محاسبات آنتن مرکزی ویژه مهندسین برق

مطابق‌ بند ١٣-٨-٠- ٧ مبحث‌ ١٣ مقررات ملی‌ ساختمان و اصول تاسیسات برق ساختمان،  آنتن‌ مرکزی‌ برای‌ ساختمان‌های‌ مسکونی‌ ٥ طبقه‌ و بیشتر اجباری‌ است‌. محاسبات آنتن مرکزی برای طراحی و اجرای سیستم های ارتباطی بیسیم بسیار مهم است. زمانی که برای یک ساختمان قرار است سیستم ارتباطی بی سیم طراحی شود، نصب آنتن مرکزی نیست به عنوان مهم ترین بخش، طبق جدیدترین فناوری و مقررات ملی ساختمان انجام شود.  ما در این پست مو به مو به سراغ محاسبات سامانه آنتن مرکزی رفته ایم. به مهندسین برق، کارشناسان تاسیسات برقی و مهندسینی که قرار است در آزمون نظام مهندسی برق شرکت کنند،  پیشنهاد میشود که این مقاله را بخوانند.

محاسبات طراحی آنتن مرکزی 

1. تعیین نوع آنتن از اصلی ترین قدم برای محاسبات آنتن مرکزی:

اولین قدم برای محاسبات طراحی آنتن مرکزی، جهت برای انتقال سیگنال بیسیم،  انتخاب نوع آنتن مرکزی  است. برای مثال، آنتن مرکزی مسطح برای انتقال سیگنال در فضای باز مناسب است، در حالی که آنتن مرکزی هلیکوپتری برای انتقال سیگنال در فضای بسته مناسب است.

2. محاسبه طول دستگاه از مهم ترین نکات در محاسبات آنتن مرکزی:

برای آنتن مرکزی، (Central antenna) طول دستگاه یا همان طول آنتن بسیار مهم است. طول دستگاه باید با توجه به فرکانس سیگنال و محیط اطراف تعیین شود. برای محاسبه طول دستگاه، از رابطه زیر استفاده می‌شود:

L = (c / f) x λ

در این رابطه، L طول دستگاه، c سرعت نور، f فرکانس سیگنال و λ طول موج است.

3. محاسبه فرکانس مرکزی:

فرکانس مرکزی برای آنتن مرکزی بسیار مهم است و باید با توجه به نوع سیستم ارتباطی و محیط اطراف تعیین شود. برای محاسبه فرکانس مرکزی، باید از نوع سیستم ارتباطی و محیط اطراف استفاده کرد.

4. محاسبه ضریب توان:

ضریب توان برای محاسبات آنتن مرکزی بسیار مهم است.  شدت سیگنال نسبت‌ به‌ سیگنال مرجع‌ بر حسب‌ دسیبل‌ اندازه گیری‌ می‌شود. سیگنال مرجع‌ بسته‌ به‌ مورد 1mV یا 1μV است‌. ضریب توان نشان‌دهنده میزان توانی است که آنتن مرکزی دریافت و انتقال می‌دهد. برای محاسبه ضریب توان، باید از روابط مربوط به نوع آنتن و فرکانس سیگنال استفاده کرد.

.log V/V ٢٠ = شدت بر حسب‌ dB

V.= 1μV    یا    V.=1mV
شدت سیگنال بسته‌ به‌ میزان سیگنال مرجع‌ dBmV یا dBµV نامیده می‌شود.

5- پهنای باند در محاسبه آنتن مرکزی

پهنای باند نشان‌دهنده محدوده فرکانس‌هایی است که آنتن مرکزی می‌تواند دریافت و انتقال دهد. در مبحث 13 مقررات ملی ساختمان، به این موارد پرداخته شده است.

مقادیر مهم در محاسبات آنتن مرکزی

در سامانه‌ های‌ آنتن‌ مرکزی‌ این‌ مقادیر باید مورد توجه‌ قرار گیرد:

همانطور که‌ سیگنال مطلوب میزان حداقلی‌ دارد، مقدار سیگنال بالاتر از حد مشخص‌ شده نیز در تصویر اخلال ایجاد می‌ کند. توصیه‌ میشود میزان حداقل‌ سیگنال با حداکثر آن بیش‌ از١٠ dB تفاوت نداشته‌ باشد.

سیگنال دریافتی‌ از آنتن‌ پس‌ از تقویت‌ در تقویت‌ کننده (آمپلی‌ فایر) از طریق‌ اجزا سامانه‌ آنتن‌ مرکزی‌ به‌ گیرنده تلویزیون منتقل‌ میشود. هر یک‌ از اجزا سامانه‌، سیگنال ورودی‌ را تا میزان معینی‌ تضعیف‌ می‌ نماید. واضح‌ است‌ که‌ تضعیف‌ سیگنال در فرکانسهای‌ مختلف‌ مقادیر متفاوتی‌ خواهد بود. محدوده فرکانسهای‌ کانال‌های‌ معمول تلویزیونی‌ به‌ شرح زیر است‌:

باند محدوده کانال محدوده فرکانی‌ (مگاهرتز) پهنای‌ باند هر کانال (مگاهرتز)

از مهمترین‌ اجزا سامانه‌ آنتن‌ مرکزی‌ به‌ موارد زیر میتوان اشاره کرد:

محاسبات مربوط به تقسیم‌ کننده انشعابی‌ (Splitter)

وظیفه‌ تقسیم‌ سیگنال اصلی‌ به‌ چند انشعاب را بر عهده دارد. هر شاخه‌ تقسیم‌ کننده نسبت‌ به‌ سیگنال ورودی‌ به‌ مقدار مشخصی‌ ضعیفتر است‌ و این‌ میزان برای‌ کلیه‌ شاخه‌ ها یکسان است‌. در جدول زیر میزان تضعیف‌ تقسم‌ کننده های‌ انشعابی‌ یکی‌ از سازندگان داخلی‌ در فرکانس‌ ٦٥ تا ٧٥٠ مگاهرتز که‌ محدوده باندهای‌ VHFIو UHF را می‌ پوشاند، فهرست‌ شده است‌:

محاسبات مربوط به تقسیم کننده های عبوری (Tap-Off)

وظیفه‌ تقسیم‌ سیگنال اصلی‌ به‌ چند انشعاب با افت‌ یکسان به‌ همراه یک‌ خروجی‌ با افت‌ کم‌ که‌ تقریبا شدتی‌ مساوی‌ ورودی‌ را دارا است‌ به‌ عهده دارد. در جدول زیر، افت‌ انواع مختلف‌ تقسیم‌ کننده های‌ عبوری‌ یکی‌ از سازندگان داخلی‌ نشان داده شده است‌. هر یک‌ از انواع چند راهه‌ در ٥ مدل مختلف‌ عرضه‌ شده است‌. محدوده فرکانس‌ مورد بررسی‌ ٦٥ تا ٧٥٠ مگاهرتز است‌.

بررسی تقویت‌ کننده:

انتخاب میزان قدرت تقویت‌ کننده به‌ عوامل‌ زیر بستگی‌ دارد :
– سطح‌ سیگنال در منطقه‌ نصب‌
– حداکثر افت‌ تا دورترین‌ مصرف کننده
– شدت سیگنال در نزدیکترین‌ مصرف کننده

بررسی مدولاتور

به‌ کمک‌ مدولاتور میتوان سیگنالهائی‌ به‌ غیر از ورودیهای‌ آنتن‌ را به‌ کلیه‌ گیرنده ها منتقل‌ نمود . تصویر دوربین‌های‌ مداربسته‌ ، دربازکن‌ یا ویدئوی‌ مرکزی‌ از جمله‌ این‌ موارد است‌.

مثال برای محاسبات آنتن مرکزی

به‌ دو مثال زیر توجه‌ شود. در مثال ١ از Tap-Off و در مثال ٢ از Splitter استفاده شده است‌ استفاده از Tap-Off نسبت‌ به‌ Splitter به‌ دو علت‌ ترجیح‌ دارد :

١- استفاده از انواع مختلف‌ Tap-Off با افت های‌ متفاوت، ترکیب‌ یکنواخت تری‌ ایجاد می‌ کند.
٢-تعداد کابل‌ کمتری‌ در رایزر مورد احتیاج خواهد بود.

مثال 1:

در سیستم‌ فوق محدوده افتهای‌ سامانه‌ بین‌ ٢٣ تا ٢٦ دسیبل‌ متغیر است‌.

مثال 2:

در این‌ ترکیب‌، از رایزر تعداد کابل‌ بیشتری‌ عبور می‌ کند. و ضمنا بین‌ حداقل‌ و حداکثر افتها تفاوت بیشتری‌ وجود دارد.

لینک  مرتبط و کمکی در خصوص طراحی آنتن مرکزی

 نقشه های اتوکد آنتن و ماهواره مرکزی

سخن آخر در مورد محاسبات سامانه آنتن مرکزی

تا به اینجا، به آموزش مو به مو محاسبات آنتن مرکزی برای مهندسین پرداختیم و مقادیر مهم در محاسبات آتنن مرکزی. را مشاهده کردید.  لازم است بدانید که محاسبات آنتن مرکزی از جمله مهارت های مهندس برق است.  برای محاسبات آنتن مرکزی باید با توجه به نوع سیستم ارتباطی و محیط اطراف، از روابط و فرمول‌های مناسب استفاده کرد. در این محاسبات، عواملی مانند نوع آنتن، طول دستگاه، فرکانس مرکزی، ضریب توان و پهنای باند بسیار مهم هستند و باید با دقت تعیین شوند. در طراحی سیستم های ارتباطی بیسیم، آنتن مرکزی یکی از اجزای حیاتی است و باید با دقت و با توجه به نیازهای سیستم ارتباطی طراحی و اجرا شود. در صورتی که در خصوص محاسبات آنتن مرکزی سوالی برایتان پیش آمده میتوانید با ما در میان بگذارید.