محاسبه لینک مایکروویو
قبل از نصب لینک مایکروویو، ابتدا باید آنالیز و محاسبه لینک مایکروویو انجام شود. تجزیه و تحلیل باید قبل از بررسی سایت انجام شود تا ایده روشنی در مورد ابعاد آنتن‌ها بدست آید. تجزیه و تحلیل این بخش شامل مراحل زیر است:
• محاسبه میزان از دست دادن فضای آزاد
• محاسبه بودجه لازم
• میزان بارندگی منطقه
• محو شدن چند مسیره
• حاشیه محو شدن
• محاسبه مناطق Fresnel
محاسبه میزان از دست دادن فضای آزاد
همانطور که امواج الکترومغناطیسی در فضای آزاد، حرکت می کنند، ضعیف و ضعیف‌تر می شوند. این تضعیف به عنوان میزان از دست دادن فضای آزاد توصیف می‌شود. میزان از بین رفتن، به مسافت طی شده توسط سیگنال و فرکانس آن بستگی دارد.
فاصله بیشتر و فرکانس بالاتر هر دو به معنای تضعیف بیشتر است. میزان اتلاف فضای آزاد را می توان به این صورت محاسبه کرد:
محاسبه بودجه لازم
هدف از طراحی لینک مایکروویو، این است که سیگنال دریافتی را قوی‌تر از حساسیت گیرنده در BER مورد نیاز (معمولاً ۱۰-۶) تولید کند. از آنجایی که هر سیگنال رادیویی در جو زمین در معرض تضعیف یا محو شدن است، مقداری تفاوت بین سطح سیگنال دریافتی در شرایط عادی با حساسیت گیرنده، لازم است تا به عنوان حاشیه محوشدگی عمل کند. حداقل مقدار حاشیه محو شدن را میتوان از نیاز برای در دسترس بودن لینک مایکروویو محاسبه کرد (به عنوان مثال ۹۹.۹۹۹٪ مواقع). حاشیه مورد نیاز به طول لینک مایکروویو و همچنین عوامل دیگری مانند شدت یا تضعیف باران و انتشار چند مسیری، بستگی دارد.
اگر تلفات اضافی در طول مسیر را نادیده بگیریم، قدرت سیگنال دریافتی را میتوان با استفاده از فرمول انتشار سیگنال در فضای آزاد به صورت زیر محاسبه کرد:
میزان بارندگی منطقه
برای فرکانس‌های حدود ۱۰ گیگاهرتز، کاهش باران بطور فزاینده‌ای مؤثر واقع می‌شود. بارش در همه مناطق یکسان نیست، به همین دلیل است که ITU مطالب و دستورات Rec را منتشر کرد. ITU-R PN.837-1 برای تقسیم جهان به ۱۵ منطقه با توجه به شدت بارندگی به شکل زیر طراحی و ارائه شد. در نواحی با بارندگی بیشتر، باید حاشیه تضعیف و محو شدن سیگنال بیشتری را انتظار داشت.
میزان تضعیف و مجوشدگی باران را میتوان با استفاده از مدل ITU-R محاسبه کرد:
۱- نرخ باران R0.01 بیش از ۰.۰۱% مواقع (با زمان ادغام ۱ دقیقه) را بدست آورید.
۲- مقادیر R0.01 برای ۱۵ منطقه بارانی و درصدهای زمانی مختلف تعریف شده است که در جدول زیر می‌بینید:
محو شدگی چند مسیره
محو شدن چند مسیری یکی دیگر از مکانیسم‌های محو و از بین رفتن، است. یک موج بازتابی باعث ایجاد پدیده‌ای به نام چند مسیری می‌شود. به این معنی که سیگنال رادیویی می‌تواند چندین مسیر را طی کند تا به گیرنده برسد. به طور معمول، چند مسیری زمانی اتفاق می‌افتد که یک موج منعکس شده همزمان در فاز مخالف موج مستقیم دیگری که در یک خط از فرستنده حرکت می‌کند، به گیرنده برسد.
انتشار چند مسیری منجر به دو نوع اثر تخریبی سیگنال می شود، یعنی محو شدن مسطح و محو شدن انتخابی فرکانس.
محو شدن مسطح، کاهش سطح سیگنال ورودی است که در آن تمام فرکانس‌های کانال مورد نظر به یک اندازه تحت تأثیر قرار می‌گیرند و به طول مسیر، فرکانس و شیب مسیر بستگی دارد. علاوه بر این، به شدت به عامل زمین اقلیمی K وابسته است.
برای محاسبه احتمال قطع به دلیل انتشار چند مسیره بودن، میتوان از مدل احتمال ITU-R استفاده کرد :
داده ها در قالب جدولی در دسترس هستند و از اداره ارتباطات رادیویی (BR) مورد استفاده و دریافت، قرار می‌گیرند. به عنوان مثال. در اروپای مرکزی مقادیر dN1 از ۲۴۲- تا ۳۶۲- متغیر است.
ارتفاع آنتن he و hr (متر بالاتر از سطح دریا)، بزرگی شیب مسیر│εP│ (mrad) را با استفاده از عبارت زیر محاسبه کنید:
حاشیه محو شدن
تعیین حاشیه محو شدن، مهمترین مرحله در طراحی لینک مایکروویو است. اگر حاشیه خیلی کم باشد، لینک ایجاد شده، ناپایدار خواهد بود – در نتیجه، دسترسی کافی به لینک یا کیفیت خدمات ارائه شده، تضمین نمی‌شود. از طرف دیگر، حاشیه زیاد و غیر ضروری لینک را گرانتر می‌کند (با کارایی بالاتر، آنتن‌های بزرگتر و گرانتر) و هزینه ایجاد لینک مایکروویو را افزایش می‌دهد.
برای تعیین حاشیه محو شدن، لازم است، میزان بارندگی و میزان تضعیف چند مسیری، محاسبه شود.
در مناطقی که بارندگی زیاد است، میتوان انتظار داشت که کاهش لینک ایجاد شده، بیشتر باشد. در مقابل، لینک‌هایی که در آب و هوای خشک‌تر و شیب کمی قرار دارند، بیشتر مورد تضعیف چند مسیره قرار می‌گیرند.
محاسبه مناطق Fresnel
موقعیت و موانع بین نقاط مختلف پل می‌تواند به طور قابل توجهی، بر کیفیت لینک مایکروویو تأثیر بگذارد. سیگنال رادیویی نه تنها در امتداد خط دید، بلکه در ناحیه اطراف آن، یعنی در منطقه به اصطلاح ۱st Fresnel، می‌تابد. در این منطقه ۹۰% انرژی بین فرستنده و گیرنده منتقل می‌شود. این فضا، بیضوی شکل است و اگر مختل شود، لینک ایجاد شده، خواص انتقالی ضعیفتری پیدا می‌کند و به آنتن با کیفیت بالاتری نیاز دارد. به همین دلیل موقعیت آنتن می‌تواند به اندازه ارتفاع آن از سطح زمین، مهم باشد. ۶۰% از منطقه ۱st Fresnel به عنوان مهمترین منطقه در نظر گرفته می‌شود.
معادله کلی برای محاسبه اولین شعاع ناحیه ۱st Fresnel در هر نقطه P در بین نقاط انتهایی لینک، به شرح زیر است:
شعاع هر ناحیه ۱st Fresnel در مرکز لینک، بالاترین مقدار است و در انتهای آن کوچک می‌شود. برای کاربردهای عملی، دانستن حداکثر شعاع اولین ناحیه ۱st Fresnel اغلب مفید است. از فرمول فوق، محاسبه اولین منطقه ۱st Fresnel را میتوان به صورت زیر ساده کرد:
ایران مایکروویو با بیش از ۱۰ سال سابقه کار تخصصی، گام به گام توسعه یافته تا به امروز و با داشتن کلیه مجوزهای لازم و تیم مشاوره، فنی و پشتیبانی کامل در خدمت شما باشد. در اولین قدم، امکان سنجی لینک مایکروویو را به ما بسپارید و توجه داشته باشید که ارزیابی‌های دقیقی پس از درخواست اولیه شما، توسط تیم اجرایی ما، انجام خواهد شد.