последнее обновление 8 марта 2015 г.

home page КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН

Underwater video

RADIO Telemetry Industrial Sensors

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ И УСТАНОВИТЬ АНТЕННЫ

 

АНТЕННЫ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ

Правильный выбор антенны и соединительного кабеля,явлется главным условием качественной работы Вашего радиоканала или беспроводной сети. Опыт эксплуатации аппаратуры беспроводного доступа показывает, что на качество связи в первую очередь влияет не выходная мощность или чувствительность устройства, хотя это немаловажные факторы, а именно качество антенно-фидерного оборудования. Обьясняется это очень просто. В реальных условиях, качество любого приемника определяется способностью распознавать полезный сигнал на фоне помех от соседних станций и шумов. Этот параметр приемных устройств имеет название селективность или избирательность. И если способность выделять полезный сигнал на фоне других действительно зависит от избирательности приемника, то с шумами дело обстоит гораздо сложнее. Дело в том, что на входе приемника действуют два вида шумов: шум, принимаемый приемником из эфира и шум внутрений, вызванный процессами в самом приемнике, так называемый тепловой шум. Именно тепловой шум является определяющим фактором чувствительности приемника. Поэтому важно, чтобы сигнал на входе приемника был как можно выше уровня этих шумов. Повысить соотношение полезного сигнала и шума на входе приемника возможно только с помощью антенны с большим коэффициентом усиления, поскольку антенна, будучи пассивным элементом, не содержащим активных усилительных приборов, не производит собственного шума (в первом приближении), а только усиливает, а точнее фокусирует, полезный сигнал. Именно поэтому применяются антенны таких сложных конфигураций как YAGI, коллинеарные антенны или антенны с параболическими отражателями. Также, наряду с правильным выбором антенны, важно правильно выбрать тип коаксиального кабеля, который соединяет антенну со входом Вашего устройства. Здесь рекомендации сводятся к одному: нужно выбирать кабель с наименьшими потерями на рабочей частоте вашего устройства. Чем короче соединительный кабель между антенной и радиомодемом, тем больший радиус действия будет иметь ваша сеть. Еще одним важным моментом является правильный выбор места установки вашей антенны. В общем случае должно соблюдаться правило прямой видимости, однако на расстояниях до 800-1000 метров, и применении антенн с усилением от 2.5 до 8 dBi, прямая видимость может отсутствовать, например при организации сетей внутри зданий. Очень важно правильно выбрать высоту установки антенны, особенно это касается коллинеарных и секторных антенн: внимательно изучите диаграмму направленности антенны, спроецируйте ее на план местности и геометрическим путем определите высоту, на которой должны стоять антенны, так чтобы их диаграммы пересекались не нарушая прямой видимости. Насколько обманчивы бывают надежды на применение коллинеарной антенны с большим усилением показывает иллюстрация справа, поэтому важно помнить, что иногда необходимо увеличить выходную мощность передатчика, в некоторых случаях, как это не парадоксально, большое усиление антенны может сыграть с вами злую шутку. На иллюстрации видно, что антенна с усилением 3 дБи работает, тогда как 6-ти децибельная антенна работать не будет. При расчете высоты установки антенн необходимо учитывать размеры эллипсоида, форму которого имеет радиолуч в пространстве. Для этого нужно рассчитать так называемую зону Френеля, а именно диаметр или радиус сечения радиолуча некотором расстоянии от антенны. Желательно, чтобы нижняя часть воображаемого луча не пересекалась с препятствиями на земле, зданиями, деревьями и т.д.

ЗОНА ФРЕНЕЛЯ , ПРЕПЯТСТВИЯ НА ПУТИ РАДИОЛУЧА.

Френель (Fresnel) Огюстен Жан (10.5.1788, Брольи, — 14.7.1827, Виль-д'Авре, близ Парижа), французский физик, один из основателей волновой оптики, член Парижской АН (с 1823). Родился в семье архитектора. Окончил Политехническую школу (1806) и Школу дорог и мостов (1809) в Париже. Работал инженером по ремонту дорог. В период 100 дней за участие в военных действиях против Наполеона был отстранен от работы. К этому периоду относятся первые серьезные работы Ф. по оптике. В конце 1815 он был восстановлен в должности и в 1818 переведён в Париж, где занимался реорганизацией маяков, предложил принципиально новый способ маячного освещения. В 1815—23 Ф. выполнил классические исследования дифракции и поляризации света. Ф. создал теорию дифракции (независимо от Т. Юнга), положив в основу принцип Гюйгенса и дополнив его фундаментальной идеей об интерференции элементарных волн (Гюйгенса — Френеля принцип). Он объяснил на основе этого принципа законы геометрической. оптики, в частности, прямолинейный характер распространения света. Им создан приближённый метод расчёта дифракционной картины, основанный на разбиении волнового фронта на зоны (зоны Френеля), и впервые рассмотрена дифракция от края экрана и круглого отверстия. Френель — автор опытов с бизеркалами (1816) и бипризмами (1819), ставшими классическими методами демонстрации интерференционных явлений. Он впервые объяснил поляризационные явления, приняв в качестве основной гипотезу о поперечности световых волн, и установил количественные законы явления поляризации света при его отражении и преломлении. Высказанные Френелем идеи о неподвижном эфире и коэффициенте увлечения световых волн легли в основу электродинамики движущихся сред Х. А. Лоренца. Член Лондонского королевского общества с 1825.

***

Антенны базовых станций должны обеспечивать секторное покрытие зоны обслуживания, рекомендуемое количество секторов - не менее трех. При использовании точек доступа EXAP-GMC нормальное количество клиентов на сектор 80-120.

При использовании секторных антенн, размещенных на одной мачте, частоты каналов следует выбирать из ряда неперекрывающихся. Например, для диапазона 2,4 ГГц, это каналы 1,6, 11.

При использовании штыревых одиночных коллинеарных антенн, количество клиентов на одну антенну - 80-120.

Оптимальная высота установки секторных и коллинеарных антенн точек доступа - 5-10 метров выше среднего верхнего уровня населенного пункта, включая деревья.

Антенны, установленные на телевышках и других высоких местах, в 99 проц. случаев дают отрицательный результат.

ШИРОКОПОЛОСНЫЕ АНТЕННЫ ДИАПАЗОНА 2,4 ГГц

Антенна райцентра с одной точкой доступа

Три независимых антенны в одном конструктиве

• Секторная антенна провайдерского класса

• Полоса пропускания при Ку 12 дБи 2.3-2.7 ГГц

Вертикальная поляризация

разъёмы - 3 гнезда  N - типа

Диаметр - 200 мм, длина - 510 мм

Грозозащита - четвертьволновый изолятор.

Сектор покрытия - 3 х 120 градусов

Угол расхождения вертикальный - 28 градусов

Монтажный крепеж в комплекте

   

Оптимальная антенна для города

• Секторная антенна провайдерского класса

• Полоса пропускания при Ку 16 дБи 2.3-2.7 ГГц.

Вертикальная поляризация

разъём -  гнездо  N - типа

Грозозащита - четвертьволновый изолятор.

Сектор покрытия - 90 или120 градусов

Угол расхождения вертикальный - 9 градусов

Монтажный крепеж в комплекте

   

Иллюстрация показывает, что наличие прямой видимости не является достаточным условием для качественной работы высокочастотного радиолинка. Дело в том, что длина световых волн значительно короче волн радиодиапазона, поэтому, даже если мы можем видеть противоположную сторону линка, это не значит, что данное свободное пространство также "прозрачно" для волн радиодиапазона. В результате, если антенны установлены только исходя из наличия прямой видимости, радиолинк будет вести себя следующим образом: детектор качества сигнала будет показывать почти сто процентов, но скорость линка будет минимальной, потери и повтор пакетов, а также пропадания связи сделают работу линка невозможной.

Решить проблему в данном случае можно только путем поднятия антенн на высоту, равную половине зоны Френеля в месте наличия препятствия. Расчеты показывают, что на расстоянии 2.5 км, (половина общего расстояния), диаметр первой зоны Френеля для частот диапазона 2.4 ГГц, равен 12 метрам. Это значит, что линия прямой видимости должна проходить на 6 метров выше любого препятствия расположенного по ходу луча. Разумеется, что если препятствие находится сбоку, например в случае построения линка, луч которого проходит, между двух зданий, должно соблюдаться то же самое условие. После подьема антенн на высоту 6 метров на обеих сторонах, линк будет работать на максимальной скорости и с максимальной для данного расстояния отдачей.

 

 

Телемеханический комплекс ЕХ-2000ТМ предназначен для решения задач автоматизации и управления на малых промышленных обьектах ̶ нефтяных скважинах, трубопроводах, насосных станциях, системах водоснабжения. Комплекс может быть использован для наблюдения за лифтовым хозяйством, измерения тока, напряжения, мощности и других параметров.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ может применяться на автоматизированых гидрометрических постах наблюдения за селеопасными реками, каналами и водохранилищами, для измерения гидрологических параметров - уровня и температуры воды, селевого, оползневого и паводкового оповещения, контроля параметров расхода воды в руслах малых рек и управления поливными системами.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ комплектуется датчиками тока, напряжения, вибрации, ускорения, уровня воды, давления, температуры, влажности, радиации.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ может быть использован в охранных системах, в этом случае, комплексы оснащаются датчиками пламени, дыма, детекторами движения, датчиками открытия дверей, видеокамерами и фоторегистраторами.

• Телефонная или громкоговорящая диспетчерская связь обеспечивается встраиваемым VoIP устройством SIP, акустика и микрофонная оснастка позволяет работать в условиях интенсивного промышленного шума...

 

Фундаментальное правило которое нужно запомнить всем строителям радиолинков:

Для нормальной работы СВЧ радиоканала первая Зона Френеля должна быть свободной

от препятствий не менее чем на 0.707 от теоретически рассчитанной.

Поскольку 0.707 или 1/√2 равно изменению величины на 3 децибела, то считайте данное правило за :

 

Мобильный компьютер -

интеллектуальное КП комплекса ЕХ-2000ТМ.

DMP Vortex86DX-800MHz
Up to DDR2 512MB memory
RS-232, RS-232/422/485, VGA, GPIO
2 x USB 2.0 ports
10/100MB Ethernet

Embedded/External Radio (802.11abgn, MESH)

       Mechanical
VESA 100x100mm shock mounting
Automotive DC Power Module
Wide temperature (-20 ~ 70°C) -40°C extended.
IP68 Protect

***

Вычислить размеры радиуса первой зоны Френеля можно по формуле Ф=17,32D/4F где: D-расстояние между антеннами (км), F-рабочая частота в гигагерцах. В нашем случае это ≈2.45 ГГц. Результат выражается в метрах. Для расчета можно использовать интерактивный калькулятор, например на сайте компании ZYTRAX. Учет зоны Френеля при установке антенн поможет вам избежать таких неприятностей, как например снижение скорости передачи, вызванное многолучевым приемом и фазовыми искажениями.

Радиомодемы базовых станций (Gateways) - работают в диапазонах частот 900/2.4/5 , интерфейсы модемов - Ethernet/USB/RS232. Программное обеспечение с графическим интерфейсом, скорость передачи данных в прозрачном режиме - от 300 бод до 256 Кбод. Модемы могут устанавливаться на антенную мачту, питание через сигнальный кабель (РоЕ) - 9/24 вольт.

***

Установка любого микроволнового радиолинка должна начинаться с тщательного визуального обследования мест установки на обеих сторонах, кстати в английской терминологии называемого Site Survey, что в данном контексте означает "обследование участка земной поверхности с топографической сьемкой".

Первое, что вы должны сделать, это совершенно точно убедиться в наличии прямой видимости между точками установки. Задача по определению прямой видимости не так проста, как это может показаться на первый взгляд, и имеет свои «подводные камни». Во первых, в условиях города, осматривая окрестности с высоты, иногда просто невозможно найти требуемую крышу или дом, ввиду непривычности такого вида. Во вторых, даже при наличии в общем-то ясной погоды, невозможно увидеть противоположную сторону из за дымки и испарений, поднимающихся от земли. И, в третьих, человеческое зрение, которое не позволяет однозначно определить отчетливую видимость на расстоянии более 2-3 километров. В таких случаях единственным выходом является применение оптических приборов. Оптические приборы, такие как теодолиты, подзорные трубы или бинокли, следует выбирать не столько по усилению, которое указывается в паспорте, или на боковой поверхности таких приборов, сколько по светосиле объектива, определяемой только диаметром входной линзы в случае рефрактора, или зеркала, в случае рефлектора. Светосилу объектива проще всего определить визуально, методом сравнения. Удаленные предметы, и собственно наблюдаемый ландшафт, должны быть видимы с как можно большей яркостью, без сумеречного эффекта, цвета должны уверенно распознаваться на расстоянии 1.5-2км х Кус. оптической системы.

Вооружившись подходящим оптическим прибором, вы увидите, что этого также недостаточно, так как различить свою антенну среди «леса» антенн и всевозможных предметов, в изобилии присутствующих на наших с вами крышах, иногда просто невозможно. В таких случаях мы советуем обозначить место вашей антенны каким-либо ярким предметом, заведомо видимым на таком расстоянии. Можно применять связку из двух-трех блестящих металлизированных воздушных шаров, или проблесковый маячок. После определения прямой видимости необходимо определить истинное расстояние между точками установки.

Определить истинное расстояние между точками, а достаточно это сделать с точностью до 0.5-1 километра, можно интуитивно, "на глазок", можно используя топографическую карту, дальномерную шкалу теодолита или военного бинокля, или что наиболее соответствует реалиям сегодняшнего дня - миниатюрный приемник GPS. Расстояние между точками определяется для того, чтобы правильно выбрать Коффициент Усиления антенны.

Правильно выбрать антенны важно прежде всего из экономических соображений, хотя качество выбранных антенн напрямую влияет на скорость передачи данных и стабильность работы в изменяющихся погодных условиях. Мы рекомендуем вам воспользоваться калькулятором, программа которого написана специалистом компании TAYLE, Россия, Андреем Платоновым.

Пользоваться калькулятором следует таким образом: Введите параметры чувствительности приемника и выходной мощности вашего радио, далее последовательно вводите усиление антенн, пока не получите требуемого расстояния уверенной связи. Запас по усилению (System Operating Margin) необходимо поддерживать около 10 дБ для коротких линков, порядка 5-7 км и 15 дБ для более длинных линков.

***

300 Bps - 256 Kbps elastic speed

Up to 24 Km link at 9600 Bps
10 mW output power at 900 MHz
Outstanding -112 dBm sensitivity
RSSI meter for antenna alignment
Hard ± 60
°C Extended range

NO protocol dependent

OS Windows/Linux/MAC drivers

Устанавливая оборудование нашего производства с коммерческими целями, строго следуйте вашим расчетам.

   

В случае использования аппаратуры производства компании Exergia Division II потери в кабеле отсутствуют, ввиду отсутствия во всех конструкциях самого кабеля, в этом случае следует вводить значение 0.5-1 dB соответствующее максимальным потерям в разъёмах.

Применяйте OMNI антенны только в том случае, когда это действительно необходимо,  это может  быть только в сети, с  точкой доступа, расположенной в центре зоны покрытия.

В остальных случаях применяйте направленные параболические или секторные антенны, это помогает правильно использовать ресурсы выделенной вам полосы частот.

 

© 2000 - 2004 EXERGIA DIVISION II

 

 

Следующая страница, или: как правильно выбрать и установить антенны - 2

   

                

 

© 2000 - 2004 EXERGIA DIVISION II

 

Рейтинг@Mail.ru

FarPost

Exergia Division II