От чего зависит дальность радиосвязи

Отредактировано 18.06.2021

На дальность радиосвязи влияют два фактора: условия распространения радиоволн обозначенного диапазона и технические характеристики используемого оборудования. Причём каждый из них можно разбить на несколько составляющих.

Основное что влияет на радиосвязь - высота размещения антенн и используемая частота. Другие характеристики используемого оборудования важны с точки зрения общего качества связи и помехоустойчивости, но не вносят сколько-нибудь существенных изменений в достижимую дальность радиосвязи. Возможность современных приемников распознавать слабый сигнал настолько велика, что позволяет при условии обеспечения прямой видимости принимать сигнал 2-х ваттного передатчика на расстоянии до 80-90 км. Следовательно, ограничения, связанные с высотой установки антенн скажутся гораздо раньше, нежели ограничения связанные с недостаточностью других характеристик радиооборудования.

Если речь идет о населенном пункте то этажность застройки также влияет на дальность работы радиоустройств. Чем выше высота зданий и плотность застройки в городе, тем сильнее снижается реальная дальность связи по сравнению с расчетной.

Рассмотрим более подробно составляющие факторов, влияющих на радиосвязь

Рельеф местности и характер застройки

При всех равных условиях в равнинной местности, относительно сложного рельефа, дальность связи оказывается более лучшей.. Препятствия природного и искусственного происхождения мешают распространению радиоволн.

Четыре пути, показанные на изображении ниже показывают сложный характер распространения радиоволн. Сигнал приходит к приёмной антенне различными путями и в результате, в зависимости от длины волны и сдвига фаз, может трансформироваться как суммарное, так и разностное значение. Могут появится "мертвые зоны"- это сумма противофазно принятых сигналов. Эта проблема чаще бывает в диапазоне 300 МГц и дальность связи возможна при открытой видимости.

Для устойчивости связи применяются пара разнесенных в пространстве антенн и пара приемных трактов: вторая антенна страхует при прерывании связи в первой.

Высота подъема антенн

Имеет решающее значение в обеспечении дальности связи. Причем как у передающей антенны, так и у приёмной.

Радиус линии горизонта находится в прямой зависимости от высоты точки обзора. Если радиосвязь устанавливается между двумя портативными радиостанциями, т.е. высота подвеса антенны приемника и передатчика приблизительно соответствует 1,5 м, то достижимая дальность будет составлять около 5 км на открытой местности.
Если радиосвязь устанавливается с базовой (стационарной) станцией, антенна которой установлена на высоком здании или специальной вышке, то дальность устойчивой связи может достигать 60-70 км.

Эффективность антенн

Это способность преобразовывать электрический сигнал в электромагнитное излучение и направлять в нужном направлении.

Коэффициент усиления антенны - отношение прироста сигнала относительно изотропного точечного 360 градусного излучателя. Измеряется в dBi. Для наглядности чаще измеряют в dB- это относительно простейшего полуволнового диполя, имеющего диаграмму направленности в виде бабочки. Разница между эталонами(dBi и db) измерения равна 2,15. Например, усиление антенны можно представить как 10 dB или 12,15 dBi.

До 5 dB круговые антенны, энергия в основном излучается вверх, а не горизонтально в нужном направлении.

Прирост каждых 3 dB усиления антенны удваивает мощность и чувствительность антенны.

Также нужно обратить внимание на то, чтобы антенна соответствовала рабочим частотам радиостанции или телефону.

А настраивают антенны с помощью настроечных элементов и КСВ метра. КСВ антенны не должен быть хуже 1:1,5.

Затухание сигнала в применяемом кабеле

Кабель должен с наименьшими потерями передать сигнал от радиостанции до антенны (или наоборот, если это антенна на приём). Самые наибольший урон дальности связи наносит использование не соответствующих кабелей. Потери в кабеле допускается до 2 dB, а сопротивление должно соответствовать сопротивлению применяемого оборудования -

50 Ом. В зависимости от длины и используемых частот, выбирается тип кабеля.

Чувствительность приемных трактов радиостанции

Зависит от модели устройства и от заводской настройки. И, как правило, находится от 0,16 до 1,0 мкВ. Таким образом, чувствительность оборудования выше, если для приема сигнала необходимо меньшее напряжение в соотношении к шуму 12 dB. Для того чтоб удвоить напряжение сигнала в приемной антенне, необходимо 4-х кратное увеличение мощности в передающей антенне.

Частотный диапазон

Дальность действия связи зависит от частоты передающего устройства. Основные диапазоны используемые в радиосвязи - это длинные волны (ДВ), средние волны (СВ) (не следует путать с англ. СВ (Си-Би) от CITIZEN BAND), короткие волны (КВ) и ультракороткие волны (УКВ). ДВ и СВ могут огибать земную поверхность, КВ имеют способность отражаться от ионосферы. Следовательно, ДВ, СВ. и КВ целесообразней использовать для сверхдальней радиосвязи.

Что касается ультракоротких волн, то они имеют одну специфическую особенность - исключительно прямолинейное распространение. Другими словами, связь на УКВ возможна только в пределах прямой видимости, т.е. в пределах линии горизонта.

Зашумленность эфира

Помехи создаются промышленными предприятиями, системой зажигания автомобиля, компьютером, линиями передачи и т.д. Если уровень создаваемый ими выше уровня полезного сигнала, то связь разрывается на этом участке.

Выходная мощность

Увеличение выходной мощности, является наименее эффективным способом увеличения дальности связи. 

Для увеличения дальности связи в два раза мощность передатчика необходимо увеличить в четыре раза. Для увеличение дальности в четыре раза - мощность потребуется увеличить в шестнадцать раз... Дальше вы можете посчитать сами