Надёжная связь — важная часть нашей повседневной жизни. Однако, возникают моменты, когда сигнал мобильной связи нестабилен, что создает неудобства во время общения. Как улучшить связь и обеспечить стабильное соединение в этих случаях? Всё просто — использовать специальные системы усиления. Один из основных элементов такой системы – антенна. В этой статье расскажем, как усиление антенны влияет на улучшение качества сотовой связи.
Как работают радиоволны
Радиоволны являются носителями информации в процессе беспроводной передачи данных. В широком понимании они представляют собой электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве. Именно за счет радиоволн обеспечивается связь между различными устройствами. Для последующего обсуждения, важно понимать суть следующих характеристик:
-
Длина волны — расстояние, преодолеваемое волной, между двумя точками в пространстве за один период колебания.
-
Амплитуда — максимальное отклонение волны от среднего значения. Отражает мощность (силу) волны.
-
Частота — число повторений сигнала за 1 секунду. Величина обратно пропорциональная периоду сигнала.
Длина волны и частота – неотделимые друг от друга параметры. Радиоволны делят на несколько диапазонов, в зависимости от длины волн (частотных диапазонов). Телевидение, радио, сотовая связь, спутниковые каналы – работают в разных диапазонах, из-за чего они обладают отличающимися параметрами распространения.
Чем длиннее волна – тем большее расстояние от источника она может преодолеть. Например, FM-вещание работает в диапазоне частот от 88 до 108 МГц и может передаваться на расстояние более 100 км; в то время, как мобильная связь работает в диапазоне частот 800-2600 МГц с максимальным расстоянием передачи до 20 км (для частоты 900 МГц) и до 1.5 км (для частоты 2600 МГц).
Распространение радиоволн зависит от частотного диапазона, ландшафта местности и материала покрытий на пути распространения сигнала. Радиоволны могут проходить через различные препятствия, такие как стены зданий или кроны деревьев, но могут быть ослаблены, отражены или искажены в процессе перемещения волны от передатчика к приемнику.
В упрощенном понимании радиоволна – невидимый глазом поток энергии, который распространяется в пространстве, содержащий определенные данные – сообщения, музыку, видео... Такие данные проходят путь от передатчика к приемнику в закодированном виде. Для того, чтобы «увидеть» радиоволны, можно использовать измерительный прибор – спектроанализатор, позволяющий увидеть спектр сигнала в выбранном частотном диапазоне.
Что такое антенна
Антенна — это устройство для излучения и приема радиосигнала. Является ключевым элементом процесса приемопередачи в системах, использующих радиоволны в качестве носителей информации. Принцип работы при передаче данных заключается в преобразовании электрического сигнала в энергию излучаемых радиоволн. При приеме происходит обратный процесс, электромагнитные волны преобразуются в электрический сигнал.
Представим обобщенную схему передачи данных в сотовой связи. Когда вы отправляете текстовое сообщение, совершаете звонок или запрос в интернет, ваш смартфон использует антенну для преобразования и передачи этой информации в виде радиоволн. Эти волны передаются к антеннам базовой станции, которые совершают обратное преобразование и перенаправляют полученный сигнал на комплекс оборудования БС, для обработки информации. Каждый абонент имеет собственный выделенный частотный канал на рабочей частоте БС, что делает возможным обслуживание большого количество абонентов одновременно. Распространение волн неразрывно связано с различными физическими процессами, которые одновременно могут как расширять возможности передачи, так и ограничивать ее.
Антенны могут иметь различные формы и размеры в зависимости от их конкретного назначения и условий эксплуатации. В общем понимании, при условии соблюдения необходимых расчетов, даже провод способен послужить антенной, хоть и с минимальным усилением. Например, ранее в мобильных телефонах было необходимо подключить наушники к телефону для воспроизведения FM радио. В этом случае в роли антенн выступали провода наушников.
Одна из основных характеристик антенны – диаграмма направленности, которая отражает зависимость ее направленных свойств от коэффициента усиления. Важно понимать, что чем шире у антенны угол направленности, тем ниже ее коэффициент усиления, влияющий на максимально возможное расстояние между антеннами.
Использование усиления антенны для увеличения мощности в системе
Усиление антенны определяется коэффициентом усиления, который является мерой направленности антенны, т.е. количественно характеризует способность антенны концентрировать сигнал в определённом направлении. В физическом смысле – это отношение мощности на входе идеальной (изотропной) антенны, к входной мощности текущей антенны. Коэффициент усиления – измеряется в изотропных децибелах (дБи). Например, если коэффициент усиления антенны указан 3 дБи, это означает, что сигнал рассматриваемой антенны выше в 2 раза, чем сигнал идеальной всенаправленной антенны. Чем выше усиление, тем мощнее передаваемый или принимаемый сигнал, за счет чего увеличивается дальность передачи и приёма сигнала.
Как обсуждалось ранее, чем короче длина волны, тем на меньшее расстояние она способна распространяться. Это влияет и на коэффициент усиления антенны – усиление на низких частотах выше, чем на более высоких из поддерживаемого диапазона. По этой причине, в спецификациях вседиапазонных антенн указывают минимум два значения для коэффициента усиления.
Как правильно выбрать антенну?
Выбор антенны зависит от большого количества факторов. Несколько ключевых шагов для подбора:
· Определите для чего необходима антенна – телевидение, сотовая связь, спутниковая связь работают по разным принципам и антенны для их работы обладают разными техническими параметрами.
· Определите какое волновое сопротивление используется в системе, для которой Вы выбираете антенну. Например, для систем усиления связи используется стандартизированное волновое сопротивление 50 Ом. Это одна из причин, невозможности использования телевизионных антенн (75 Ом) в таких системах.
· Узнайте, в каких частотных диапазонах работает Ваша система и на каком расстоянии находится передатчик. Эти данные помогут подобрать оптимальный коэффициент усиления антенны и ее конфигурацию.
· Определите какой тип антенны подойдет для использования в вашем случае. При необходимости покрытия на 360° используйте всенаправленные антенны, при необходимости сконцентрировать излучение – используйте направленную антенну.
Если вам нужно усилить связь, обратитесь к специалистам компании ДалСВЯЗЬ. Мы предлагаем усилители связи которые помогут добиться безупречного качества голосовых вызовов и скоростного мобильного интернет-соединения.
Для создания системы усиления необходимо несколько компонентов:
- Внешняя и внутренняя антенна – для приема и передачи сигнала
- Репитер – для усиления и распределения сигнала в системе
- Делитель мощности – необходим для распределения мощности, при использовании нескольких антенн
Для профессиональной консультации и подбора комплекта усиления оставляйте заявку специалистам компании онлайн или по телефону.
