المجموعات

ميزانية ارتباط الراديو: التفاصيل والصيغة

ميزانية ارتباط الراديو: التفاصيل والصيغة

عند تصميم نظام اتصالات لاسلكي كامل ، أي من طرف إلى طرف ، من الضروري حساب ما يسمى بميزانية الارتباط اللاسلكي.

ميزانية الارتباط هي ملخص للقدرة المرسلة لفترة طويلة مع جميع المكاسب والخسائر في النظام وهذا يتيح حساب قوة الإشارة المستقبلة.

باستخدام هذه المعرفة ، من الممكن تحديد ما إذا كانت مستويات الطاقة والكسب كافية ، أو مرتفعة جدًا ، أو منخفضة جدًا ، ثم تطبيق الإجراءات التصحيحية لضمان عمل النظام بشكل مرض.

وهذا يضمن أنه بمجرد تثبيت النظام وجاهزًا للتشغيل ، ستكون هناك إشارة كافية لتشغيله بشكل صحيح ، أو ما إذا كانت الإشارة عالية جدًا ويمكن اتخاذ إجراء لتوفير التكاليف ..

أكبر من الهوائيات المطلوبة ، يمكن أن تضيف مستويات طاقة الإرسال العالية وما شابه ذلك إلى التكلفة بشكل كبير ، لذلك من الضروري موازنة هذه لتقليل تكلفة النظام مع الحفاظ على الأداء.

تُستخدم ميزانيات الارتباط في العديد من التطبيقات من روابط الأقمار الصناعية إلى أنظمة الهاتف المحمول ووصلات الراديو عالية التردد وغيرها الكثير.

تُستخدم حسابات نمط ميزانية الارتباط أيضًا في أدوات المسح اللاسلكي. لن تنظر أدوات المسح اللاسلكي هذه فقط في طريقة انتشار الإشارات اللاسلكية ، بل ستنظر أيضًا في مستويات الطاقة والهوائيات ومستويات حساسية المستقبل المطلوبة لتوفير جودة الارتباط المطلوبة.

ميزانية ارتباط الراديو - الأساسيات

كما يوحي الاسم ، فإن ميزانية الارتباط اللاسلكي هي ملخص لجميع المكاسب والخسائر في نظام الإرسال. تجمع ميزانية الارتباط الراديوي الطاقة المرسلة مع المكاسب والخسائر لتحديد قوة الإشارة التي تصل إلى دخل المستقبِل. قد تتضمن ميزانية الارتباط العناصر التالية:

حيث قد تختلف الخسائر مع الوقت ، على سبيل المثال يجب أن يكون الخبو والسماح في حدود ميزانية الوصلة لهذا - غالبًا ما يمكن اتخاذ أسوأ حالة ، أو بدلاً من ذلك قبول فترات زيادة معدل الخطأ في البتات (للإشارات الرقمية) أو انحطاط نسبة الإشارة إلى الضوضاء للأنظمة التماثلية.

في جوهرها ، ستأخذ ميزانية الارتباط شكل المعادلة أدناه:

الطاقة المستقبلة (ديسيبل)=الطاقة المرسلة (ديسيبل)+المكاسب (ديسيبل)-الخسائر (ديسيبل)

الحساب الأساسي لتحديد ميزانية الارتباط واضح تمامًا. يتعلق الأمر بشكل أساسي بمحاسبة جميع الخسائر والمكاسب المختلفة بين المرسل والمستقبل.

بمجرد حساب ميزانية الوصلة ، يمكن مقارنة مستوى الاستقبال المحسوب مع المعلمات الخاصة بالمستقبل لاكتشاف ما إذا كان من الممكن تلبية متطلبات أداء النظام الإجمالية لنسبة الإشارة إلى الضوضاء ، ومعدل خطأ البتات ، إلخ.

صيغة ميزانية الارتباط اللاسلكي

من أجل استنباط معادلة موازنة للوصلة الراديوية ، من الضروري فحص جميع المجالات التي قد تحدث فيها مكاسب وخسائر بين المرسل والمستقبل. على الرغم من أنه يمكن تقديم إرشادات واقتراحات فيما يتعلق بالمجالات المحتملة للخسائر والمكاسب ، يجب تحليل كل رابط على أساس مزاياه الخاصة.

قد تبدو معادلة ميزانية الارتباط النموذجية لنظام الاتصالات الراديوية كما يلي:

صRX=صTX+جيTX+جيRX-إلTX-إلFS-إلص-إلRX

أين:
صRX = الطاقة المستلمة (ديسيبل)
صTX = طاقة خرج المرسل (ديسيبل)
جيTX = كسب هوائي جهاز الإرسال (ديسيبل)
جيRX = كسب هوائي المستقبل (ديسيبل)
إلTX = وحدة تغذية الإرسال والخسائر المرتبطة بها (وحدة التغذية ، الموصلات ، إلخ) (ديسيبل)
إلFS = خسارة المساحة الحرة أو خسارة المسار (ديسيبل)
إلص = خسائر انتشار إشارة متنوعة (تشمل هامش الخبو وعدم تطابق الاستقطاب والخسائر المرتبطة بالوسيط الذي تنتقل عبره الإشارة وخسائر أخرى ...) (ديسيبل)
إلRX = مغذي المستقبل والخسائر المرتبطة به (وحدة التغذية ، الموصلات ، إلخ) (د) ب

ملاحظة: من أجل الرؤية ، تظهر الخسائر في معادلة موازنة الارتباط بعلامة سلبية ، على سبيل المثال LTX أو LFS ، إلخ. عند إدخال الأرقام في معادلة ميزانية الوصلة اللاسلكية ، ينبغي إدخال الرقم كمعامل للخسارة. بهذه الطريقة سيتم طرحها وعدم إضافتها إلى الشكل.

كسب الهوائي وميزانية ارتباط الراديو

تفترض معادلة موازنة الوصلة الأساسية حيث لا توجد مستويات لكسب الهوائي أن القدرة تنتشر بالتساوي في جميع الاتجاهات من المصدر ، أي من مصدر متناح ، وهو هوائي يشع بالتساوي في جميع الاتجاهات.

هذا الافتراض جيد للعديد من الحسابات النظرية ، ولكن في الواقع ، تشع جميع الهوائيات في بعض الاتجاهات أكثر من غيرها. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام الهوائيات ذات الكسب لتمكين تقليل التداخل من اتجاهات أخرى عند جهاز الاستقبال ، وعند المرسل لتركيز قدرة المرسل المتاحة في الاتجاه المطلوب.

في ضوء ذلك ، من الضروري استيعاب هذه المكاسب في معادلة موازنة الارتباط كما كانت في المعادلة أعلاه لأنها ستؤثر على مستويات الإشارة - زيادتها بمستويات كسب الهوائي ، على افتراض أن الكسب في اتجاه الارتباط المطلوب: عند تحديد مستويات الكسب للهوائيات ، من الضروري التأكد من أنها مكاسب عند مقارنتها بمصدر متناحٍ ، أي النوع الأساسي للهوائي المفترض في المعادلة عندما لا يتم دمج مستويات الكسب. يتم اقتباس أرقام الكسب المتعلقة بمصدر الخواص على أنها dBi ، أي dB بالنسبة إلى مصدر الخواص. غالبًا ما تكون مستويات الكسب المعطاة للهوائي هي الكسب بالنسبة إلى ثنائي القطب حيث يمكن ذكر الأرقام على أنها dBd ، أي dB بالنسبة إلى ثنائي القطب. ومع ذلك ، فإن ثنائي القطب له كسب بالنسبة لمصدر متناحٍ ، لذا فإن الكسب ثنائي القطب البالغ 2.1 dBi يجب مواءمته إذا تم اقتباس الأرقام المتعلقة بثنائي القطب لكسب هوائي.

تعد حسابات موازنة الارتباط خطوة أساسية في تصميم نظام اتصالات لاسلكي. يمكّن حساب ميزانية الارتباط من رؤية الخسائر والمكاسب ، ويتيح وضع ميزانية ارتباط إمكانية تخصيص الخسائر والمكاسب ومستويات الطاقة إذا لزم إجراء تغييرات لتمكين نظام الاتصالات اللاسلكية من تلبية متطلباته التشغيلية. فقط عن طريق إجراء تحليل ميزانية الارتباط هذا ممكن.


شاهد الفيديو: الجلسة الأولى من ملتقى ميزانية 2020 بعنوان:مؤشرات الميزانية العامة وأثرها على الاقتصاد (ديسمبر 2021).