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中繼臺(tái)施工中如何測(cè)算
來(lái)源:訊馳
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作者:symchi
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發(fā)布時(shí)間: 2020-01-16
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中繼臺(tái)（也叫中轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)）由收取和發(fā)送等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài)，能夠?qū)⒔邮盏降囊颜{(diào)制的射頻信號(hào)解調(diào)出音頻信號(hào)傳輸給其它設(shè)備。
一．中繼臺(tái)簡(jiǎn)介
中繼臺(tái)（也叫中轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)）由收取和發(fā)送等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài)，能夠?qū)⒔邮盏降囊颜{(diào)制的射頻信號(hào)解調(diào)出音頻信號(hào)傳輸給其它設(shè)備。同時(shí)，還能將其它設(shè)備送來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射出去。上面提到的其它設(shè)備有各種系統(tǒng)使用的控制器，有無(wú)線接駁器等，也包括互聯(lián)所需要的其它中繼臺(tái)。將中繼臺(tái)收到的信號(hào)直接通過(guò)自身的發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出去，這是中繼臺(tái)最基本的應(yīng)用。
因此，中繼臺(tái)必須能夠全雙工工作，即收發(fā)同時(shí)工作，并且發(fā)射時(shí)不能影響接收機(jī)的正常工作。由于中繼臺(tái)工作的基本特點(diǎn)，再加上多臺(tái)中繼臺(tái)組合一起使用的特點(diǎn)，對(duì)中繼臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)要有更高的和更特殊的要求。
除一臺(tái)中繼臺(tái)組成的單信道常規(guī)地面通訊系統(tǒng)之外，還可以利用中繼臺(tái)經(jīng)同軸電纜，功分器，架設(shè)多幅分布天線，實(shí)現(xiàn)樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊，此外多臺(tái)中繼臺(tái)組成集群系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)。
中繼臺(tái)調(diào)試集成安裝的指標(biāo)直接影響到系統(tǒng)的通訊距離和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量及功能。
二．中繼臺(tái)通訊距離的工程計(jì)算
1、無(wú)線電波傳輸損耗工程實(shí)用公式
LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd
式中：F—通訊工作頻率(MHz)
h1—通訊對(duì)象A點(diǎn)天線高度(m)
h2—通訊對(duì)象B點(diǎn)天線高度(m)
d—A點(diǎn)和B點(diǎn)的通訊距離(m)
上述實(shí)用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz頻段，并且地形起伏高度在15m左右，通訊距離在65km范圍內(nèi)。
2．系統(tǒng)無(wú)線設(shè)備通訊距離的計(jì)算(以下舉例說(shuō)明)
假設(shè)已知條件
系統(tǒng)工作頻率：TX465MHz，RX455MHz
中繼臺(tái)參數(shù)和架設(shè)數(shù)據(jù)：發(fā)射功率：20W(43dBm)，接收靈敏度：-116dBm，同軸電纜損耗：2dB(1/2″饋管40m長(zhǎng)、5dB/100m)，全向天線增益：9.8dbi，天線架設(shè)高度：30m
對(duì)講機(jī)參數(shù)：發(fā)射功率：4W(36dBm)，接收靈敏度：-116dBm，對(duì)講機(jī)天線增益：0dBi，對(duì)講機(jī)高度：1.5m
中繼臺(tái)與對(duì)講機(jī)的系統(tǒng)增益
在本例中，所謂系統(tǒng)增益就是對(duì)講機(jī)發(fā)射信號(hào)給中繼臺(tái)接收機(jī)允許衰減的最大值，若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下：
系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)
若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為：
SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)
=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)
式中：Pt——對(duì)講機(jī)發(fā)射功率
PA——對(duì)講機(jī)天線增益
RA——中繼臺(tái)天線增益
CL——同軸電纜損耗
RR——中繼臺(tái)接收靈敏度
(3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗，則說(shuō)明通訊距離的電波能量已達(dá)極限，若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來(lái)。
將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式：
144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd
144.2=88.1+53.2-33+401gd
35.9=401gd
d=7.9km
(4)上式僅計(jì)算了上行信號(hào)(對(duì)講機(jī)發(fā)給中繼臺(tái))可通訊的保守距離，而未計(jì)算下行信號(hào)(中繼臺(tái)發(fā)給對(duì)講機(jī))可覆蓋的距離，通常由于中繼臺(tái)發(fā)射功率較大，其下行信號(hào)往往優(yōu)于上
行信號(hào)的通訊距離。由于系統(tǒng)通話是雙向的，因此系統(tǒng)的保守通話距離往往以上行信號(hào)為準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。
三．通訊系統(tǒng)中的干擾
1.系統(tǒng)中的干擾有很多，有些是產(chǎn)品制造中不可避免的，有的是在系統(tǒng)集成時(shí)產(chǎn)生的，我們主要討論后者，在日常通訊中經(jīng)常碰到的干擾主要有兩種：同頻干擾和互調(diào)干擾。
2.同頻干擾是指在一個(gè)系統(tǒng)中的工作頻率受到了另一個(gè)系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺(tái)發(fā)射機(jī)標(biāo)稱(chēng)頻率相同，但多少還是有所差異，當(dāng)一臺(tái)接收機(jī)同時(shí)收到兩臺(tái)發(fā)射機(jī)信號(hào)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)發(fā)射頻率差異的差拍干擾，如果兩發(fā)射頻率相差1KHz，在接收機(jī)中即可聽(tīng)到1KHz的差拍聲，另外盡管發(fā)射頻率相同，其頻率的相位也不一定相同，因此會(huì)產(chǎn)生低頻交流聲的干擾。
3.互調(diào)干擾是由電路中的非線性器件產(chǎn)生的，在我們?nèi)粘９ぷ髦挟a(chǎn)生互調(diào)的原因主要有以下兩種情況：
(1)干擾信號(hào)侵入發(fā)射機(jī)的末級(jí)，從而同有用信號(hào)之間引起互調(diào)。此類(lèi)干擾稱(chēng)為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。
中繼臺(tái)（也叫中轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)）由收取和發(fā)送等單元組成。通常工作于收發(fā)異頻狀態(tài)，能夠?qū)⒔邮盏降囊颜{(diào)制的射頻信號(hào)解調(diào)出音頻信號(hào)傳輸給其它設(shè)備。同時(shí)，還能將其它設(shè)備送來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)射頻調(diào)制后發(fā)射出去。上面提到的其它設(shè)備有各種系統(tǒng)使用的控制器，有無(wú)線接駁器等，也包括互聯(lián)所需要的其它中繼臺(tái)。將中繼臺(tái)收到的信號(hào)直接通過(guò)自身的發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出去，這是中繼臺(tái)最基本的應(yīng)用。
因此，中繼臺(tái)必須能夠全雙工工作，即收發(fā)同時(shí)工作，并且發(fā)射時(shí)不能影響接收機(jī)的正常工作。由于中繼臺(tái)工作的基本特點(diǎn)，再加上多臺(tái)中繼臺(tái)組合一起使用的特點(diǎn)，對(duì)中繼臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)要有更高的和更特殊的要求。
除一臺(tái)中繼臺(tái)組成的單信道常規(guī)地面通訊系統(tǒng)之外，還可以利用中繼臺(tái)經(jīng)同軸電纜，功分器，架設(shè)多幅分布天線，實(shí)現(xiàn)樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊，此外多臺(tái)中繼臺(tái)組成集群系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)。
中繼臺(tái)調(diào)試集成安裝的指標(biāo)直接影響到系統(tǒng)的通訊距離和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量及功能。
二．中繼臺(tái)通訊距離的工程計(jì)算
1、無(wú)線電波傳輸損耗工程實(shí)用公式
LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd
式中：F—通訊工作頻率(MHz)
h1—通訊對(duì)象A點(diǎn)天線高度(m)
h2—通訊對(duì)象B點(diǎn)天線高度(m)
d—A點(diǎn)和B點(diǎn)的通訊距離(m)
上述實(shí)用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz頻段，并且地形起伏高度在15m左右，通訊距離在65km范圍內(nèi)。
2．系統(tǒng)無(wú)線設(shè)備通訊距離的計(jì)算(以下舉例說(shuō)明)
假設(shè)已知條件
系統(tǒng)工作頻率：TX465MHz，RX455MHz
中繼臺(tái)參數(shù)和架設(shè)數(shù)據(jù)：發(fā)射功率：20W(43dBm)，接收靈敏度：-116dBm，同軸電纜損耗：2dB(1/2″饋管40m長(zhǎng)、5dB/100m)，全向天線增益：9.8dbi，天線架設(shè)高度：30m
對(duì)講機(jī)參數(shù)：發(fā)射功率：4W(36dBm)，接收靈敏度：-116dBm，對(duì)講機(jī)天線增益：0dBi，對(duì)講機(jī)高度：1.5m
中繼臺(tái)與對(duì)講機(jī)的系統(tǒng)增益
在本例中，所謂系統(tǒng)增益就是對(duì)講機(jī)發(fā)射信號(hào)給中繼臺(tái)接收機(jī)允許衰減的最大值，若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下：
系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)
若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為：
SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)
=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)
式中：Pt——對(duì)講機(jī)發(fā)射功率
PA——對(duì)講機(jī)天線增益
RA——中繼臺(tái)天線增益
CL——同軸電纜損耗
RR——中繼臺(tái)接收靈敏度
(3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗，則說(shuō)明通訊距離的電波能量已達(dá)極限，若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來(lái)。
將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式：
144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd
144.2=88.1+53.2-33+401gd
35.9=401gd
d=7.9km
(4)上式僅計(jì)算了上行信號(hào)(對(duì)講機(jī)發(fā)給中繼臺(tái))可通訊的保守距離，而未計(jì)算下行信號(hào)(中繼臺(tái)發(fā)給對(duì)講機(jī))可覆蓋的距離，通常由于中繼臺(tái)發(fā)射功率較大，其下行信號(hào)往往優(yōu)于上
行信號(hào)的通訊距離。由于系統(tǒng)通話是雙向的，因此系統(tǒng)的保守通話距離往往以上行信號(hào)為準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。
三．通訊系統(tǒng)中的干擾
1.系統(tǒng)中的干擾有很多，有些是產(chǎn)品制造中不可避免的，有的是在系統(tǒng)集成時(shí)產(chǎn)生的，我們主要討論后者，在日常通訊中經(jīng)常碰到的干擾主要有兩種：同頻干擾和互調(diào)干擾。
2.同頻干擾是指在一個(gè)系統(tǒng)中的工作頻率受到了另一個(gè)系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺(tái)發(fā)射機(jī)標(biāo)稱(chēng)頻率相同，但多少還是有所差異，當(dāng)一臺(tái)接收機(jī)同時(shí)收到兩臺(tái)發(fā)射機(jī)信號(hào)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)發(fā)射頻率差異的差拍干擾，如果兩發(fā)射頻率相差1KHz，在接收機(jī)中即可聽(tīng)到1KHz的差拍聲，另外盡管發(fā)射頻率相同，其頻率的相位也不一定相同，因此會(huì)產(chǎn)生低頻交流聲的干擾。
3.互調(diào)干擾是由電路中的非線性器件產(chǎn)生的，在我們?nèi)粘９ぷ髦挟a(chǎn)生互調(diào)的原因主要有以下兩種情況：
(1)干擾信號(hào)侵入發(fā)射機(jī)的末級(jí)，從而同有用信號(hào)之間引起互調(diào)。此類(lèi)干擾稱(chēng)為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。
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