對于一個微波傳輸鏈路,怎樣計算(估算)它的鏈路儲備余量?或怎樣選取天線大小才能保證一定的鏈路儲備余量?下面就以一個例子介紹微波傳輸鏈路的預算。
1. 自由空間傳輸損耗
電磁波在自由空間(無阻擋、無障礙)中的傳輸損耗為:
Ls(dB)=92.4+20lgF+20lgD
其中:
F:發(fā)射頻率,單位為GHz
D:傳輸距離,單位為公里(km)
例如:5.8GHz頻率的信號傳輸20公里的損耗為:
Ls=92.4+15.3+26=133.7dB
2. 系統(tǒng)增益
設備的系統(tǒng)增益為:
Gs=Pt-Pro
其中:
Pt為設備射頻輸出功率
Pro為系統(tǒng)接收靈敏度
例如,對于MSR-1010擴頻微波設備,Pt=23dBm,Pro=-89dBm
那么,該設備的系統(tǒng)增益為:
Gs=112dB
3. 鏈路總增益
Gl=Gs+Gt+Gr
其中:
Gt為發(fā)射端的天線增益(dB)
Gr為接收端的天線增益(dB),一般來說,發(fā)射天線和接收天線采用相同的天線口徑,即Gt=Gr
例如,收發(fā)兩端都用0.6米口徑的天線,其增益為Gt=Gr=28.5dB,那么鏈路增益為,
Gl=112+28.5+28.5=169dB
4. 鏈路總損耗
Lt=Ls + Lft + Lfr
其中:
Lft為發(fā)射端ODU和天線之間的電纜損耗
Lfr為接收端ODU和天線之間的電纜損耗
例如,對于MSR-1010設備,ODU與天線之間的饋線長度為1.5-2.0米,在5.8GHz頻率,其損耗為0.5dB。那么,鏈路總損耗為:
Lt=133.7+0.5+0.5=134.7dB
5. 鏈路儲備余量
微波鏈路的儲備余量為:
Margin=Gl – Lt
例如,對于上述微波鏈路,其鏈路儲備余量為:
Margin=169-134.7=34.3dB
反之,如果確定了鏈路的儲備余量,可以反推出所需要的天線口徑。在所用設備、通信距離和工作頻率確定以后,天線口徑和鏈路的儲備余量之間是可以推算出來的,即天線增益的提高量(收發(fā)天線合計)就轉化為鏈路儲備余量的增加量。
圖1給出了微波鏈路增益損耗計算模型,圖中各個環(huán)節(jié)的增益(損耗)定義見上文。根據(jù)該模型,無線通信工程師可以很容易計算出某具體微波鏈路的功率預算。
6. 鏈路預算中常用參數(shù)一覽表
???????????????? ???????? (1) MegaLink系列擴頻微波傳輸設備系統(tǒng)增益一覽表(Pt=23dBm)
| 序號 |
產(chǎn)品型號 |
系統(tǒng)增益(dB) |
備注 |
| 1 |
MSR-1010 |
111 |
1E1 |
| 2 |
MSR-1020 |
109 |
4E1 |
| 3 |
MSR-1021 |
109 |
4E1/LAN |
| 4 |
MSR-1030 |
105 |
8E1 |
| 5 |
MSR-1031 |
105 |
4E1+LAN |
(2)常用天線增益一覽表
???????????????? ????????5.8GHz頻段天線主要技術指標
| 序號 |
天線口徑(米) |
增益(dB) |
半功率角(o) |
| 1 |
0.30
|
|
|
| 2 |
0.60 |
28.5 |
|
| 3 |
0.90 |
32.0 |
|
| 4 |
1.20 |
34.5 |
|
???????????????? ????????7/8GHz頻段天線主要技術指標
| 序號 |
天線口徑(米) |
增益(dB) |
半功率角(o) |
| 1 |
0.60
|
30.4 |
4.8 |
| 2 |
0.75 |
32.9 |
3.5 |
| 3 |
1. 20 |
36.6 |
2.4 |
| 4 |
1. 80 |
40.6 |
1.6 |
???????????????? ????????13GHz頻段天線主要技術指標
| 序號 |
天線口徑(米) |
增益(dB) |
半功率角(o) |
| 1 |
0.30 |
30.8 |
4.4 |
| 2 |
0.60 |
35.3 |
2.8 |
| 3 |
0.75 |
37.9 |
2.1 |
| 4 |
1.20 |
41.4 |
1.3 |
| 5 |
1.80 |
45.0 |
0.9 |
???????????????? ????????15GHz頻段天線主要技術指標
| 序號 |
天線口徑(米) |
增益(dB) |
半功率角(o) |
| 1 |
0.30 |
31.1 |
4.5 |
| 2 |
0.60 |
36.5 |
2.4 |
| 3 |
0.75 |
39.1 |
1.8 |
| 4 |
1.20 |
42.5 |
1.2 |
| 5 |
1.80 |
46.0 |
0.8
|
???????????????? ????????18GHz頻段天線主要技術指標
| 序號 |
天線口徑(米) |
增益(dB) |
半功率角(o) |
| 1 |
0.30 |
33.1 |
3.6 |
| 2 |
0.60 |
38.7 |
1.9 |
| 3 |
0.75 |
41.2 |
1.5 |
| 4 |
1.20 |
44.6 |
0.9 |
| 5 |
1.80 |
48.0 |
0.7 |
(3)各頻段信號的自由空間損耗Ls(dB)速查表
| 距離D(km) |
2.5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
| 5.8GHz |
115.7 |
121.7 |
127.7 |
131.2 |
133.7 |
135.7 |
137.2 |
| 7/8GHz |
118.5 |
124.5 |
130.5 |
134.0 |
136.5 |
138.5 |
140.0 |
| 13GHz |
122.7 |
128.7 |
134.7 |
138.2 |
140.7 |
142.7 |
144.2 |
| 15GHz |
124.0 |
130.0 |
136.0 |
140.0 |
142.0 |
144.0 |
145.5 |
| 18GHz |
125.5 |
131.5 |
137.5 |
141.0 |
143.5 |
145.5 |
147.0 |