О чем Вы узнаете в статье?
Наверняка многие сталкивались с ситуацией, когда мобильная связь внезапно пропадает. Основная причина этого — влияние строительных материалов на прохождение радиоволн. Дело в том, что мощность радиосигнала снижается, когда он проходит через преграды. Стены, перекрытия и стёкла могут значительно ухудшить качество сотовой связи и Wi-Fi. Подробно рассмотрим, какие материалы наиболее сильно «убивают» сигнал, почему это происходит, и зачем нужен усилитель сотовой связи.
Как измеряют ослабление радиосигнала
Ослабление радиосигнала, или затухание принято измерять в дБ. Это логарифмическая величина, упрощающая математические операции при и анализе и расчетах систем усиления. Ослабление на 3 дБ эквивалентно затуханию сигнала в 2 раза (мВт).
Факторы, влияющие на затухание сигнала
При передаче радиосигнала на его качество и мощность влияет множество факторов. Вот основные:
- Тип строительного материала. Разные стройматериалы имеют различные свойства по отношению к радиоволнам. Например, гипсокартон и фанера, относительно легко пропускают сигнал, создавая минимальное затухание. Другие, например, бетон и металл, могут значительно ослабить сигнал. Металлические конструкции, такие как сэндвич-панели, практически полностью блокируют радиоволны, превращая здания в «клетку Фарадея». В таких условиях сигнал практически не проходит, что делает использование голосовой связи и мобильного интернета затруднительным.
- Толщина препятствия. Чем толще материал, сквозь который должен пройти сигнал, тем больше потерь. Например, стандартная гипсокартонная стена оказывает меньшее влияние на радиосигнал, чем двойная кирпичная кладка. Этот фактор особенно критичен для высокочастотных диапазонов, например, 5 ГГц для Wi-Fi.
- Частота сигнала. Низкие частоты, такие как FM-радио, лучше проходят через стены и другие преграды, за счет большей длины волны. Это объясняет, почему FM-радио может работать в подвалах и за толстыми стенами, где сотовая связь и WiFi сталкиваются с проблемами. Высокочастотные сигналы, имеют значительно худшую проникающую способность. Даже 3G/4G по-разному проникает через стены здания, в зависимости от рабочей частоты.
- Влияние влаги и погодных условий. Например, мокрый кирпич или бетон гораздо сильнее ослабляют радиосигнал, чем сухой. Это особенно актуально для наружных стен зданий, подверженных воздействию осадков.
Различные исследования могут показывать разные значения затухания для одних и тех же материалов. Это связано с различиями в методиках тестирования и конкретными разновидностями материалов, которые использовались в исследованиях. Например, бетон может иметь различные составы и плотность, что влияет на его проницаемость для радиоволн.
Влияние стройматериалов на радиопроницаемость
Как видно из рисунка, разнообразные стройматериалы могут по-разному воздействовать на радиочастотные волны. Рассмотрим основные материалы и степень их влияния:
- Простое стекло минимально влияет на передачу радиоволн и снижает его в среднем не более чем на 0,5–3 дБ. Однако армирование, тонировка или солнцезащитное покрытие стекла серьёзно ослабляет сигнал.
- Древесина, фанера и гипсокартон достаточно хорошо пропускают радиоволны и максимум способны его ослабить на 3–6 дБ, в редких случаях — до 10 дБ. Они не приводят к критическому ухудшению качества связи.
- Кирпичные стены и кладка уже является серьёзным препятствием для радиоволн, снижающим мощность радиосигнала на 15–20 дБ. При использовании кирпича в сочетании с бетоном потери могут значительно возрасти.
- Бетонные и железобетонные стены — один из самых неблагоприятных материалов для прохождения сигнала. Бетон до 100 мм снижает проницаемость до 25 дБ, а при 200 мм — до 55 дБ. Железобетонные конструкции имеют ещё худшие показатели затухания для затухания, вплоть до 63 дБ.
- Металлическая обшивка и сэндвич-панели почти полностью блокируют радиосигнал. При их прохождении он может затухать до 50–60 дБ, делая невозможным использование сотовой связи.
Методы борьбы с затуханием сигнала
Для преодоления затухания сигнала можно использовать усилители сотовой связи, которые передают сигнал с улицы по кабелю, усиливают и передают его на абонентские устройства в помещении. Такой усилитель сотовой связи помогает обойти физические препятствия, улучшая качество сигнала.
Он работает следующим образом:
- Внешняя антенна устанавливается снаружи здания, преимущественно на мачте для приема сигнала базовой станции
- Усилитель мощности сигнала репитер усиливает слабый сигнал, полученный внешней антенной, и передает его на внутренние антенны.
- Внутренняя антенна распространяет сигнал внутри здания, обеспечивая стабильную сотовую связь.
Таким образом, репитеры помогают обойти преграды, улучшая качество связи в помещениях с плохим приёмом. Используя их, можно значительно улучшить качество связи в зданиях с трудными условиями для прохождения радиоволн.
