A distancia de comunicación que pode alcanzar un sistema de comunicación sen fíos está determinada por varios factores, como os distintos dispositivos que compoñen o sistema e o entorno de comunicación. A relación entre eles pódese expresar mediante a seguinte ecuación de distancia de comunicación.
Se a potencia de transmisión do dispositivo transmisor do sistema de comunicación é PT, a ganancia da antena de transmisión é GT e a lonxitude de onda de funcionamento é λ. A sensibilidade do receptor do dispositivo receptor é PR, a ganancia da antena receptora é GR e a distancia entre as antenas receptora e transmisora é R, dentro da distancia visual e nun ambiente sen interferencias electromagnéticas, existe a seguinte relación:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) Na fórmula, Lc é a perda de inserción no alimentador da antena transmisora da estación base; L0 é a perda de onda de radio durante a propagación.
Ao deseñar o sistema, débese deixar unha marxe suficiente para o último elemento, a perda de propagación de ondas de radio L0.
Polo xeral, requírese unha marxe de 10 a 15 dB ao pasar por bosques e edificios civís; unha marxe de 30 a 35 dB ao pasar por edificios de formigón armado.
Para as bandas de frecuencia de 800 MHz, 900 MHz CDMA e GSM, crese xeralmente que o nivel limiar de recepción dos teléfonos móbiles é duns -104 dBm, e o sinal recibido real debería ser polo menos 10 dB superior para garantir a relación sinal-ruído requirida. De feito, para manter unha boa comunicación, a potencia recibida adoita calcularse como -70 dBm. Supoñamos que a estación base ten os seguintes parámetros:
A potencia de transmisión é PT = 20 W = 43 dBm; a potencia de recepción é PR = -70 dBm;
A perda do alimentador é de 2,4 dB (aproximadamente 60 m de alimentador)
Ganancia da antena receptora de teléfono móbil GR = 1,5 dBi;
Lonxitude de onda de traballo λ = 33,333 cm (equivalente á frecuencia f0 = 900 MHz);
A ecuación de comunicación anterior converterase en:
43 dBm-(-70 dBm) + GT(dBi) + 1,5 dBi = 32 dB + 20 logr(m) dB + 2,4 dB + perda de propagación L0
114,5 dB + GT(dBi) -34,4 dB = 20 logr(m) + perda de propagación L0
80,1 dB + GT(dBi) = 20 logr(m) + perda de propagación L0
Cando o valor da esquerda da fórmula anterior é maior que o valor da dereita, é dicir:
GT(dBi) > 20 logr(m) - 80,1 dB + perda de propagación L0. Cando a desigualdade se cumpre, pódese considerar que o sistema pode manter unha boa comunicación.
Se a estación base usa unha antena transmisora omnidireccional cunha ganancia de GT = 11 dBi e a distancia entre as antenas transmisora e receptora é R = 1000 m, a ecuación de comunicación convértese en 11 dB > 60 - 80,1 dB + perda de propagación L0, é dicir, cando a perda de propagación L0 < 31,1 dB, pódese manter unha boa comunicación dentro dunha distancia de 1 km.
Nas mesmas condicións de perda de propagación que as anteriores, se a ganancia da antena transmisora GT = 17 dBi, é dicir, un aumento de 6 dBi, a distancia de comunicación pode duplicarse, é dicir, r = 2 quilómetros. Outras cousas pódense deducir do mesmo xeito. Non obstante, cómpre sinalar que a antena da estación base cunha ganancia GT de 17 dBi só pode ter unha cobertura de feixe en forma de abano cunha anchura de feixe de 30°, 65° ou 90°, etc., e non pode manter unha cobertura omnidireccional.
Ademais, se a ganancia da antena transmisora GT=11dBi permanece inalterada no cálculo anterior, pero o ambiente de propagación cambia, a perda de propagación L0=31,1dB-20dB=11,1dB, entón a perda de propagación reducida de 20dB multiplicará por dez a distancia de comunicación, é dicir, r=10 quilómetros. O termo de perda de propagación está relacionado co ambiente electromagnético circundante. Nas zonas urbanas, hai moitos edificios altos e a perda de propagación é grande. Nas zonas rurais suburbanas, as casas de labranza son baixas e escasas, e a perda de propagación é pequena. Polo tanto, mesmo se a configuración do sistema de comunicación é exactamente a mesma, o rango de cobertura efectivo será diferente debido á diferenza no ambiente de uso.
Polo tanto, ao elixir antenas omnidireccionais e direccionais, así como antenas de alta ou baixa ganancia, é necesario considerar o uso de antenas de estación base de diferentes tipos e especificacións segundo as condicións específicas da rede de comunicacións móbiles e o entorno da aplicación.
Para saber máis sobre antenas, visita:
Data de publicación: 25 de xullo de 2025
