无线对讲系统中合分路器的选择

发布日期:2019-12-04 11:23
在多信道合用一根天线传输过程中,合路器与分路器是必不可少的设备,其中合路器是非常重要设备。通过一根电缆传输优点,对于今后升级光端设备提供了方便。本文就此做以下展开阐述。
合路器的种类分为:由方腔、电调、宽带等。
1、方腔合路、电调合路优点插损少,缺点每信道间隔200K。目前技术最少做到150K(插损变大,温度易升高,频率易飘移,需要用到电调合路用步进电机加控制软件来解决产生的问题。同时,相应成本巨增);因此,市场产品一般用200K间隔居多。
2、宽带合路优点每信道间隔最小为6.25K,缺点差损大。在上期文章中表2中已用比较。
以下将对这两款合路器做详细的场景分析。
例如:以25W/350兆八载频基站为例展开论述。
1、通过信号倒推计算。
我们使用的手持机功率为4W(36dBm),灵敏度>-116dBm。而八载频基站一般都架设在100米以上高处,并用高增益四环阵天线(增益>10dB以上)。此时,基站天线所需要的最大发射增益30dBm(1W)加10dB天线增益,则>40dB增益对等地面上使用的4W手持机(36dBm)就完全够用。用50米1/2馈线差损2.5dB,此时在双工器ANT输出端就需要30dB+2.5dB=32.5dBm(约1.8W)。
(1)方腔八合路所需要的功率计算:
条件:中继台25W(44dBm)、方腔八合路差损4dB、腔体宽带双工器差损2dB。
计算:44dBm-4dB-2dB=38dBm(6.25W)
结果:从双工器ANT输出功率为38dBm,满足以上32.5dBm条件。
(2)宽带八合路所需要的功率计算:
条件:中继台25W(44dBm)、宽带八合路差损10dB、螺旋窄带双工器差损1.5dB。
计算:44dBm-10dB-1.5dB=32.5dBm(约1.8W)
结果:从双工器ANT输出功率为32.5dBm,满足以上32.5dBm条件。
以上两种合路器都能满足通讯要求。
2、通过无干扰三阶互调计算。
我们知道任何一个线性系统都存在非线性系数。三阶互调是指:当两个以上的信号在同一个线性系统中,由于非线性因素存在,使得一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后,所产生的寄生信号。
比如:F1的二次谐波是2F1,他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波(二阶信号),另一个信号是基波信号(一阶信号),他们俩合成为三阶信号2F1-F2=F3(会对接收频率是F3的电台产生干扰),2F1-F2被称为三阶互调信号,它是调制过程中产生的。又因为这两个信号的相互调制而产生差拍信号,所以这个新产生的信号被称为三阶互调失真信号,产生这个信号的过程称为三阶互调失真。
由于,F2F1信号一般比较接近,也造成2F1-F2,2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1F2,这就是三阶互调干扰。既然会出现三阶,当然也有更高阶互调,这些信号也会干扰原来的基带信号。因为,产生的互调结果越高信号强度就越弱;所以,三阶互调是主要的干扰。因此,所需满足的条件有以下三点:
(1)2F1-F2 = 不能使用    (2)F1-2F2 = 不能使用   (3)2F1+F2 = 不能使用
通过上述三阶互调软件计算,得出以下结果(见下表):
需用信道数
最小占用信道数

需用信道数
最小占用信道数
3
4
12
86
4
7
13
107
5
12
14
134
6
18
15
157
7
26
16
187
8
35
17
220
9
45
18
260
10
56
19
284
11
73
20
370
(1)方腔八合路所需要的双工器带宽计算:
以上所阐述的方腔合路器每信道间隔200K,八个载频最小占用信道数见上表是35个。每个信道间隔200K×35个=7兆(减去第一个200K实际是6.8兆带宽)。此时,八个信道可以同时工作并不产生干扰。若<6.8兆带宽所设置的频点,中继台同时工作台数少不会感觉到,一般遇重大事件手持机使用数量猛增,中继台载频同时工作量增多,则产生干扰及信号阻塞。
以351.100/361.100为起点,每信道200K间隔,无三阶干扰另计算7个频点如下:
①351.100/361.100
②351.300/361.300
③351.900/361.900
④352.900/362.900
⑤354.100/364.100
⑥355.500/365.500
⑦357.500/367.500
⑧357.900/367.900
用最高的频点减去最低的频点,得出6.8兆的带宽,此时双工器选择非常困难,并超出公安频率范围。因此,一般大于6载频集群系统不建议用腔体合路器。
(2)宽带八合路所需要的双工器带宽计算:
以上所阐述的宽带合路器每信道最小间隔6.25K,我们用25K间隔计算。八个载频最小占用信道数见上表是35个。每个信道间隔25K×35个=0.875兆(减去第一个25K实际是0.85兆带宽)。此时,八个信道可以同时工作并不产生干扰。可以使用窄带双工器提高灵敏度。
以351.100/361.100为起点,每信道25K间隔,无三阶干扰另计算7个频点如下:
①351.100/361.100
②351.125/361.125
③351.200/361.200
④351.325/361.325
⑤351.475/361.475
⑥351.650/361.650
⑦351.900/361.900
⑧351.950/361.950
用最高的频点减去最低的频点,得出0.85兆的带宽,此时双工器选择非常方便又能提高灵敏度,并满足公安频率范围,节约频率资源。如果用12.5K间隔计算,双工器带宽更小,可以做到0.425兆带宽。
从上述分析本人作者一直强调通讯距离和基站功率无关,与基站灵敏度有密切关系。然而,影响灵敏度的设备除中继台外还有双工器、分路器、室外天线,这三个重要部件。但这三个重要部件恰恰与带宽有密切联系,带宽越宽,灵敏度越低;带宽越窄,灵敏度越高。灵敏度每提高3dB等于基站功率增加一倍。
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