От чего зависит расстояние радиосвязи?
Обычно под дальностью связи понимается максимальное расстояние, на котором обеспечивается обмен информацией между приемником и передатчиком с заданным качеством. Как правило, такой обмен должен быть возможен в любое время, а для мобильной связи еще и на всей обслуживаемой территории. Поэтому, когда говорят о дальности связи, необходимо уточнить, при какой обеспеченности связью по времени и месту она возможна. Например, дальность связи между мобильными радиостанциями 10 км при обеспеченности 90% означает, что в среднем в 9 случаях из 10 связь между ними будет успешной, а сеансы связи возможны в произвольные моменты времени и в произвольно выбранных местах. При этом связь осуществима и на расстояниях в 30 км, но успешными будут только 5 из 10 попыток связи, т. е. обеспеченность связью при такой дальности будет составлять 50%.
Дальность связи раций определяется многими факторами, но, прежде всего, она зависит от частоты радиосигнала, так как с изменением частоты меняются условия распространения радиосигнала.
Другим фактором, существенно влияющим на дальность связи, является высота размещения антенн приемника и передатчика над уровнем земли. На это имеются две причины: поглощение радиосигнала подстилающей поверхностью и необходимость радиовидимости между антеннами.
Минимальное затухание при распространении сигнал испытывает в свободном пространстве. При распространении радиоволны вдоль поверхности земли возникают дополнительные потери. Поэтому, чем выше над землей подняты антенны, тем меньше влияние подстилающей поверхности на затухание сигнала. Понятие радиовидимости соответствует наличию пути распространения радиосигнала между антеннами передатчика и приемника. Известно, что радиоволны обладают свойствами дифракции, интерференции, рассеивания и отражения, характерными для любых других волн. C увеличением частоты поведение радиоволн приближается к поведению светового луча, и радиовидимость приближается к оптической. Очевидно, что с высотой увеличивается расстояние оптической видимости, растет и расстояние радиовидимости. Таким образом, при увеличении высоты установки антенн радиостанций дальность связи увеличивается благодаря уменьшению поглощения сигнала подстилающей поверхностью и увеличению расстояния радиовидимости. Дальность связи раций зависит от мощности передатчика и чувствительности приемника. Однако, при детальном рассмотрении эта зависимость не столь существенна. В диапазонах радиоволн, в которых работают средства профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР), сигнал распространяется прямолинейно вплоть до границы радиовидимости, за которой он резко затухает. Поэтому, если мощности передатчика достаточно для обеспечения связи на обслуживаемой территории, ограниченной расстоянием радиовидимости, то дальнейшее увеличение мощности передатчика нецелесообразно, так как практически не приведет к расширению зоны связи. Улучшение чувствительности приемника тоже не всегда приводит к увеличению дальности связи. Прием сигнала всегда осуществляется на фоне шумов или помех. Если чувствительность ограничена шумами, возникающими в самом приемнике, то, используя приемник с лучшей чувствительностью, возможно увеличение дальности связи. Однако, если прием сигнала осуществляется на фоне внешних шумов или помех, то улучшение чувствительности приемника не даст никакого эффекта, т. к. чувствительность будет ограничена внешними шумами.
Таким образом, при повышении мощности сигнала и улучшении чувствительности приемника возможно увеличение дальности связи, но только при соблюдении определенных условий. Применение эффективных антенно-фидерных устройств (АФУ) является одним из способов увеличения дальности связи. В простейшем случае АФУ состоит из антенны и кабеля снижения. Используя антенны с большим коэффициентом усиления и кабель снижения с малыми потерями, можно повысить уровень сигнала на входе приемника без увеличения мощности передатчика. Таким образом, дальность связи радиостанций зависит от многих факторов, которые оказывают неочевидное влияние на дальность. Поэтому оценку дальности связи и качества радиопокрытия необходимо поручать специалистам в этой области. Они способны дать конструктивные рекомендации по обеспечению высокого качества работы сети при рациональных затратах.
Так же при выборе надо учитывать, что радиус действия радиостанций зависит от:
1. рельефа местности;
2. диапазона частот;
3. мощности рации;
4. качества радиостанции;
5. KSW (КСВ)антенны (для автомобильных и базовых радиостанций ).
Если Вы решили организовать “ такси “ Вам понадобится базовая станция, мощность которой будет зависеть от плотности застройки Вашего населенного пункта и необходимого радиуса действия радиосигнала.
Можно купить готовую базовую радиостанцию, но, как оказывает практика, это не выгодно. Себестоимость ее довольно высокая, и как правило нерасчитана на увеличение мощности. Можно самому собрать базовую станцию из компонентов. Как правило она состоит из:
1. Автомобильной радиостанции;
2. Усилителя (BUSTER);
3. Блока питания;
4. Базовой антенны;
5. Радиочастотного кабеля снижения.
Радиостанции, которые будут стоять на автомашинах состоят из:
1. Автомобильная радиостанция;
2. Автомобильная антенна.
Дальность радиосвязи, основы радиосвязи, расчет дальности радиосвязи
длинные волны (далее ДВ) — это электромагнитные волны длиннее 3000 м (частота колебаний менее 100 КГц). Они сравнительно хорошо огибают земную поверхность за счет явления дифракции радиоволн. По мере удлинения волны уменьшаются потери энергии в почве (воде) и улучшаются условия отражения радиоволн от ионосферы, что приводит к увеличения дальности действия радиостанции. При расстоянии менее 100 км до передатчиков ДВ преобладают сигналы, распространяющиеся вдоль земной поверхности, а на больших расстояниях решающую роль играют сигналы, отраженные от ионосферы.
средние волны (далее СВ) — это электромагнитные волны длиной от 3000 до 200 м, что соответствует частотам 100 — 1500 КГц. Энергия СВ очень сильно поглощается в почве и морской воде (с укорочением длины волны поглощение увеличивается).
короткие волны (далее КВ) — это электромагнитные волны длиной от 200 до 10 м, что соответствует частоте колебаний от 1.5 МГц (1500 КГц) до 30 МГц. Основной особенностью распространения КВ является их способность отражаться от ионосферы при сравнительно небольших потерях. Отраженная от ионосферы волна, на больших отдалениях от передатчика возвращаются на землю, что и позволяет установить радиосвязь между точками,закрытыми друг от друга выпуклостью земного шара.
ультракороткие волны (далее УКВ) — это радиоволны короче 10м, что соответствует электромагнитным колебаниям с частотой более 30 МГц. УКВ в обычных условиях не отражаются от ионосферы. Прямые волны, распространяющиеся вблизи поверхности земли, сильно ею поглощаются. Диапазон УКВ принято разбивать на: метровые, дециметровые, сантиметровые и миллиметровые.
Так как на данном сайте, в большей степени, представлено оборудование УКВ-диапазона, дальнейшие выкладки будут справедливы для этого диапазона радиосвязи.
2. ВЫСОТА ПОДВЕСА АНТЕННЫ
Зона уверенного приема УКВ определяется расстоянием прямой видимости от передающей антенны до приемной. В связи с тем, что поверхность Земли шарообразна (радиус 6370км), можно использовать приблизительную формулу для определения максимальной дальности, соответствующей прямой видимости:
где:
D — максимальная дальность прямой видимости
h1 и h2 высоты антенн
| Калькулятор расчета дальности связи радиовидимости: |
Из формулы видно, что чем выше подняты антенны, тем дальше прием.
3. РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ
Формула не учитывает рельефа местности и предполагает, что антенны установлены на идеально гладкой поверхности. Кроме того, при распространении радиоволн УКВ диапазона все-таки имеет место и дифракция и рефракция радиоволн. Область, в пределах которой оказывается возможным уверенный прием радиосигнала, можно разбить на 2 зоны: прямой видимости и полутени.
Таким образом, получаем, что на распространение радиосигнал УКВ диапазона влияет в большей степени высота подвеса антенн. Для увеличения дальности распространения УКВ диапазона в области полутени необходимо применять высокоэффективные направленные антенны, высокочувствительное приемопередающее оборудование, кабели с низкими потерями.
- соответствие кратности габаритных размеров устройства к используемой длине волны
- мощность излучения радиостанции
- чувствительность приемника устройства
- хорошая согласованность между выходным трактом рации и антенной
Звоните: (812)677-55-57 (многоканальный)
или отправьте заявку: info@radio-center.ru
14. От чего не зависит дальность радиосвязи в диапазоне УКВ?
На вопрос ещё не добавлено комментариев. Нашли ошибку или считаете, что вопрос некорректно составлен? — расскажите об этом.
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Активируйте «полный доступ», чтобы убрать всю рекламу на сайте
Нашли ошибку или есть предложения? — напишите нам
Пробный период закончился
Приобретите услугу «полный доступ», чтобы выполнить данное действие
- Решать тесты онлайн без ограничений;
- Убрать всю рекламу на сайте;
- Добавлять вопросы в избранное;
- Сохранять результаты пробных экзаменов;
- Просматривать все допущенные ошибки в вопросах.
От чего зависит дальность связи раций
Существует множество способов связи на расстоянии. Простейший: нужно вдохнуть побольше воздуха и громко крикнуть. Какая при этом получится дальность связи? Чем громче крикнешь — тем дальше будет слышно!
Как ни смешно, именно в этом заключается основной принцип радиосвязи. Однако, при кажущейся простоте ответа, остается еще много нюансов, влияющих на дальность связи.
Во-первых, это острота слуха второго абонента.
Во-вторых, это помеховая обстановка (попробуйте, например, во время футбольного матча, когда забили гол, докричаться хотя бы до соседа).
В-третьих, это окружающие предметы, которые могут либо препятствовать, либо благоприятствовать связи. Бесполезно кричать из закрытого пространства, но очень хорошие результаты получаются, если кричать в один конец трубы (communication tube), а слушать с другого конца.
В-четвертых, неплохо бы кричать направленно, сложив ладони у рта, да и слушать при этом, приложив ладонь к уху. Вот только если не знаешь точно, где находится абонент, приходится вертеться волчком, регулярно повторяя «Ау».
С радиосвязью дела обстоят еще хуже.
Применяется она, как правило, там, где докричаться уже невозможно, а на таких расстояниях уже начинают проявлять себя искривление земной поверхности, солнечная активность, атмосферные явления, рельеф местности, насыщенность почвы влагой, а в городах еще и железобетонные здания, промышленные помехи, искрящие системы зажигания автомобилей и т.п.
Связь — явление временное, как говорят военные связисты. Хорошо, когда она есть. Рассмотрим, как действовать, когда её нет!
Обсудим все возможные варианты, хотя некоторые из них до слез банальны.
Первое: изменить местоположение. Если нет связи (или не устраивает качество связи) в данном конкретном месте, то она может появиться в дюжине шагов слева.
По возможности располагайтесь на возвышенных местах, не рекомендуется выбирать место связи перед плотной стеной леса, перед скалой, внутри железобетонных зданий, металлических помещений и средств передвижения (вагон поезда), а также вблизи источников электромагнитного излучения (ЛЭП, компьютеры и др.).
Второе: подождать. Если местоположение изменить нельзя (например, вы в гордом одиночестве сидите на льдине, медленно дрейфующей к Северному полюсу), то связь может появиться через полчаса.
За это время может измениться состояние слоёв атмосферы или северное сияние пробьёт прямой радиоканал до Вашей дачи в Подмосковье.
Третье: если ожидание чуда затянулось, поднимите выше антенну. Возможно, таким образом удастся избежать отрицательного влияния рельефа местности или городского ландшафта.
Идеальный случай поднятия антенны — на искусственный или естественный спутник Земли. Именно благодаря этому способу Вы лежа на диване смотрите прямую трансляцию «Кубка Дэвиса».
Если у вас нет знакомого в Российском Космическом Агентстве или в «НАСА», то придется ограничиться подъёмом антенны над крышей дома.
В этом случае с учётом явлений дифракции и тропосферной рефракции (но без учёта промышленных помех!) зона радиовидимости в диапазоне 27 МГц простирается в соответствии со следующей формулой: D=4,11((Н) 1/2 +(h) 1/2 ), где D — максимальная дальность прямой видимости (км), Н и h — высота подъёма приёмной и передающей антенн (м).
Эта формула не учитывает довольно часто возникающие в СВ-диапазоне «дальние прохождения», возникающие из-за переотражений радиоволн от земли и верхних слоёв атмосферы. В таких случаях наблюдается очень большая дальность связи (сотни и тысячи километров), но это далеко не всегда радостный факт. В пики солнечной активности местная связь на СВ становится проблемой вследствие очень мощных дальних прохождений.
Четвертое: если поблизости нет высотных зданий, на которых можно смонтировать антенну, на запуск спутника не хватает трёх рублей, или всё это не помогло, то увеличьте мощность передатчика(чем громче крикнешь. ).
Для этого существуют устройства, которые так и называются: усилители мощности. По теории увеличение дальности примерно кратно корню четвёртой степени от увеличения мощности передатчика, то есть, увеличив мощность в 16 раз, увеличим дальность всего в два раза.
Но этот теоретический расчет верен при отсутствии сильных электромагнитных помех и значительных препятствий (плотный лес, сильно пересечённая местность) в подобных тяжёлых условиях мощность сильнее сказывается на дальности.
При работе в индустриальном городе или в плотном лесу увеличение мощности сильнее влияет на изменение дальности, но заблуждаться по поводу «самой мощной рации» не стоит: радиостанции с одинаковой мощностью могут отличаться по дальности в десятки раз (мощность далеко не самый важный параметр – гораздо важнее эффективность антенны, эффективность шумоподавителя, чувствительность и избирательность приёмника…)
Основные факторы, влияющие на дальность и качество связи
А) Чувствительность приёмника. Численное значение чем меньше, тем лучше. У лучших моделей радиостанций — десятые доли микровольта (мкВ).
Важно также значение соотношения сигнал/шум, при котором чувствительность измеряется (некоторые производители указывают чувствительность при крайне низком соотношении, когда сигнал просто теряется за шумами; для нормальной работы должно быть С/Ш не менее 10дБ).
Радиостанция с чувствительностью 0,12мкВ при прочих равных «слышит» примерно в 2 раза дальше, чем с чувствительностью 0,5мкВ. Чувствительность приёмника у радиостанций производства КБ Беркут (0,1мкВ при 10дБ С/Ш) одна из самых высоких среди выпускаемых в мире cb (27 МГц) раций — как портативных, так и автомобильных/стационарных.
Но само по себе значение чувствительности приёмника не несёт полной информации о реальной способности принять слабый сигнал — дело в том, что любые радиостанции оснащены шумоподавителем, чтобы устранить эфирные шумы.
Важнейший параметр — чувствительность по срабатыванию порога шумоподавления, т.е. величина сигнала, способного открыть шумоподавитель. У импортных радиостанций диапазона 27 МГц применяется классический амплитудный пороговый шумоподавитель, его чувствительность по срабатыванию не лучше 0,5 мкВ. В радиостанциях производства КБ Беркут (рации Штурман, Егерь, Беркут, Tourist и Hunter) применяется гораздо более эффективный спектральный пороговый шумоподавитель с чувствительностью по срабатыванию 0,05-0,07 мкВ (т.е. рации производства КБ Беркут способны обработать сигнал в 8-10 раз более слабый, чем импортные рации диапазона 27 МГц).
Б) Избирательность. Чем выше численное значение (в дБ), тем лучше помехозащищённость радиостанции, следовательно, больше дальность связи при наличии электромагнитных помех. Схема с двумя преобразованиями частоты обеспечивает существенно более высокую реальную избирательность, чем с 1 ПЧ.
У лучших моделей импортных cb радиостанций избирательность по побочным каналам достигает 60-65дБ.
У ведущих моделей радиостанций «КБ Беркут» избирательность по побочным каналам 85 — 100 дБ ( в целом 100 дБ с провалом на зеркальных каналах до 85 дБ). Это обеспечивает высокую помехозащищённость приёмника и позволяет работать с уникально слабым сигналом.
В) Эффективность антенны. Важнейший параметр, влияющий на дальность связи. У укороченных антенн основная характеристика — резонансное усиление (в дБ). Например, у гибкой антенны рации «Maycom SH-27» резонансное усиление 15дБ, а у гибких антенн, применяемых в рациях производства ООО «КБ Беркут», — 20-25 дБ. Такая разница в резонансных усилениях приводит к различию в дальности примерно на 20-30%.
Применение более эффективных (удлинённых переносных, автомобильных, стационарных) антенн существенно увеличит дальность действия. Не применяйте с любыми радиостанциями случайные, плохо согласованные антенны — кроме существенного уменьшения дальности радиосвязи это может привести к выходу из строя передатчика.
Г) Мощность передатчика. Распространено заблуждение, что «мощность и дальность — одно и то же». Две радиостанции с одинаковой выходной мощностью передатчика могут отличаться по дальности, например, в десять раз.
Гораздо важнее мощности эффективность антенны, чувствительность приёмника, эффективность шумоподавителя, ширина динамического диапазона приёмника и избирательность.
Мощность важна в присутствии сильных электромагнитных помех, тогда увеличение мощности в 4 раза увеличит дальность связи примерно в 1,5 раза. В поле для увеличения дальности в 2 раза мощность надо увеличить примерно в 2 в 4-ой степени=16 раз.
При выборе радиостанции по мощности определитесь с местом её работы: крупный индустриальный город, мелкий населённый пункт или загород.
В условиях плотного леса, сильно пересечённой местности, или если рация эксплуатируется в условиях сильных индустриальных помех (город), увеличение мощности позволяет превысить уровень помех, помогает преодолеть препятствия и увеличить дальность связи, либо осуществить связь, ранее невозможную. В этом случае расходы, связанные с увеличением мощности, оправданы и приводят к положительным результатам.
Д) Шумоподавитель есть у любой приличной радиостанции. Вопрос в его эффективности, т.е. в величине сигнала, открывающего порог шумоподавления, а также частоте «ложных срабатываний» (подробнее о шумоподавителе).
У обычных импортных Си-Би (27 МГц) радиостанций порог шумоподавления открывает сигнал 0,5 мкВ, а у раций производства ООО «КБ Беркут», например, всего 0,05-0,07 мкВ.
Амплитудный шумоподавитель, применяемый в большинстве импортных раций диапазона 27 МГц, не способен эффективно работать со слабым сигналом, т.к. подавляющая часть электромагнитных помех — как природных, так и техногенных — носит амплитудный характер. Поэтому — чтобы радиостанция без полезного сигнала «молчала» — производители вынуждены устанавливать достаточно высокий порог шумоподавления (не ниже 0,5 мкВ), и даже это не спасает от многочисленных шумовых всплесков.
У радиостанций производства КБ Беркут шумоподавитель спектральный, а не амплитудный. Применённая в рациях КБ Беркут эффективная (не любой спектральный шумоподавитель достаточно эффективен) схема спектрального шумоподавления в совокупности с параметрами приёмника (высокая чувствительность и избирательность) позволяет работать с гораздо (в 8-10 раз) более слабым (относительно импортных Си-Би раций с традиционным амплитудным шумоподавителем) сигналом и позволяет резко уменьшить число шумовых всплесков от источников помех.
Не надо путать чувствительность приёмника и чувствительность по срабатыванию порога шумоподавления. Чувствительность приёмника измеряется при фиксированном соотношении сигнал/шум, обеспечивающем качественный, разборчивый приём сигнала; а чувствительность по срабатыванию порога шумоподавления — абсолютное значение сигнала (в мкВ), открывающее шумоподавитель.
Е) Экономичность радиостанции. К сожалению, на это редко обращают внимание при покупке. Зато потом часто испытывают определённые разочарования, погнавшись за «самой мощной рацией». Экономичность, безусловно, важнейший параметр портативных радиостанций.
Так, в режиме 90/5/5 (ожидание/приём с максимальной громкостью/передача с максимальной мощностью) комплекта аккумуляторов ёмкостью 2700 мАч хватает у рации серии Беркут на 60 часов работы, а у лучшей среди импортных портативок диапазона 27 МГц рации «Maycom SH-27» на 16 часов.
Ж) Надёжность в работе: ударо-, пыле-, водостойкости, температурный режим работы. Проведённые испытания показывают, что радиостанции производства «КБ Беркут» работают в любых температурных (есть положительные отзывы о работе в морозы -50°С и в жару +50°С) и погодных условиях (благодаря обработке плат после сборки и регулировки защитным полимерным покрытием работают под дождём и в условиях конденсации влаги, при падении в воду после просушки с вынутыми элементами питания в подавляющем большинстве случаев полностью восстанавливают работоспособность).
При этом по сравнению с импортными переносными си-би (27 МГц) рациями радиостанции производства КБ Беркут имеют меньшие габариты и вес, большее время автономной работы, более высокую дальность радиосвязи и более высокую эксплуатационную надёжность (хорошо зарекомендовали себя при работе в самых тяжёлых условиях).
Импортные Си-Би (27 МГц) портативные рации в морозы сильнее 10-15°С не работают, при попадании внутрь воды выходят из строя, ударов не переносят.