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数字微波系统的链路指标计算
关于微波通信的链路预算
?对于一个微波传输链路,怎样计算(估算)它的链路储备余量?或怎样选取天线大小才能保证一定的链路储备余量?下面就以一个例子介绍微波传输链路的预算。
1. 自由空间传输损耗电磁波在自由空间(无阻挡、无障碍)中的传输损耗为:Ls(dB)=92.4+20lgF+20lgD其中:F:发射频率,单位为GHzD:传输距离,单位为公里(km)
例如:5.8GHz频率的信号传输20公里的损耗为:Ls=92.4+15.3+26=133.7dB
2. 系统增益设备的系统增益为:Gs=Pt-Pro其中:Pt为设备射频输出功率Pro为系统接收灵敏度
例如,对于S-LINK(1E1)扩频微波设备,Pt=23dBm,Pro=-89dBm那么,该设备的系统增益为:Gs=112dB
3. 链路总增益Gl=Gs+Gt+Gr其中:Gt为发射端的天线增益(dB)Gr为接收端的天线增益(dB),一般来说,发射天线和接收天线采用相同的天线口径,即Gt=Gr
例如,收发两端都用0.6米口径的天线,其增益为Gt=Gr=28.5dB,那么链路增益为,Gl=112+28.5+28.5=169dB4. 链路总损耗Lt=Ls + Lft + Lfr 其中:Lft为发射端ODU和天线之间的电缆损耗Lfr为接收端ODU和天线之间的电缆损耗
例如,对于S-LINK (1E1)设备,ODU与天线之间的馈线长度为1.5-2.0米,在5.8GHz频率,其损耗为0.5dB。那么,链路总损耗为:Lt=133.7+0.5+0.5=134.7dB
5. 链路储备余量微波链路的储备余量为:Margin=Gl – Lt
例如,对于上述微波链路,其链路储备余量为:Margin=169-134.7=34.3dB
反之,如果确定了链路的储备余量,可以反推出所需要的天线口径。在所用设备、通信距离和工作频率确定以后,天线口径和链路的储备余量之间是可以推算出来的,即天线增益的提高量(收发天线合计)就转化为链路储备余量的增加量。图1给出了微波链路增益损耗计算模型,图中各个环节的增益(损耗)定义见上文。根据该模型,无线通信工程师可以很容易计算出某具体微波链路的功率预算。
6. 链路预算中常用参数一览表(1) S-LINK 系列扩频微波传输设备系统增益一览表(Pt=23dBm)
序号
产品型号
系统增益(dB)
备注(总容量)
1
S-LINK(1E1)
111
1E1
2
S-LINK(4E1)
109
4E1
3
S-LINK(4E1/LAN)
109
4E1
4
S-LINK(8E1)
105
8E1
5
S-LINK(4E1+LAN)
105
8E1
(2)常用天线增益一览表5.8GHz频段天线主要技术指标
天线口径(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频段天线主要技术指标
序号
天线口径(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频段天线主要技术指标
序号
天线口径(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频段天线主要技术指标
序号
天线口径(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频段天线主要技术指标
序号
天线口径(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)各频段信号的自由空间损耗Ls(dB)速查表
距离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.
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