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無線對講系統蘑菇頭天線功率輸出計算

由于本覆蓋系統含有兩套數字中繼臺,為將信號合成一路發射,必須通過對信號進行合路處理。為了控制樓層天線輸出功率設定在20W(43dBm),合路設備采用合路器,雙環通器保證合路信道之間高達80dB的隔離度,單信道在合路后衰減4.2dB信號電平。信道系統互調干擾性小可以忽略不計,考慮充足的合路后饋送功率就可以了,接收部分采用多路分路器作為接收單元,總接收增益提高3dB,雙工器合并合路器和分路器之間的信號為單路收發共纜形式,插損1.8dB。中繼臺經過以上合路方式后的輸出功率為37dBm,再經耦合器、功分器和饋線的處理,所有天線口輸出功率均可以控制在15dBm以下。
下行信號分析
    本項目室內分布式天饋系統的所有天線都安裝于天花板上,覆蓋范圍較小,從天線到對講機之間的直射信號較強,因此對講機至天線之間的傳播損耗可采用自由空間傳播模型:
     Ls(dB)=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km) 
本項目f取值400MHz,則
     Ls(dB)=84.49+20lgd(km) 
項目區域大多是鋼筋混凝土框架結構的建筑,墻體對信號的損耗很大。
設本項目天線到對講機之間的距離d為1~95m范圍,則下行鏈路的傳播損耗如下表:
d(m) 1 5 15 30 45 65 95
Ls(dB) 24.49 38.47 48.01 54.03 57.55 60.75 64.04
在項目實際環境過程中,我們還必須考慮如下因素:
(1)由建材導致的平均信號損耗:
材料類型 混凝土墻 混凝土樓板 天花板管道
損耗(dB) 13 10 1~8
材料類型 金屬樓梯 厚玻璃 木門、隔墻
損耗(dB) 5 5~15 2~15
綜合考慮這些因素,設平均建材信號損耗取值為23dB
(2)人體的影響考慮損失3dB
(3)傳播路徑損耗考慮瑞利衰落,留余量(儲備)取為20dB
(4)設計余量取為5dB
根據以上因素取值如下:
Pt:天線口的發射功率     8.5dBm
Gt:天線增益                0dBi
Ls:1~95m距離的自由空間損耗
Lr:其它損耗(包括玻璃,天花、設計余量等)合計51dB  
綜上所述,Pr=Pt+Gt-Lr-Ls     
            =8.5+0-51-Ls  可得下表:
 d(m) 1 5 15 30 45 65 95
Ls(dB) 24.49 38.47 48.01 54.03 57.55 60.75 64.04 
Pr(dBm) -66.99 -80.97 -90.51 -96.53 -100.05 -103.25 -106.54 
由此表明設計是合理可行的,在這樣的1~15m距離范圍內,在留有20dB損耗儲備的條件下,設計天線端口輸出功率為8.5dBm的情況下,可以保證通信效果。
 
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