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因此,中轉(zhuǎn)臺(tái)必須能夠全雙工工作,即收發(fā)同時(shí)工作,并且發(fā)射時(shí)不能影響接收機(jī)的正常工作。由于中轉(zhuǎn)臺(tái)工作的基本特點(diǎn),再加上多臺(tái)中轉(zhuǎn)臺(tái)組合一起使用的特點(diǎn),對(duì)中轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)要有更高的和更特殊的要求。

除一臺(tái)中轉(zhuǎn)臺(tái)組成的單信道常規(guī)地面通訊系統(tǒng)之外,還可以利用中轉(zhuǎn)臺(tái)經(jīng)同軸電纜,功分器,架設(shè)多幅分布天線,實(shí)現(xiàn)樓宇、酒店等建筑物地下和地面的覆蓋通訊,此外多臺(tái)中轉(zhuǎn)臺(tái)組成集群系統(tǒng)以及各種帶狀或星形結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)。

中轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)試集成安裝的指標(biāo)直接影響到系統(tǒng)的通訊距離和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量及功能。

LM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd

式中:F-通訊工作頻率(MHz)

h1-通訊對(duì)象A點(diǎn)天線高度(m)

h2-通訊對(duì)象B點(diǎn)天線高度(m)

d-A點(diǎn)和B點(diǎn)的通訊距離(m)

上述實(shí)用公式僅限于VHF 150MHz和UHF 400~470MHz頻段,并且地形起伏高度在15m左右,通訊距離在65km范圍內(nèi)。

2.2、通訊距離計(jì)算

(以下舉例說(shuō)明)

(1)假設(shè)已知條件

a.系統(tǒng)工作頻率:

TX 465MHzRX 455MHz

b.中轉(zhuǎn)臺(tái)參數(shù)和架設(shè)數(shù)據(jù):

發(fā)射功率:20W (43dBm)

接收靈敏度:-116dBm

同軸電纜損耗:2dB(1/2″饋管40m長(zhǎng)、5dB/100m)

全向天線增益:9.8dbi

天線架設(shè)高度:30m

c.對(duì)講機(jī)參數(shù)

發(fā)射功率:4W(36dBm)

接收靈敏度:-116dBm

對(duì)講機(jī)天線增益:0dBi

對(duì)講機(jī)高度:1.5m

(2)中轉(zhuǎn)臺(tái)與對(duì)講機(jī)的系統(tǒng)增益

在本例中,所謂系統(tǒng)增益就是對(duì)講機(jī)發(fā)射信號(hào)給中轉(zhuǎn)臺(tái)接收機(jī)允許衰減的最大值,若不考慮電纜損耗和天線增益的條件下:

系統(tǒng)增益(dB)=發(fā)射功率(dBm)-接收靈敏度(dBm)

若考慮電纜損耗、天線增益的條件下,本例系統(tǒng)增益為:

SG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)

=36+0-(9.8-2-116)

=144.2(dB)

式中:Pt——對(duì)講機(jī)發(fā)射功率

PA——對(duì)講機(jī)天線增益

RA——中轉(zhuǎn)臺(tái)天線增益

CL——同軸電纜損耗

RR——中轉(zhuǎn)臺(tái)接收靈敏度

(3)如果系統(tǒng)增益等于電波傳輸?shù)膿p耗,則說(shuō)明通訊距離的電波能量已達(dá)極限,若系統(tǒng)增益小于傳輸損耗則表明通訊可能建立不起來(lái)。

將系統(tǒng)增益代入電波傳輸損耗工程公式:

144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd

144.2=88.1+53.2-33+401gd

35.9=401gd

d=7.9km

(4)上式僅計(jì)算了上行信號(hào)(對(duì)講機(jī)發(fā)給中繼臺(tái))可通訊的保守距離,而未計(jì)算下行信號(hào)(中繼臺(tái)發(fā)給對(duì)講機(jī))可覆蓋的距離,通常由于中轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)射功率較大,其下行信號(hào)往往優(yōu)于上行信號(hào)的通訊距離。由于系統(tǒng)通話(huà)是雙向的,因此系統(tǒng)的保守通話(huà)距離往往以上行信號(hào)為準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。

2、同頻干擾是指在一個(gè)系統(tǒng)中的工作頻率受到了另一個(gè)系統(tǒng)相同頻率的干擾。雖然兩臺(tái)發(fā)射機(jī)標(biāo)稱(chēng)頻率相同,但多少還是有所差異,當(dāng)一臺(tái)接收機(jī)同時(shí)收到兩臺(tái)發(fā)射機(jī)信號(hào)時(shí),會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)發(fā)射頻率差異的差拍干擾,如果兩發(fā)射頻率相差1KHz,在接收機(jī)中即可聽(tīng)到1KHz的差拍聲,另外盡管發(fā)射頻率相同,其頻率的相位也不一定相同,因此會(huì)產(chǎn)生低頻交流聲的干擾。

3、互調(diào)干擾是由電路中的非線性器件產(chǎn)生的,在我們?nèi)粘９ぷ髦挟a(chǎn)生互調(diào)的原因主要有以下兩種情況:

(1)干擾信號(hào)侵入發(fā)射機(jī)的末級(jí),從而同有用信號(hào)之間引起互調(diào)。此類(lèi)干擾稱(chēng)為發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾。

(2)處于互調(diào)關(guān)系中的兩個(gè)或兩個(gè)以上的無(wú)線電信號(hào)被接收機(jī)接收,在接收機(jī)高放級(jí)產(chǎn)生互調(diào),稱(chēng)為接收機(jī)互調(diào)干擾。

4、互調(diào)干擾主要反映在多信道系統(tǒng)或與其它系統(tǒng)安裝在一起,多信道頻率相互間或其它系統(tǒng)頻率與多信道頻率混合而產(chǎn)生,產(chǎn)生的主要機(jī)理有兩種表現(xiàn)形式,如果我們用A、B、C……表示頻率的數(shù)值,則有:

2A-B=C

A+D-C=B或A+D-B=C

舉例說(shuō)明:某一系統(tǒng)有4個(gè)信道的發(fā)射頻率分別為:

1CH 160MHz2CH 161MHz

3CH 162MHz4CH 163MHz

如果不采取互調(diào)抑制措施,就會(huì)產(chǎn)生:2×160MHz-161MHz=162MHz(假),即1CH的二次諧波進(jìn)入2CH功放末級(jí)產(chǎn)生差頻形成一個(gè)假的162MHz,就會(huì)對(duì)3CH所接收的設(shè)備造成干擾。

另外還會(huì)產(chǎn)生:160MHz+163MHz-162MHz=161MHz(假),即1CH和4CH的和拍與3CH的差拍產(chǎn)生一個(gè)假的161MHz,就會(huì)對(duì)2CH所接收真的161MHz頻率產(chǎn)生干擾。

5、為了避免互調(diào)干擾,通常有兩種做法:根據(jù)互調(diào)產(chǎn)生的機(jī)理在發(fā)射機(jī)功放輸出端口加單向隔離器,對(duì)外部進(jìn)入的信號(hào)進(jìn)行衰減,不讓其產(chǎn)生和頻和差頻。對(duì)于接收機(jī)采用大動(dòng)態(tài)范圍的器件,降低減小非線性。另一種方法是使用頻率時(shí),人為避開(kāi)產(chǎn)生互調(diào)組合的頻率。前者需要增加設(shè)備投入,后者較經(jīng)濟(jì),但取決于所審批頻率的可能性。

6、無(wú)(三階)互調(diào)干擾頻率的工程計(jì)算方法:

(1)將所分配或使用的頻率從低向高排序

(2)按最小信道間隔計(jì)算每個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的頻道數(shù)

(3)計(jì)算相鄰頻道數(shù)的差值

(4)求差值的和(按下舉例方法求和)

(5)檢查差值與和數(shù)中不得有相同的數(shù)出現(xiàn)。

舉例說(shuō)明:現(xiàn)有一組頻率156.275MHz 156.150MHz 156.200MHz 156.125MHz計(jì)算是否存在互調(diào)組合(如圖一)。

有相同的數(shù)字3,表明這一組頻率存在互調(diào),只有將156.275頻率向上調(diào)換成156.300或其它的頻率才可避開(kāi)互調(diào)組合。上面括號(hào)中的數(shù)字是被調(diào)換后的計(jì)算結(jié)果。

中轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)參數(shù)除發(fā)射功率,頻率穩(wěn)定度,調(diào)制特性,接收機(jī)靈敏度,音頻輸出功率和失真,調(diào)制接收帶寬等技術(shù)參數(shù)與對(duì)講機(jī)、車(chē)載臺(tái)相同或較高外,根本的區(qū)別在于全雙工工作,即接收信號(hào)的同時(shí),又要發(fā)射信號(hào),其關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)是雙工工作時(shí)的接收靈敏度,即自身的收發(fā)干擾情況如何,好的中轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)射時(shí)應(yīng)不影響接收機(jī)的靈敏度。中轉(zhuǎn)臺(tái)若存在收發(fā)干擾,意味著接收機(jī)靈敏度的下降,在系統(tǒng)工作時(shí),直接影響到對(duì)講機(jī)和車(chē)載臺(tái)的通訊距離。

二、形成中轉(zhuǎn)臺(tái)收發(fā)干擾的因素

1、發(fā)射機(jī)大功率信號(hào)串入接收機(jī)前端造成接收機(jī)的阻塞,使接收靈敏度下降。

2、發(fā)射機(jī)邊帶頻譜中的接收機(jī)頻率成分過(guò)大形成類(lèi)似于同頻干擾的情況,使接收機(jī)靈敏度下降。

三、解決中轉(zhuǎn)臺(tái)收發(fā)干擾的要點(diǎn)

除了中轉(zhuǎn)臺(tái)自身發(fā)射機(jī)和接收機(jī)有較高的技術(shù)指標(biāo)外,重要在于發(fā)射機(jī)天線端口和接收機(jī)天線端口要有較高的隔離衰減。目前發(fā)射機(jī)和接收機(jī)天線端口之間隔離通常有2種方法:(1)雙工器方式;(2)收發(fā)天線同軸垂直間隔方式。

四、使用雙工器的優(yōu)缺點(diǎn)

1、使用雙工器的優(yōu)點(diǎn)

a.收發(fā)共用一根天線,一根電纜,架設(shè)方便

b.通常使用陷波型雙工器,體積小,重量輕,插損小,有較好的收發(fā)隔離性能,能保證良好的收發(fā)干擾指標(biāo)。

2、使用雙工器的缺點(diǎn)

a.要求天線頻帶較寬,往往天線對(duì)收發(fā)頻率不能兼顧

b.陷波型雙工器的阻帶很窄,當(dāng)設(shè)置多信道使用時(shí),所使用的頻率有所限制,必須限定在雙工器的阻帶寬度內(nèi)。

五、使用雙天線的優(yōu)缺點(diǎn)

1、使用雙天線的優(yōu)點(diǎn)

a.收發(fā)分別使用各自的天線,可獲得較好的匹配及增益

b.可在較寬的頻率范圍內(nèi),任意設(shè)置信道所用的收發(fā)頻率。

2、使用雙天線的缺點(diǎn)

雙天線要達(dá)到一定程度的收發(fā)隔離,架設(shè)時(shí)有嚴(yán)格的要求,往往不易滿(mǎn)足,導(dǎo)致收發(fā)干擾指標(biāo)惡化,嚴(yán)重影響通訊距離。

3、使用雙天線架設(shè)的要求

a.雙天線水平架設(shè)時(shí),兩天線間的水平距離應(yīng)≥390λ

b.雙天線同軸垂直架設(shè)時(shí),兩天線間的垂直距離≥9λ。

4、雙天線架設(shè)一覽表:(表一)

六、雙天線架設(shè)后中轉(zhuǎn)臺(tái)收發(fā)干擾指標(biāo)的測(cè)試

1、使用對(duì)講機(jī)測(cè)試方法

首先將對(duì)講機(jī)發(fā)射功率設(shè)置最低檔,中轉(zhuǎn)臺(tái)置于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài):摘掉對(duì)講機(jī)天線,短時(shí)間間斷發(fā)射,讓對(duì)講機(jī)與中繼臺(tái)逐步拉開(kāi)距離,直到中轉(zhuǎn)臺(tái)接收對(duì)講信號(hào)有雜音止,此時(shí)再將中轉(zhuǎn)臺(tái)置于轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)或使用中轉(zhuǎn)臺(tái)的話(huà)筒發(fā)射,聽(tīng)中轉(zhuǎn)臺(tái)的雜音不應(yīng)有變化,若雜音加強(qiáng)或靜噪電路關(guān)閉聽(tīng)不到雜音,說(shuō)明存在收發(fā)干擾。

2、使用儀器測(cè)試方法

使用RF射頻信號(hào)源,輸出端口接儀表自帶天線或?qū)χv機(jī)天線,將信號(hào)源輸出調(diào)至中轉(zhuǎn)臺(tái)接收有雜音止(中繼臺(tái)處于不轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)),此時(shí)啟動(dòng)中轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)射,聽(tīng)雜音不應(yīng)有明顯的變化。

本方案使用3臺(tái)內(nèi)置雙工器的中繼臺(tái),可將A區(qū)和B區(qū)聯(lián)網(wǎng)

對(duì)講機(jī)設(shè)置2個(gè)信道:

1CH TX 150.000RX 155.700在A區(qū)使用

2CH TX 155.800 RX 150.100在B區(qū)使用

中轉(zhuǎn)臺(tái)A的頻率設(shè)置:

TX 155.700RX 150.000

中轉(zhuǎn)臺(tái)B1的頻率設(shè)置:

TX 150.100RX 155.700

中轉(zhuǎn)臺(tái)B2的頻率設(shè)置:

TX 150.000RX 155.800

2、二次接力中轉(zhuǎn)方案二

本方案在A區(qū)使用了一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的中轉(zhuǎn)臺(tái)(內(nèi)置有雙工器),而在B區(qū)使用2臺(tái)半雙工電臺(tái)組合互控的中轉(zhuǎn)臺(tái),B區(qū)組合中轉(zhuǎn)臺(tái)使用2付天線,對(duì)講機(jī)設(shè)置了3個(gè)信道:

1CH TX 150.000RX 155.700 在A區(qū)使用

2CH TX 155.800RX 155.100 在B區(qū)與A區(qū)通話(huà)

3CH TX 155.700RX 150.100在B區(qū)自中繼

半雙工電臺(tái)1的頻率設(shè)置:

TX 150.000RX 155.700

半雙工電臺(tái)2的頻率設(shè)置:

TX 150.100RX 155.800

3、兩區(qū)自動(dòng)漫游方案一

說(shuō)明:本方案A、B兩區(qū)各使用了一臺(tái)中轉(zhuǎn)臺(tái)和一臺(tái)半雙工電臺(tái),半雙工電臺(tái)使用收發(fā)同頻半雙工工作方式,而且僅做兩區(qū)互聯(lián)的鏈路。

對(duì)講機(jī)設(shè)置兩個(gè)信道,頻率:

1CH TX 150.000RX 155.700

2CH TX 150.000RX 155.800

并且設(shè)置這兩個(gè)信道快速掃描,由于這兩個(gè)信道TX頻率相同,無(wú)論搜索到哪個(gè)區(qū)均可進(jìn)行通話(huà),因此無(wú)論在哪一區(qū)均不需人工切換信道,從而達(dá)到自動(dòng)漫游的功能。

4\兩區(qū)自動(dòng)漫游方案二(圖五)

說(shuō)明:本方案A、B兩區(qū)均使用半雙工電臺(tái)組合互控的中轉(zhuǎn)臺(tái),對(duì)講機(jī)編程三個(gè)信道,并且進(jìn)行掃描搜索

1CH TX 150.000RX 155.700 A區(qū)自中繼

2CH TX 150.000RX 155.800B區(qū)自中繼

3CH TX 150.000RX 150.100A、B區(qū)相互通訊

每部半雙工電臺(tái)收發(fā)頻率接近,均在雙工器允許的帶寬內(nèi),故使用雙工器進(jìn)行收發(fā)隔離