CC BY
42
6. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолока-
ционной информации. Москва. Радио и Связь, 1986. С. 325.
7. Стручев В.Ф. Методы цифровой обработки РЛС сигналов. Москва. Радио и связь, 1984. С. 288.
Бычков В.Е., Мрачковский О.Д., Правда В.И.
Современные устройства оптимальной фильтрации для активной радиолокационной системы.
Рассмотрен принцип построения согласованного фильтра и коррелятора, для активной радиолокационной системы использующей широкополосный псевдошумовой сигнал. Представлен пример построения тракта на базе микросхем программируемой логики.
Bychkov V.E., Mrachkovsky O.D., Pravda V.I.
Modern devices of optimum filtration for the active radar system.
The principle of construction the matched filter and correlator, for the active radar system operating with a broadband noise signal is esteemed. The example of construction a chan-nel of processing on the basis of microcircuits of a programmed logic (PLD) is shown.
Надтшла до редакцИ 20 травня 2006року
УДК 621.396
ВИКОРИСТАННЯ ПАСИВНИХ РАДЮПОДОВЖУВАЧГО ДЛЯ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗВЯЗКУ В М1СЦЯХ З ВАЖКОДОСТУПНИМ ПРОХОДЖЕННЯМ РАДЮХВИЛЬ
Корбут В.М., Шддубний В. О.
Розглянуто питання побудови пасивних рад1оподовжувач1в стшьникових систем зв 'язку. Описан конструкци антенно-ф1дерних пристрош, приведет Их основт характеристики.
Вступ
Дециметровi хвилi (ДЦХ), в дiапазонi яких працюють стiльниковi сис-теми зв'язку NMT (453 - 457,5 МГц та 463 - 467,5 МГц ), GSM - 900 (890 -915 МГц та 935 - 960 МГц ) та GSM - 1800 (1755 - 1765 МГц та 1850 - 1860 МГц ), мають значний коефщент згасання при проходженш ^зь бетонш стши примщень. Це завдае ряд незручностей користувачам мобшьних те-лефошв, тому що нав^ь в мюцях, де розгорнуто декшька мереж та покрит-тя стшьниками достатне, е зони, в яких зв'язок нестшкий або вщсутнш взагаш. В таких примщеннях для забезпечення зв'язку слщ шукати зону з достатшм для роботи телефону рiвнем сигналу, що досить незручно, а iнодi i неможливо.
Це пояснюеться тим, що при майже однаковш чутливост приймачiв базово! (БС) та мобшьно! (МС) станцш, потужност 1х передавачiв значно вiдрiзняються. Рiвень сигналу БС, в бшьшосл випадкiв, достатнiй для про-
46 BicHUK Нащонального техтчного утверситету Украти "КП1
Серiя - Радютехтка. Радюапаратобудування. — 2006. - № 33.
ведення сеансу зв'язку з МС навггь шсля проходження ^зь стшу. В той же час слабкий вихщний сигнал МС затухае настшьки, що його рiвня не достатньо для стшкого зв'язку з БС. Тому доводиться шукати таку зону в примщенш, в якiй сигнал, що випромшюеться МС, в напрямку БС був би послаблений мшмально, наприклад, бiля вiкна.
Навiть на територи з гарантованим покриттям юнують мiсця, в яких досягти гарантованого зв'язку навггь змшою зони розташування МС не можливо. Це практично радiонепрозорi залiзобетоннi пiдвали, в яких дуже часто розташовуються рiзнi заклади, наприклад кафе, офiси, рiзнi контори та шше.
Постановка задачi
Забезпечення гарантованого зв'язку в таких випадках здшснюеться ретрансляторами-реттерами (РР). Використання РР для багатьох користу-вачiв мобшьних телефонiв не завжди можливе з фшансових мiркувань, тому що вартють РР лежить в межах вщ 500 до 700 $. Для невелико! групи користувачiв зв'язок можна забезпечити за допомогою пасивних радюпо-довжувачiв (ПРП). Вiдомi ПРП [1] в своему складi мають направлену ви-сокопiдняту та слабконаправлену внутршню антени, якi з'еднаннi мiж собою коаксiальним кабелем. Таке ршення обмежуе користувачiв в виборi оператора мобiльного зв'язку, тому що не дозволяе одночасно працювати з кшькома операторами.
гг • • •
Теоретичш вiдомостi
При роботi в зонах гарантованого прийому вщсутня необхщшсть в установцi високошднято! направлено! антени. В цих умовах можна вико-ристовувати антени з круговою дiаграмою спрямованост - вертикальнi чвертьхвильовi несиметричш антени, в яких один вiбратор встановлено вертикально, а роль шшого грае земля або спецiально встановлеш проти-ваги (труба, диск, хрест або чаша) [2].
Нехай високотднята антена (А1) працюе як приймальна. В антенi наводиться е.р.с
и = Ид1-Еи
де Нд1 - дiюча висота антени А1, Е1 - напруженiсть поля в мющ прийому.
Е.р.с. на виходi випромiнюючо! антени (А2) становить
и = иуКф, Кф = Кфп-Ь,
де Кф - втрати в фщер^ Кфп - питомi втрати, Ь - довжина фщера.
Ця е.р.с. на вщстат г вщ антени А2 створюе напруженiсть поля
Е2 = (30-Ю Иду Нд2-Еу Кф)/(Г-Яа2) ,
В^ник Нащонального техтчногоутверситету Украти "КП1" 47 Серiя - Радютехтка. Радюапаратобудування. — 2006. - № 33.
де hd2 - ддача висота антени А2, m - хвильовий коефщент, Ra2 - onip антени А2.
За вказаних умов ефектившсть ПРП визначаеться вiднoшенням
E2/Ei=(30 ■ m ■ hdi ■ hd2 ■ Кф)/(г Ra2).
Несиметpичнi вiбpатopнi антени добре узгоджуються з несиметрич-ними фiдеpами, зробленими на oснoвi кoаксiальних кабелiв, та практично не потребують узгодження. Кoефiцiент узгодження антени та фщера бли-зький до одинищ. Робоча смуга складае 10... 15% вщ частоти настройки антени, що достатньо для перекриття всього дiапазoну частот, якi викори-стовуються в стiльникoвoму зв'язку. Питoмi втрати в фiдеpi склада-ють Кфп = 0,2 дБ/м. Кoефiцiент шдсилення антени - близько Ка = 3 дБ.
Принцип побудови та схемно-конструкторськ особливост ПРП
Розроблено декшька кoнстpукцiй ПРП, в яких використовувалися двi антени з круговою дiагpамoю напpавленoстi з'еднанi мiж собою фщером. Антени взятi вiд pадioстанцiï "Алтай" та модифшоват для дiапазoну хвиль стандарту GSM-900. В кoнстpукцiях ПРП використовувалися також коакшальш антени типу Sleeve antenrn [3] та надширокосмугов^ логоперь oдичнi антени типу ЛПА-900 [4], poзpoбленi на pадioтехнiчнoму факульте-тi НТУУ «КП1». Антени з'еднувалися кабелями типу BELDEN H1000, 5D-FB PEEG, H155, RG-6/U та RG-58.
Результати експерименту
Для визначення ефективност використання piзних типiв антен та ка-белiв, проведено ряд дослщжень кoнстpукцiй ПРП.
Перша конструкщя ПРП складалась з двох ненаправлених антен з круговою дiагpамoю направленост вiд автoмoбiльнoï pадioстанцiï «Алтай» з коефщентом пiдсилення ЗдБ. Це несиметричш штиpoвi вiбpатopи, умисно вкорочеш для роботи в дiапазoнi хвиль, що використовуються системою зв'язку GSM-900. Як фiдеp використовувався кoаксiальний кабель 5D-FB PEEG довжиною 5 м, який мае коефщент затухання (питoмi втрати) в за-даному дiапазoнi частот 0,2 дБ/м. Одна з антен була розмщена в шдвал^ в якому МС фiксувала повну вщсутшсть зв'язку з БС, а друга - знадвору примщення, де на iндикатopi стiльникoвoгo телефону сигнал був макси-мальний. Пiсля монтажу ПРП в пiдвалi з'явився зв'язок з БС. 1ндикатор pi-вня сигналу показував 4 мггки. Експериментально встановлено, що стiйкий зв'язок МС з БС забезпечуеться на вiддалi 1,5 -2 м вщ внутpiшньoï антени.
Результати близькi до вказаних були отримаш i в другш конструкцп ПРП, в якiй використовувалися як внутршня так i зовшшня антени коаксь ального типу Sleeve antenrn (див. [З]). Ефективнiсть ПРП, виготовлених на oснoвi кoаксiальних антен, повшстю залежить вiд типу використаного ка-
48 BicHUK Нащонального техтчного утверситету Украти "КП1"
Серiя - Радютехтка. Радюапаратобудування. — 2006. - № 33.
белю. Найкрашд результати отримаш з кабелями типу BELDEN H1000, 5D-FB PEEG, H155. Дешевi кабелi типу RG-6/U та RG-58, виявилися практично не придатними для використання в ПРП.
Замша внутршньо! штирово!' антени на направлену логоперюдичну антену типу ЛПА-900, розмiшену в кутку примщення, дозволила збшьши-ти зону впевненого зв'язку в напрямку максимального випромшювання антени до 3 м. 1ндикатор вхщного сигналу мобшьного телефону показав 5 мiток. Перевагою логоперюдично!' антени е високий коефщент шдсилен-ня (до 10,5дБ) та вщсутшсть додаткових пристро'в узгодження з фщером, функцiю яких виконуе сама конструкщя антени. Антена типу ЛПА-900 бу-ла також випробувана як зовшшня антена ПРП. Ii використання збшьшило рiвень сигналу БС в примщенш та покращило стiйкiсть зв'язку, однак зв'язок при цьому забезпечувався лише з ^ею БС, в бш яко!' була направлена антена. При проведенш дослiджень використовувалися двi одночасно працюючi МС типу Nokia 1100 та Motorola SLVR с карточками рiзних операторiв зв'язку.
Висновки
1. Використання ПРП дозволяе збшьшити напруженiсть електромагш-тного поля в радюнепрозорому примiшеннi до рiвня достатнього для про-ведення стшкого зв'язку мiж МС та БС.
2. Простота конструкци та низька вартють коаксiальних антен дозволяе рекомендувати ix для широкого використання.
Лггература
1. Корсак В.Ф., Максименко Ю.Л., Микрюков А.С., Олейник В.Ф. О использова-
нии пассивных радиоудлинителей в сотовых системах связи.// Материалы 10 Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии».- Севастополь, 2001. - 253 - 254 с.
2. Радютехшка. Енциклопедичний навчальний довщник. За ред. Ю.Л. Мазора,
G. А. Мачуського, В.1. Правди. - К.: Вища шк., 1999. - 838 с.
3. Ротхаммель К. Антенны.// Минск: Изд-во «Наш город», 2001.- 414 с.
4. Дубровка Ф.Ф., Глушенко В.М., Купрш О.М. В1браторна антена. Патент Укра'!-_ни № 1 вщ 30.06.95. Бюл. № 2._
В.Н.Корбут, В.А.Поддубный Использование пассивных радиоудлинителей для обеспечения связи в местах с труднодоступным прохождением радиоволн
Рассмотрены вопросы построения пассивных радиоудлинителей сотовых систем связи. Описаны конструкции антенно-фидерных устройств, даны их основные характеристики.
V.N.Korbut, V.A.Poddubny Passive radioextenders for provision the communication in the regions difficult to access.
The problems of design of subscriber's passive antenna for cellular systems of communication were considered. Design of antennas assembly and its basic specification were considered.
Надтшла до редакци 20 квтня 2006року
BicHUK Нащонального техтчногоутверситету Украти "КП1" 49 Серiя - Радютехшка. Радюапаратобудування. — 2006. - № 33.
