Technika

Radiowa

Projekt propagacyjny

stacji bazowej GSM o

zasięgu użytkowym 1 km

w centrum miasta

Mateusz Waligórski

Mateusz

Maciejewski

Michał Turski

Co to jest stacja

bazowa?

Stacja bazowa BTS (Base Transceiver

Station) jest częścią sieci telefonii
bezprzewodowej. Składa się z kilku
zestawów anten. Każdy zestaw zawiera
jedną antenę nadawczą i jedną antenę
odbiorczą oraz inne urządzenia do
pomiaru natężenia sygnału. Zasięg
sygnału z jednej BTS stanowi komórkę
sieci.

• Umieszczenie anteny nadawczej.

Ze względu na wykorzystanie

istniejących zabudowań - antena

została umieszczona na

sześciokondygnacyjnym budynku z

zamontowanym masztem.

• Zastosowano antenę KATHREIN 736

350 o danych parametrach:

]

[

21 m

h

n



Wysokości anten

Źródło:
www.kathrein.pl

Rys. Ilustracja umieszczenia anteny nadawczej

• Wysokość na jakiej umieszczona jest

antena odbiorcza jest to wysokość na
której przeciętna osoba trzyma terminal
komórkowy (telefon komórkowy) w
czasie rozmowy. Dla naszych rozważań
przyjmijmy, że:

]

m

[

,

h

o

5

1



Określenie rodzaju

propagacji

• Długość fali dla systemu GSM900:

• Pozorna wysokość anteny dla

polaryzacji pionowej:

f

c





Gdzie:

c - prędkość światła

f – częstotliwość pracy

]

[

33

,

0

m







 







4

1

2

2

60

1

2





















m

h

Gdzie:



-

przenikalność elektryczna gruntu

- długość fali
- konduktancja gruntu

















4

1

2

4

2

10

33

,

0

60

1

4

2

33

,

0















m

h

]

[

11

,

0

m

h

m



]

[

5

,

1 m

h

o



]

[

21 m

h

n















2

2

]

[

5

,

31

]

[

01

,

0

m

o

n

o

n

m

h

h

h

m

h

h

m

h

Stąd wniosek, że
jest to: propagacja
przestrzenna



Dla środowiska miejskiego

przyjmujemy:

4

























m

S

4

10



Stąd

• Efektywna wysokość anteny
nadawczej (h

1

)

]

[

21

11

,

0

21

2

2

2

2

1

m

h

h

h

m

n











•

Efektywna wysokość anteny odbiorczej (h

2

)

]

[

5

,

1

11

,

0

5

,

1

2

2

2

2

0

2

m

h

h

h

m











•

Wyliczenie zasięgu horyzontu radiowego d

H

]

[

23

)

5

,

1

21

(

4

)

(

4

km

h

h

d

o

n

H











Strona odbiorcza

• Moc czułościowa odbiornika GSM:

• Zysk energetyczny anteny

odbiorczej w odniesieniu do dipola
półfalowego:





 

]

[

1

10

1

10

90

12

10

90

pW

W

dBm

P

c





















dBd

G

o

0



 





 

 

dBi

dBi

G

dB

dBd

dBi

G

o

o

15

,

2

]

[

15

,

2

0







• Zysk energetyczny anteny

odbiorczej względem anteny
izotropowej:

64

1

10

10

15

,

2

,

G

o





w skali liniowej:

• Natężenie pola elektrycznego wokół

anteny odbiorczej:

Strona nadawcza

• Zysk energetyczny anteny nadawczej

względem anteny izotropowej:









































m

V

m

V

E

G

P

E

c

c

c









163

10

163

33

,

0

64

,

1

480

10

1

480

6

2

2

12

2

0

2

6

,

5

10

]

[

5

,

7

10

5

,

7









n

n

G

dBi

G

wartość podana przez
producenta

w skali
liniowej:

• Moc doprowadzona do anteny

nadawczej:

(wyliczona na podstawie wzoru na natężenie pola

elektrycznego dla propagacji przestrzennej)

]

[

109

5

,

1

21

6

,

5

69

1000

33

,

0

)

10

16

,

0

(

69

69

2

2

2

4

2

2

3

2

2

2

4

2

2

2

0

W

P

h

h

G

d

E

P

d

h

h

G

P

E

n

o

n

n

c

n

n

n

n

c









































• Tłumienność użytego kabla

Zastosowano kabel H1000 o tłumieniu ≈0,13 [dB/m] przy
częstotliwości 900[MHz].

Źródło:
www.e2000.gdynia.pl

gdzie:
l - długość przewodu od urządzeń nadawczych do anteny

k - tłumienie przewodu w [dB/m]

 

 

 

dB

m

dB

m

k

l

K

m

dB

k

m

l

91

,

0

13

,

0

7

13

,

0

7































•

Tłumienie sygnału w kablu od nadajnika do anteny

w skali liniowej:

23

,

1

10

10

91

,

0





K

• Moc nadajnika po uwzględnieniu

tłumienności przewodu:









W

W

P

K

P

n

N





134

109

23

,

1















W

P

N



134



Gdzie:
P

N

- moc nadajnika

K- tłumienność kabla
P

n

- moc doprowadzona do anteny nadawczej

• Efektywna izotropowa moc
wypromieniowana przez antenę
nadawczą

]

[

610

6

,

5

]

[

109

W

W

G

P

EIRP

n

n













