|
|
| Разместил: |
Вебмастер  |
|
|
О влиянии антенно-фидерного тракта на качество радиосвязи сказано достаточно много. Тем не менее иногда даже специалисты, устанавливающие и эксплуатирующие современные радиосредства, забывают «народную мудрость»: «антенна - лучший усилитель». Поэтому в предлагаемой вниманию читателей статье с точки зрения опытного практика анализируются наиболее интересные положения из настольной книги всех радиолюбителей бывшего соцлагеря - «Антенны» Карла Ротхаммеля.
Что первично - стоимость оборудования или качество радиосвязи? Каждый решает для себя сам. Надеюсь, что многие ответят: качество. Однако потерять и то, и другое очень легко, если непрофессионально или же сознательно халатно отнестись к проектированию и установке своей системы связи.
Одна из основных задач, решаемых при строительстве антенно-мачтовых сооружений, — максимизация зоны покрытия, на величину которой в первую очередь, несомненно, влияет высота установки антенн. Согласно проведенным измерениям (См.: Transaction on vehicular Communications, 1965 year, March, page 7. Radio engineering and field survey transmission methods for mobile telephone systems) была выявлена следующая зависимость (см. таблицу).
Эксплуатация ретранслятора, установленного нами в НП Паанаярви на горе с отметкой 500 м, подтвердила важность выбора максимально высокой точки установки антенны. Радиус действия портативных станций составляет не менее 80 км. Подъем антенн абонентских станций значительно увеличивает силу приходящего сигнала.
На второе место я бы поставил влияние длины кабеля и его собственные потери. Известны случаи, когда высоко установленная эффективная антенна теряла все свои преимущества из-за потерь в кабеле. Как ни крути, но потери в 3—4 dB будут даже при хорошем кабеле 7/8" и высотах антенны около 70 м. Плюс ввод в здание к аппаратуре - получим длину около 90-100 м. На частоте 450 МГц потери составят 2,7 dB. А это весьма ощутимая величина для связи, особенно для приема ретранслятора. К счастью, их можно восстановить, установив между антенной и фидером малошумящий усилитель (МШУ). Тогда принятый сигнал, выделенный преселектором МШУ, будет усилен на величину, необходимую для компенсации. По опыту, отмечается существенное увеличение отношения сигнал/шум и, следовательно, качества связи. Кроме того, возможна экономия на приемном фидере - ведь установленный в МШУ коэффициент усиления на его стоимость не влияет. Третьим наиболее «коммерческим» фактором при выборе антенны является ее усиление. Почему-то заказчик очень падок на эту характеристику, преувеличивая ее значение по сравнению с остальными параметрами системы. Например, антенну с высоким усилением устанавливают под положительным углом (рис. 1) — максимум излучения ориентируется в космическое пространство или под отрицательным — сигнал «упирается» в землю. Второй случай хорош при зональном планировании сети связи, когда нет необходимости в максимальном охвате территории. Также могут установить антенну и не растянуть мачту должным образом. Наклон антенны не лучшим образом повлияет на связь (рис. 2). Нередко длинная антенна YAGI крепится консольно к мачте и под собственным весом при некачественном креплении наклоняется вниз (рис. 3). Диаграммы таких антенн довольно узкие, и небольшой наклон может привести к потере усиления. Поэтому за качеством установки антенны необходимо следить на протяжении всего процесса ее эксплуатации.
Вернемся к параметру усиления. Получить выигрыш от антенны можно, сконцентрировав максимум ее излучения при передаче (либо путем сбора электромагнитного поля при приеме) в нужном направлении.
Для базовых станций выбирается направление, как правило, вдоль линии горизонта. Получить такую; диаграмму можно, сфазировав определенным образом элементы антенны в вертикальной плоскости. В каталогах производителей обычно указывается максимальное значение усиления. Однако, например, у коллинеарных антенн с последовательным питанием отмечается так называемое сканирование - изменение наклона максимума диаграммы в зависимости от частоты. Поэтому не следует ожидать от этих антенн одинаковых параметров вблизи границ их рабочего диапазона. Если указано усиление 9 dB и рабочий диапазон 420—450 МГц, это не означает, что вы получите его с верха и с низа полосы. Скорее всего, там будет 4-5 dB, не более (диапазон определен для значения КСВ 1,5).
Другое дело — антенные решетки параллельного питания. Данная конструкция имеет более широкую рабочую полосу как по согласованию, так и по усилению. Поэтому, планируя систему с дуплексным разносом, например 412/422 МГц при работе через дуплексер, не обольщайтесь высоким усилением. Придется довольствоваться средним. Получить максимальные величины вам удастся, если решетка рассчитана и изготовлена именно для заданного участка диапазона и в системе используется разделение приемного и передающего фидеров, где в каждом тракте работает своя антенна. Правда, здесь есть одно «но». В условиях интерференции возможно дифференциальное прохождение сигналов от ретранслятора к абоненту и наоборот, особенно если приемные и передающие антенны расположены по разные стороны мачты-фермы. Значительное экранирование тела мачты существенно повлияет на разницу в силе сигнала между абонентом и ретранслятором. Аналогичная ситуация сложится и в том случае, если в транкинговой системе одна часть каналов работает на левую антенну а другая — на правую (рис. 4). Смена канала, несомненно, приведет к смене уровня сигнала.
Следующая ситуация уже не связана с качеством антенного тракта. Речь идет об установке антенны вблизи от ЛЭП. Мне неоднократно приходилось наблюдать на экране спектроанализатора, что представляет собой эфир рядом с проводами промышленного напряжения. Это обычный «белый шум», напоминающий шум нормального эфира, но не на уровне собственного шума прибора — 130—120 dBm, a 90-80 dBm. Заметить обычным связным FM-приемником это не удается, так как его невозможно отличить от обычного шума ЧМ-детектора. Услышать можно в амплитудной модуляции, подключив антенну и сравнив шум с ней и без нее.
К чему этот шум приводит? К невозможности реализовать полную чувствительность приемника радиостанции или ретранслятора. Уровень шума - 80 dBm означает максимальную чувствительность 22 мкВ, то есть в 10 раз ниже чувствительности приемника. Исправить положение какими-либо фильтрами, к сожалению, нельзя. Разве что смена места установки исправит положение.
Теперь рассмотрим другие технические аспекты, не связанные с идеологией построения антенны, а зависящие от самих установщиков.
Классическую ошибку при запайке разъемов N-типа допускают не только молодые инженеры. Если человек никогда не видел инструкцию по распайке этого разъема, то велика вероятность некачественной работы. Центральный контакт у N-вилки («папа») должен не доходить до уровня торца 2 мм, иначе при соединении будет сильно разжат центральный контакт розетки. Со временем именно этот участок внесет потери в антенный тракт. Мне также приходилось наблюдать случаи распайки экрана кабеля с ошибочным расположением резиновой шайбы-прокладки. Она была установлена в месте контакта корпуса разъема с экраном фидера и являлась прекрасным изолятором.
Что самое удивительное, в том и в другом случае это не отображалось на КСВ тракта! А потери составляли около 5—6 dB. To есть обнаружить это можно было только сетевым спектроанализатором, замерив АЧХ всего фидера. Разумеется, при отсутствии гальванического контакта по экрану не может быть и речи о питании МШУ.
Не раз приходилось наблюдать, как у оператора ухудшалась связь во время дождя. Анализ показал, что конструкция антенны допускала попадание капелек воды между точками питания. Это не оказывало влияния на измеренный КСВ, а сигнал терялся.
Часто допускаются ошибки, из-за того что перед установкой не ознакомились с инструкцией. Установка антенны «вверх ногами» приводит к залитию точки питания водой и в дальнейшем — к разрыву металла. Установка диполей в противофазе и получение отрицательного усиления — вполне обычное дело.
Посмотрите на антенны пожарных машин. Смех разбирает - одни подрезают их, чтобы в гараж въехать, другие аккуратненько привязывают проволокой к стойке зеркала, чтобы перед глазами не маячила.
Одни мои знакомые пожарные решили, что «антенна и в Африке - антенна» и не имеет значения какую куда втыкать. В результате дорогущий Telewave был подключен к передатчику линка с ближайшей станцией, расположенной в 2 км (Линк (link, анг.) - термин связистов, означающий налаженную линию радиосвязи между двумя стационарными объектами или ретрансляторами (технический канал) . Главная приемная антенна ретранслятора оказалась в самом низу и заэкранирована лифтовой будкой. Как это произошло? Очень просто. Сначала было спроектировано все грамотно. Но потом пришел другой «специалист», отключил антенны, не пометил, какая где была, и включил уже наоборот. Вывод: метьте кабели антенн, какую куда включать!
Ну и в заключение - об условиях эксплуатации. Никто не будет спорить, что любой металл корродирует. Причем, чем агреcсивнее окружающая атмосфера, тем быстрее. Если антенна не имеет защитного покрытия да еще и разборная и места соединения не пропаяны, то велика вероятность, что через небольшой срок в ней неизбежно появятся потери. Белый налет между трубками — первый признак, что антенна уже не рабочая. Состояние такой антенны проверить всеми любимым КСВ-метром невозможно. Только замер усиления прольет свет на происходящее. Поэтому отдавайте себе отчет, что если антенна простояла более 10 лет, то скорее всего ее придется менять.
|
|
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 05 Фев 2007 16:54, посл. исправление: 05 Фев 2007 17:14 |
|
