中继台技术漫谈1

有缘

一．中继台概述



中继台的基本概念



8 D4 {  J' I2 T8 D) C在无线对讲系统中，中继台对于增大通讯距离，扩展覆盖范围扮演着极其重要的角色。是专业无线通讯系统不可缺少的重要设备。
* q1 w7 x. L" w: |! q; y
) O1 C( N: ~& p9 L" Y: ^) D

" o6 Y; K6 D+ p% _) y" r0 E; N中继台由收信机和发信机等单元组成。通常工作于收发异频状态，能够将接收到的已调制的射频信号解调出音频信号传输给其它设备。同时，还能将其它设备送来的音频信号经射频调制后发射出去。上面提到的其它设备有各种系统使用的控制器，有无线接驳器等，也包括互联所需要的其它中继台。将中继台收到的信号直接通过自身的发射机转发出去，这是中继台最基本的应用。

! n# D9 u3 s+ ^, f) d% B* |
* {  q) V% x% |$ w/ b
2 ]7 x( F: j, |6 u, s因此，中继台必须能够全双工工作，即收发同时工作，并且发射时不能影响接收机的正常工作。由于中继台工作的基本特点，再加上多台中继台组合一起使用的特点，对中继台的技术指标相对于移动台要有更高的和更特殊的要求。
3 H! d$ e  p" s8 f1 U
9 K- Z/ ~7 Z$ t" i

/ N$ t3 p' T3 J, S/ W除一台中继台组成的单信道常规地面通讯系统之外，还可以利用中继台经同轴电缆，功分器，架设多幅分布天线，实现楼宇、酒店等建筑物地下和地面的覆盖通讯，此外多台中继台组成集群系统以及各种带状或星形结构的通讯网。

2 K5 U* I# T& @, v

0 D5 ^; V8 `5 P; Z( q9 v中继台调试集成安装的指标直接影响到系统的通讯距离和系统网络语音质量及功能。

8 ^# m1 a6 R: s% t7 T: N
) e3 F+ L( ~0 p8 ~1 n4 V* G& }
二．中继台通讯距离的工程计算

$ F8 B6 J: W6 B- X+ t8 w" I( }

1．无线电波传输损耗工程实用公式
. m* _+ ]9 d- Q0 e0 P' t1 Y

0 _8 j9 {, O  V! Z) y6 }) I) o  ?
* o6 x+ w% A& z3 w: k! v% u+ cLM(dB)=88.1+20lgF-20lgh1h2+40lgd


) _' ]. g; n. R2 P9 K( O
. a, B8 h* C( L式中：F—通讯工作频率(MHz)


0 j6 {  o& z6 ~! r" H
# R6 ^" Z! N0 o) C# P6 f4 W% ?h1—通讯对象A点天线高度(m)
7 W; z6 ~/ y' [1 y2 q9 B& ^
) Y0 l, t2 @6 l- s! j
7 W: I9 m! g% J( B' K
& ~$ u) d4 J4 V3 M$ N7 V6 Kh2—通讯对象B点天线高度(m)

$ E  Y4 e. a; i

1 W- y* |% x9 yd—A点和B点的通讯距离(m)
- z0 d8 C4 W/ w2 T3 U

/ d0 [3 P" n# r
上述实用公式仅限于VHF 150MHz和UHF 400～470MHz频段，并且地形起伏高度在15m左右，通讯距离在65km范围内。

- j: X! }, V1 I& _& o

2．系统无线设备通讯距离的计算(以下举例说明)
$ r* n& E+ O1 F" O9 q  u
7 {4 x& Y' z0 ?  D
  W7 X, _5 o3 i9 Z
(1)假设已知条件


& m6 S% B$ O6 ~* V) n
1 Q+ \5 O* t4 ^) P( O0 q) ua.系统工作频率：



TX 465MHz RX 455MHz
4 p, P3 x7 |9 O) B7 |/ P+ S( M
9 `6 T5 J( J8 D5 G: C& q; r+ F

b.中继台参数和架设数据：
+ C  C( {5 q' N. [% P


发射功率：20W (43dBm)
4 q9 E, b" ]; e  M" l$ |& R
8 A2 I4 V2 i1 X' t
- C8 u. \/ {' _% c  a4 }9 d
' S5 [+ ?; S# g. \接收灵敏度：-116dBm



同轴电缆损耗：2dB(1/2″馈管40m长、5dB/100m)
3 ^3 {) _& u- S8 k, E7 Z
2 s2 Q' w, I; O- K- A1 f+ e! p
. b4 k. K. t( s/ O  Z0 C
全向天线增益：9.8dbi


! @- ~! w6 o3 e$ D, ]6 E) T/ P# l
' f. e. f' [+ V! M# P天线架设高度：30m
6 [: P; d, T: _9 a1 ~. F


- u* C2 n6 K( S& e4 R7 h+ yc.对讲机参数

" V2 P9 u, ]) f! E' G: i
- N+ X4 b' u: [
发射功率：4W(36dBm)


3 a. \0 v9 H% j3 K  z, Z0 R
* s, k. V+ z$ i/ m接收灵敏度：-116dBm
2 v# t% h( E: b5 L. U8 R7 m
+ J3 n5 i2 @: u  R* I

3 s$ m2 T" c4 O! `+ v& K9 T# E9 b对讲机天线增益：0dBi

- J; ]2 Y/ M3 g* a5 d

对讲机高度：1.5m



) F+ r; r- q. ], w7 H(2)中继台与对讲机的系统增益


) C! X" |6 d; ~0 J- t, |+ `
在本例中，所谓系统增益就是对讲机发射信号给中继台接收机允许衰减的最大值，若不考虑电缆损耗和天线增益的条件下：

3 n: }) H8 Z- m% ^

系统增益(dB)=发射功率(dBm)-接收灵敏度(dBm)
( @* v2 ~' J; Z% K* z
- E0 F4 ?$ _% r0 b
6 i. S( i/ d- i/ @

/ G5 L) D) p8 U+ n
+ ^! y  Z2 `) `" x1 Y
若考虑电缆损耗、天线增益的条件下,本例系统增益为：



8 l9 m9 `) J0 N9 i' O" |6 GSG(dB)=Pt+PA-(RA+CL+RR)
3 |# T6 K# c+ |6 L=36+0-(9.8-2-116)( A: O9 Y9 k! z2 `5 t2 _2 A
=144.2(dB)
式中：Pt——对讲机发射功率
* h) U9 `  o# y% d$ Y3 zPA——对讲机天线增
# M. s. N8 s  A$ D  s7 a2 y
$ ?6 h+ s* Z. l: S9 CRA——中继台天线增益
/ Z* `: y9 F' G/ f* I: \- fCL——同轴电缆损耗
RR——中继台接收灵敏度" I6 b$ _( [- h+ Y% i- u# \
+ w. J# A# L1 y6 b(3)如果系统增益等于电波传输的损耗，则说明通讯距离的电波能量已达极限，若系统增益小于传输损耗则表明通讯可能建立不起来。
0 C" S4 W2 c/ Y4 N" y7 S将系统增益代入电波传输损耗工程公式：# F4 E/ a2 r" Z4 C& M
144.2=88.1+201g455-201g1.5×30+401gd* }( v% i$ }$ t- U6 u
144.2=88.1+53.2-33+401gd
7 ]0 q6 X7 P  m" a0 L* e- O2 D3 v35.9=401gd3 c: I7 ~8 x2 a$ {: Z
d=7.9km3 p8 t5 c- t4 Y: E
(4)上式仅计算了上行信号(对讲机发给中继台)可通讯的保守距离，而未计算下行信号(中继台发给对讲机)可覆盖的距离，通常由于中继台发射功率较大，其下行信号往往优于上行信号的通讯距离。由于系统通话是双向的，因此系统的保守通话距离往往以上行信号为准来计算。

* Q# q2 K; m3 f. ?8 H9 Q5 S8 V, g" W
3 m+ H! l  F/ r7 Z; g" b