromos mintavezérlést is használnak. A mechanikus vezérlést könnyebb megvalósítani, de gyakran a sugárzási mintázat torzulásához vezet a szerkezeti részek hatása miatt. A legtöbb BS antenna elektromos dőlésszög-beállító rendszerrel rendelkezik.

A modern antennaegység egy antennatömb sugárzó elemeinek csoportja. A tömbelemek közötti távolságot úgy választják meg, hogy a sugárzási minta oldallebenyeinek legalacsonyabb szintjét kapjuk. A leggyakoribb panelantenna hossza 0,7-2,6 méter (többsávos antennapaneleknél). Az erősítés 12 és 20 dBi között változik.

Az alábbi ábra (balra) az egyik leggyakoribb (de már elavult) antennapanel kialakítását mutatja.

Itt az antennapanel adói félhullám szimmetrikus elektromos vibrátorok a vezetőképes képernyő felett, 45 fokos szögben elhelyezve. Ezzel a kialakítással 65 vagy 90 fokos főlebeny-szélességű diagramot hozhat létre. Ebben a kialakításban két-, sőt háromsávos antennaegységeket gyártanak (bár elég nagyok). Például egy ilyen kialakítású háromsávos antennapanel (900, 1800, 2100 MHz) különbözik az egysávostól, mivel mérete és súlya körülbelül kétszer akkora, ami természetesen megnehezíti a karbantartását.

Az ilyen antennák alternatív gyártási technológiája a szalagantenna radiátorok (négyzet alakú fémlemezek) gyártása, a jobb oldali fenti ábrán.

És itt van egy másik lehetőség, amikor félhullámú rés mágneses vibrátorokat használnak radiátorként. A tápvezeték, a nyílások és a képernyő egy nyomtatott áramköri lapra készül, kétoldalas fólia üvegszálas:

Figyelembe véve a vezeték nélküli technológiák fejlődésének modern realitását, a bázisállomásoknak támogatniuk kell a 2G, 3G és LTE hálózatokat. És ha a különböző generációs hálózatok bázisállomásainak vezérlőegységei a teljes méret növelése nélkül elhelyezhetők egy kapcsolószekrényben, akkor jelentős nehézségek merülnek fel az antenna résszel.

Például a többsávos antennapanelekben a koaxiális összekötő vezetékek száma eléri a 100 métert! Az ilyen jelentős kábelhossz és a forrasztott csatlakozások száma elkerülhetetlenül vezetékkieséshez és a nyereség csökkenéséhez vezet:

Az elektromos veszteségek csökkentése és a forrasztási pontok csökkentése érdekében gyakran készítenek mikroszalagos vezetékeket, amelyek lehetővé teszik a dipólusok és a teljes antenna táprendszerének létrehozását egyetlen nyomtatott technológiával. Ez a technológia könnyen gyártható, és biztosítja az antenna jellemzőinek nagy megismételhetőségét a sorozatgyártás során.

Többsávos antennák

A kommunikációs hálózatok fejlődésével a harmadik és negyedik generáció mind a bázisállomások, mind a mobiltelefonok antenna részének korszerűsítése szükséges. Az antennáknak további, 2,2 GHz-et meghaladó sávokban kell működniük. Ezenkívül két, sőt három tartományban kell dolgozni egyszerre. Ennek eredményeként az antennarész meglehetősen bonyolult elektromechanikus áramköröket tartalmaz, amelyeknek biztosítaniuk kell a megfelelő működést nehéz éghajlati viszonyok között.

Példaként tekintsük a 824-960 MHz és 1710-2170 MHz tartományban működő Powerwave cellás kommunikációs bázisállomás kétsávos antennájának kibocsátóinak tervezését. Neki megjelenés az alábbi képen látható:

Ez a kétsávos besugárzó két fémlemezből áll. A nagyobbik az alsó 900 MHz-es tartományban működik fölötte egy kisebb slot emitterrel. Mindkét antennát réssugárzók gerjesztik, így egyetlen tápvezetékük van.

Ha dipólantennákat használnak kibocsátóként, akkor minden hullámtartományhoz külön dipólust kell felszerelni. Az egyes dipólusoknak saját tápvezetékkel kell rendelkezniük, ami természetesen csökkenti a rendszer általános megbízhatóságát és növeli az energiafogyasztást. Példa egy ilyen kialakításra a Kathrein antenna a fentebb tárgyalt frekvenciatartományban:

Így az alsó frekvenciatartomány dipólusai mintegy a felső tartomány dipólusain belül vannak.

A három (vagy több) sávos működési mód megvalósításához a nyomtatott többrétegű antennák rendelkeznek a legnagyobb technológiai hatékonysággal. Az ilyen antennákban minden új réteg meglehetősen szűk frekvenciatartományban működik. Ez a „többszintes” kialakítás nyomtatott antennákból áll, egyedi sugárzókkal, minden antenna a működési tartomány egyedi frekvenciáira van hangolva. A tervezést az alábbi ábra szemlélteti:

Mint minden más többelemes antennánál, ebben a kialakításban is van kölcsönhatás a különböző frekvenciatartományokban működő elemek között. Természetesen ez a kölcsönhatás befolyásolja az antennák irányítottságát és illesztését, de ez a kölcsönhatás a fázissoros antennáknál alkalmazott módszerekkel (phased array antenna) kiküszöbölhető. Például az egyik leghatékonyabb módszer az elemek tervezési paramétereinek megváltoztatása az izgalmas eszköz eltolásával, valamint magának az előtolásnak a méreteinek és a dielektromos elválasztóréteg vastagságának megváltoztatása.

A lényeg az, hogy minden modern vezeték nélküli technológiák szélessávú, és az üzemi frekvencia sávszélessége legalább 0,2 GHz. A komplementer struktúrákon alapuló antennák, amelyek tipikus példái a „csokornyakkendős” antennák, széles működési frekvenciasávval rendelkeznek. Az ilyen antenna és az átviteli vonal koordinációja a gerjesztési pont kiválasztásával és konfigurációjának optimalizálásával történik. A működési frekvenciasáv bővítésére megállapodás szerint a „pillangó” kapacitív bemeneti impedanciával egészül ki.

Az ilyen antennák modellezése és számítása speciális CAD szoftvercsomagokban történik. Modern programok lehetővé teszi az antenna szimulálását áttetsző házban az antennarendszer különböző szerkezeti elemeinek befolyása mellett, és ezáltal lehetővé teszi egy meglehetősen pontos mérnöki elemzés elvégzését.

A többsávos antenna tervezése szakaszosan történik. Először egy széles sávszélességű mikrocsíkos nyomtatott antennát számítanak ki és terveznek meg minden egyes működési frekvencia tartományhoz külön. Ezután a különböző hatótávolságú nyomtatott antennákat kombinálják (egymást átfedve) és megvizsgálják együtt dolgozni, lehetőség szerint kiküszöbölve a kölcsönös befolyásolás okait.

A szélessávú pillangóantenna sikeresen használható háromsávos nyomtatott antenna alapjául. Az alábbi ábrán négy látható különféle lehetőségeket a konfigurációja.

A fenti antennakialakítások a reaktív elem alakjában térnek el, amely megegyezés szerint az üzemi frekvenciasáv bővítésére szolgál. Egy ilyen háromsávos antenna minden rétege adott geometriai méretű mikroszalag-sugárzó. Minél alacsonyabbak a frekvenciák, annál több relatív méret olyan kibocsátó. A PCB minden rétegét dielektrikum választja el a másiktól. A fenti kialakítás a GSM 1900-as sávban (1850-1990 MHz) működhet - elfogadja alsó réteg; WiMAX (2,5 - 2,69 GHz) - fogadja a középső réteget; WiMAX (3,3 - 3,5 GHz) - fogadja a felső réteget. Az antennarendszer ezen kialakítása lehetővé teszi a rádiójelek vételét és továbbítását további aktív berendezések használata nélkül, ezáltal nem növeli az antennaegység teljes méreteit.

Végezetül pedig egy kicsit a BS veszélyeiről

Néha a mobilszolgáltatók bázisállomásait közvetlenül a lakóépületek tetejére telepítik, ami ténylegesen demoralizálja egyes lakóikat. A lakástulajdonosok felhagynak a macskákkal, és a nagymama fején gyorsabban kezd megjelenni az ősz haj. Eközben a telepített bázisállomásról ennek a háznak a lakói elektromágneses mező szinte nem is veszik, mert a bázisállomás nem sugároz „lefelé”. És mellesleg a SanPiN normái elektromágneses sugárzás az Orosz Föderációban egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint a nyugati „fejlett” országokban, ezért a városon belül a bázisállomások soha nem működnek teljes kapacitással. Így nem árt a BS-nek, hacsak nem a tetőn napoztok pár méterre tőlük. Gyakran egy tucat hozzáférési pontot telepítenek a lakók lakásaiba, valamint mikrohullámú sütőket és mobiltelefonok(fejéhez nyomva) sokkal nagyobb hatással vannak rád, mint egy 100 méterrel az épületen kívül telepített bázisállomás.

UKRAJNA OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA

KHARKIV NEMZETI RÁDIÓELEKTRONIKAI EGYETEM

TAVR Osztály

TESZT

tárgy szerint

"MOBIL KOMMUNIKÁCIÓS TECHNOLÓGIA"

külső speciális TZTe-08

Fesyunina L.I.

Hitelesítette: Assoc. osztály TAVR Starodubtsev N.G.

Harkov 2009

1. A BS ANTENNA TELEPÍTÉSI MAGASSÁGÁNAK BEFOLYÁSA A VÉTELT JEL SZINTJÉRE

A vételi pont jelszintjének kiszámításakor figyelembe kell venni a földfelszínről visszaverődő hullámokat. A földfelszínről visszaverődő sugarak befolyása a kommunikáció stabilitására egy kétsugaras modell alapján vehető figyelembe (1.1. ábra).

1.1. ábra – A BS jelterjedés kétsugaras modellje

A szabad helymezőhöz viszonyított csillapítási tényező a következőképpen ábrázolható:

ahol α a földfelszínről való visszaverődési együttható; Ф - fáziseltolódás a közvetlen sugár és a Földről visszaverődő sugár között. Általában α = -1-et veszünk, mert a beesési szög általában kicsi. Ebben az esetben az (1.1) kifejezés a következőképpen írható fel

Viszont

ahol Δr=r 1 -r 2 a sugarak útjában a különbség; α a hullámhossz.

Az 1.1. ábra konstrukciói alapján írhatunk

ahol h 1 és h 2 a BS és MS antennák beépítési magassága; d-távolság BS-től MS-ig.

Az (1.4) és (1.5) kifejezés átírható így

A gyakorlatban általában d >> h 1 +h 2, így alkalmazható a jól ismert közelítő egyenlőség

Az (1.6)-ot (1.3)-ra és (1.2) behelyettesítve megkapjuk

Az MS vevő bemenetén lévő jelteljesítmény a képlet segítségével számítható ki

ahol P 1 a BS adó teljesítménye; G1, G2 a BS és MS antennák erősítései;

Az (1.7)-et (1.8) behelyettesítve azt találjuk

Ha ΔФ< 0,6 рад, то sin(ΔФ/2)

Az (1.10) kifejezés lehetővé teszi, hogy megállapítsuk, hogy az energiaveszteség a terjedési szakaszban 40 dB/dec.

Valójában, ha d 1 = 1 km és d 2 = 10 km, akkor, ha a többi tényező egyenlő

Így a vevő bemenetén a jelteljesítmény fordítottan arányos d 4-el, azaz.

ahol a az arányossági együttható.

A szabad térben bekövetkező energiaveszteségek kiszámításakor egy másik szabály érvényes, mégpedig 20 dB/dec, azaz.

Valódi városi rádióútvonalakhoz van

ahol γ=2...5.

γ értéke nem lehet kisebb 2-nél, mert ez az érték a szabad helynek felel meg.

Az (1.10)-ből az is következik, hogy a BS antenna beépítési magasságának növelése az MS vevő bemeneti jelszintjének körülbelül 6 dB/okt-os növekedéséhez vezet.

Valójában a BS antenna beépítési magasságának megkétszerezése ad

Nyilvánvaló okokból az MS antenna beépítési magassága nem haladja meg a 3 m-t, ezért általában nem vesszük figyelembe a magasságának a vonal energiájára gyakorolt ​​hatását.

Az (1.9) képlet nem vesz figyelembe sok olyan tényezőt, amelyek befolyásolják a rádióhullámok terjedését, nevezetesen: a Föld felszínének egyenetlenségét, a troposzférikus visszaverődést, a terepviszonyokat és sok mást. Ezért a számítások során gyakran a mérések és a megfigyelési eredmények statisztikai átlagolása alapján nyert anyagokhoz folyamodnak.

2 MÓDSZER A MOBIL RÁDIÓKOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREK HATÉKONYSÁGÁNAK NÖVELÉSÉRE

Az SSPR hatékonysága számos paramétertől függ, és a rendszer alkalmasságának mutatójaként szolgálhat, jelezve műszaki kiválóságának és gazdasági megvalósíthatóságának mértékét. A mobil rádiós hálózatok hatékonyságának számszerűsítéséhez a következőket használhatja: kapacitás; az információtovábbítás megbízhatósága; csatornák száma a kijelölt frekvenciasávban; a kiszolgált terület mérete; működési költség; statisztikai forgalmi paraméterek és egyéb tényezők.

Az SSPR hatékonyságát jellemzően a kiosztott frekvenciasávonkénti előfizetők száma alapján értékelik. Ez az értékelési módszer meglehetősen világos, és lehetővé teszi a különböző mobil rádiókommunikációs rendszerek összehasonlítását.

Tegyük fel, hogy az MS egyenletesen oszlik el a szolgáltatási területen, amely R 0 sugarú kör alakú területtel.

BS száma a szolgáltatási területen

A K klaszterdimenzió a rendszer frekvenciaparamétere, hiszen meghatározza a csatornák lehetséges minimális számát az SSPR-ben. Ha minden BS-en a halmaz n c-ből áll az egyes csatornák F k sávszélességével, akkor az SSPR teljes frekvenciasávja (figyelembe véve a frekvencia ismételhetőségét) az átviteli irányban

Az aktív előfizetők száma a szolgáltatási területen egyenlő

A (2.3)-ból az következik, hogy az SSPR hatékonysága nem függ a BS-en lévő csatornák számától, és az R cellasugár csökkenésével növekszik. Ez lényegében azt jelzi, hogy a cellák méretének csökkentésével növelhető a frekvencia ismételhetőség, azaz. egyidejű használatuk a hálózaton. Ezenkívül a (2.3) összefüggésből az következik, hogy célszerű csökkenteni a K klaszter dimenzióját. Vizsgáljuk meg részletesebben a klaszterdimenzió hatását az SSPR jellemzőire, különös tekintettel a kölcsönös interferencia szintjére. működési frekvenciák újrafelhasználásából adódóan (2.1. ábra). A kölcsönös interferencia két típusra osztható.

Először is, a közös frekvenciájú cellákban lévő mobil állomások interferálnak az 1. számú cella bázisállomásának vételi csatornáival, amely az 1. ábra közepén található. 2.1 A jel/zaj arányt a BS vevő bemenetén a kifejezés határozza meg

ahol R pr.b a központi cella MS jelének teljesítménye a saját BS vevőjének bemenetén;

Р sh.b – a BS vevő termikus zajának teljesítménye;

R p.m. i – interferencia teljesítmény az MS-től az első kör i-edik klaszterének megfelelő cellában;

K 1 – az első kör egyező celláinak száma.

Másodszor, az első körben lévő összes egyező cella bázisállomásai zavarják a központi cellában található mobil állomásokat. A jel-zaj arány ebben az esetben

ahol P pr.m a központi cella BS jelének teljesítménye ugyanazon cella MS vevőjének bemenetén;

Р sh.m – az MS vevő hőzaj teljesítménye;

Р p.b1 – interferencia teljesítmény az első kör i-edik klaszterének megfelelő cellájának BS-éből.

2.1. ábra – A klaszter méretének hatása a kölcsönös interferencia szintjére

A kölcsönös interferencia szintjének kvantitatív becsléséhez számos természetes feltevést teszünk. Úgy gondoljuk, hogy a P sh.b és a P sh.m elhanyagolható, mivel a zajszint a kölcsönös interferencia szintje alatt van. Mi ezt hisszük

Akkor van

ahol (2.7)

Bármely klaszterdimenzióhoz az első körben hat egyező cella található, azaz. K 1 =6. Ezenkívül a frekvenciacsatornák összes relatív újrahasználati távolsága egyenlő, pl.