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你了解中繼臺的工作原理及系統增益和損耗嗎?

2019-12-20 09:45:24

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  中繼臺又稱中轉臺、轉發臺、差轉臺,是專用移動通信領域不可缺少的重要設備。中繼臺的作用就是中轉和放大信號。用于增大通訊距離,擴展信號覆蓋范圍。今天小編就和你來聊聊中繼臺的工作原理: 

  眾所周知,中繼臺可以方便地擴展您的雙向通訊系統,讓您無線電對講機的通訊范圍隨著客戶群的擴大而拓展。中繼臺幫助您擴大車載臺、手持對講機的呼叫范圍和通訊能力,大幅度提高您的工作效率。隨著Internet網絡的普及,一種可以通過IP網絡傳輸語音、視頻等業務的VoIP技術迅速發展,一款通過網絡傳輸語音信號的中繼臺應允而生,簡稱為IP中繼臺。IP中繼臺可以實現全球網絡互聯互通,極大的擴大了中繼臺的通訊能力。中繼臺 又稱中轉臺、轉發臺、IP中繼臺,中轉臺/轉發臺,外接天線及饋線就可組成完整的中繼系統,簡而言之:中繼臺的作用就是中轉和放大信號!

  簡單講,對講機中繼臺的作用和手機基站所起到的作用是類似的,對講機中繼臺的工作原理是,一臺高靈敏度的接收機在一個頻點(頻率)上負責接收各個電臺的信號,同時再由一個大功率的發射機用另外一個頻率發射出去,即收發異頻工作的差轉方式,從而達到增大通訊聯絡距離的作用。有的中繼臺為了避免不良信號的干擾,還要設置亞音,手臺每次發射的時候先發射一個亞音頻信號,如果跟中繼臺的亞音信號匹配,中繼臺就轉發這個信號,否則不轉發。 中繼臺的接收頻率稱為上行頻率(即移動電臺的發射頻率),中繼臺的下行頻率(即移動電臺的接收頻率)。

  在無線對講系統中,中繼臺對于增大通訊距離,擴展覆蓋范圍扮演著極其重要的角色。是專業無線通訊系統不可缺少的重要設備。

  中繼臺由收信機和發信機等單元組成。通常工作于收發異頻狀態,能夠將接收到的已調制的射頻信號解調出音頻信號傳輸給其它設備。同時,還能將其它設備送來的音頻信號經射頻調制后發射出去。上面提到的其它設備有各種系統使用的控制器,有無線接駁器等,也包括互聯所需要的其它中繼臺。將中繼臺收到的信號直接通過自身的發射機轉發出去,這是中繼臺最基本的應用。

  因此,中繼臺必須能夠全雙工工作,即收發同時工作,并且發射時不能影響接收機的正常工作。由于中繼臺工作的基本特點,再加上多臺中繼臺組合一起使用的特點,對中繼臺的技術指標相對于移動臺要有更高的和更特殊的要求。

  除一臺中繼臺組成的單信道常規地面通訊系統之外,還可以利用中繼臺經同軸電纜,功分器,架設多幅分布天線,實現樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊,此外多臺中繼臺組成集群系統以及各種帶狀或星形結構的通訊網。

  中繼臺調試集成安裝的指標直接影響到系統的通訊距離和系統網絡語音質量及功能。

  為了更直觀的了解無線電中繼臺,我們以某林業局的應急通訊系統為例:為了確保解決應急情況下系統的專用性,以海能達150M超短波RD980數字中繼臺作基站覆蓋,考慮到模數轉換的升級和用戶前期投資,中繼臺先工作在模擬模式,后期可平滑升級到數字模式。中心與單兵的扁平化管理,解決了單呼、組呼、全呼語音,擺脫了森林區域公網不能覆蓋的局限性,滿足該林業局應急保障通信系統的初步建設需求

  一、無線電波傳輸損耗工程實用公式

  LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd

  式中:F—通訊工作頻率(MHz)

  h1—通訊對象A點天線高度(m)

  h2—通訊對象B點天線高度(m)

  d—A點和B點的通訊距離(km)

  上述實用公式僅限于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。

  二、系統無線設備通訊距離的計算

  1、假設已知條件

  (1)系統工作頻率:

  TX 465MHz 、RX 455MHz

  (2)中繼臺參數和架設數據:

  發射功率:20W (43dBm)

  接收靈敏度:-116dBm

  同軸電纜損耗:2dB

  全向天線增益:9.8dbi

  天線架設高度:30m

  (3)對講機參數

  發射功率:4W(36dBm)

  接收靈敏度:-116dBm

  對講機天線增益:0dBi

  對講機高度:1.5m

  2、中繼臺與對講機的系統增益

  在本例中,所謂系統增益就是對講機發射信號給中繼臺接收機允許衰減的最大值,若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下:

  系統增益(dB)=發射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)

  若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統增益為:

  SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)=36+0-(9.8-2-116)=144.2(dB)。

  式中:

  Pt——對講機發射功率

  PA——對講機天線增益

  RA——中繼臺天線增益

  CL——同軸電纜損耗

  RR——中繼臺接收靈敏度

  3、如果系統增益等于電波傳輸的損耗,則說明通訊距離的電波能量已達極限,若系統增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來。

  將系統增益代入電波傳輸損耗工程公式:

  144.2=88.1+20lg455-20lg1.5×30+40lgd

  144.2=88.1+53.2-33+401gd

  35.9=40lgd

  d=7.9km

  4、上式僅計算了上行信號(對講機發給中繼臺)可通訊的保守距離,而未計算下行信號(中繼臺發給對講機)可覆蓋的距離,通常由于中繼臺發射功率較大,其下行信號往往優于上行信號的通訊距離。由于系統通話是雙向的,因此系統的保守通話距離往往以上行信號為準來計算。


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