Svenska ElektronikForumet

Tänkt situation: Jag står på en flack kulle och försöker nå en basstation ett par mil bort. Marken är horisontell framför mig innan den hundra meter bort börjar slutta ned. Egentligen borde förutsättningarna var goda för kommunikation med telefon/router säg en meter upp men erfarenheten säger mig att det går bättre om antennen kommer fyra fem meter upp. På NMT 900 tiden använde jag en koaxial dipol i änden på ett teleskopiskt kolfibermetspö och fick påtagligt bättre signalstyrka då antennen höjdes - även på en strand med öppet vatten framför i riktning mot basstationen.


Mitt intresse kommer mest från erfarenheter med NMT 900 och cdma450 (Icenet/Net1) och behovet av bra signalstyrka långt från basstation. Det finns delkomponenter som jag undrar över.

Ligger BTS nära eller under radiohorisonten är det uppenbart att signalstyrkan stiger om även den mottagande antennen höjs.

Kommer signalen över skog så minskar dämpningen om antennen höjs över träden. Det räcker inte med att antennen bra tittar upp just ovanför "the canopy", mer behövs vilket kan bero på Fresnelzonen som ju dock har sin största diameter långt bort.

Kommer signalen över vatten så finns risk för att reflekterade radiovågor är i motfas. Flera användare har noterat att horisontell polarisation ger bättre signal om mottagarantennen är nära vattenytan. Men risk för signaler i motfas borde finnas även högre upp så det är svårt att förstå varför en höjning fr t ex en till fyra meter skulle spela roll vilket det uppenbart gör.

Ground clutter är ett begrepp fr a i radarteknink men det bör inverka även på signalkvaliteten vid cdma-mottagning. Även här är det svårt att förstå att den relativa effekten av signalspridning skulle minska när antennen höjs såvida antennen inte har vertikal riktverkan som minskar mottagningen under horisontalplanet.

Men det verkar finnas yterligare markeffekter som dämpar signal nära markytan och min undran är vad dessa består i.

I tråden

http://elektronikforumet.com/forum/view ... =2&t=22272

nämner signaturen xxarg där TS vill öka räckvidden på en videolänk i samband med radiostyrning att det hjälper att höja antennen även över korta avstånd som säg 50 meter:

du slipper lite av dämpande släpet över marken

att bara flytta antennen från säg midjehhöjd (ställd tex. på ett bord) till säg en stolpe på 2 meters höjd kan ha en avsevärd påverkan på mottagen signal då 'titten' lite uppifrån gör att man slipper en smula av markdämpningen en del av sträckan och istället för 1/R^4 så kanske man 'bara' får 1/R^3 dämpning med sträckan och ca 30 - 50% mer räckvidd bara på detta.


Vad är det "dämpande släpet" över marken? MInskar "titten uppifrån" dämpningen i Fresnelzonen eller finns det också näreffekter?

Ett praktiskt exempel: Häromdagen hade jag med min 450 router(D35) på färjan Rödby Puttgarden. Ett par hundra meter utanför Puttgarden och med routern ca 12 meter upp var det fullt användbar signal. Väl i land och med routern på biltaket gick det inte att få någon signal alls (På detta avstånd ligger basstationen på radiohorisonten så det spelar in men borde inte förklara hela skillnaden).

Till saken hör att CDMA450 sänds med korspolariserade antenner i basstationerna varför vertikal och horisontell polarisation på användarsidan initialt är neutralt men sedan tillkommer marknära effekter.

P.S. borde läsa: Introduction to RF propagation, John S. Seybold, 2005, John Wiley and Sons Inc . Boken nämns i en wikipedia artikel om Okumura Hata -modeller om singaldämpining.

Boken finns online:

http://www.asrr.org/attachments/195_Int ... d-2005.pdf

Rek sid 171 -206. Någon specifik marksläp-effekt verkar inte finnas utan den marknära dämpningen beror på reflektion, diffraktion och absorption vilka interfererar med den raka signalen genom fasskifte och tidsskifte. Om höjden över marken ökas minskar den störande effekten av mark eller vatten. Det hjälper att tänka sig Fresnelzonens utformning som en utdragen rugbyboll, allt som ligger inom formen stör den raka signalen. Ökad höjd på sändar- respektive mottagarantenn minskar störningen av sekundära effekter så att inverkan av avståndet mellan sändare och mottagare minskar, Det väsentligaste är att minskningen av fältstyrkan inte sjunker linjärt när man närmar sig marken utan i någon högre potens.


Man kan således inte "blända bort" störande sekundära signaler, bländarhålet blir för litet i förhållande till våglängen och man får förmodligen bara kantdiffraktion. Effekten är tydlig när man flyttar sig från t ex 20 meter in i skog till 20 meter utanför skogsbrynet eller närmar sig en given lucka bland träden på en strand.

Max cellstorlek i cdma450 nät är 62, 125 alt 250 km enligt radiochefen på Net1. De längre avstånden kallas boomer cells och brukar inte vara aktiverade i det svenska nätet. Täckningskartan för Norge visar räckvidder på över 11 mil för en del kustnära basstationer. Fr a för de större cellerna blir antennplacering väsentlig eftersom uteffekten från routern inte kan ökas.

Eftersom man vanligen inte kan höja mottagarantennen så mycket att man kommer ifrån markeffekterna förefaller det intressant att stacka horisontellt polariserade yagis för att minska lobens vidd under horisontalplanet om mn nu vill kommunicera långt från basstation Ett annat sätt att göra detta vore att använda långa vertikala antenner som avstämts till rätt frekvens. Problemet är bara att loben lätt sticker iväg i vertikalled om antennen inte är korrekt avstämd ( tex malux 97 cm långa antenn för 450-bandet, den har visat sig svåranvänd).