Kablosuz iletişim sisteminin ulaşabileceği iletişim mesafesi, sistemi oluşturan çeşitli cihazlar ve iletişim ortamı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Bunlar arasındaki ilişki aşağıdaki iletişim mesafesi denklemiyle ifade edilebilir.
İletişim sisteminin verici cihazının iletim gücü PT, verici anten kazancı GT ve çalışma dalga boyu λ ise, alıcı cihazın hassasiyeti PR, alıcı anten kazancı GR ve alıcı ile verici antenler arasındaki mesafe R ise, görüş mesafesi dahilinde ve elektromanyetik girişimin olmadığı bir ortamda aşağıdaki ilişki mevcuttur:
PT(dBm)-PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB) Formülde, Lc baz istasyonu verici anteninin besleyici ekleme kaybı; L0 ise yayılım sırasında radyo dalgası kaybıdır.
Sistem tasarlanırken, son kalem olan radyo dalgası yayılım kaybı L0 için yeterli pay bırakılmalıdır.
Genellikle, ormanlık alanlardan ve sivil binalardan geçerken 10 ila 15 dB'lik bir güvenlik payı gereklidir; betonarme binalardan geçerken ise 30 ila 35 dB'lik bir güvenlik payı gereklidir.
800 MHz, 900 MHz CDMA ve GSM frekans bantları için, cep telefonlarının alım eşik seviyesinin yaklaşık -104 dBm olduğu ve gerekli sinyal-gürültü oranını sağlamak için gerçekte alınan sinyalin en az 10 dB daha yüksek olması gerektiği genel olarak kabul edilmektedir. Aslında, iyi bir iletişimi sürdürmek için, alınan güç genellikle -70 dBm olarak hesaplanır. Baz istasyonunun aşağıdaki parametrelere sahip olduğunu varsayalım:
İletim gücü PT = 20W = 43dBm; alım gücü PR = -70dBm;
Besleme kaybı 2,4 dB'dir (yaklaşık 60 metrelik besleme kablosu).
Cep telefonu alıcı anten kazancı GR = 1,5dBi;
Çalışma dalga boyu λ = 33,333 cm (frekans f0 = 900 MHz'e eşdeğer);
Yukarıdaki iletişim denklemi şu hale gelecektir:
43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1.5dBi=32dB+ 20logr(m) dB +2.4dB + yayılım kaybı L0
114,5dB + GT(dBi) -34,4dB = 20logr(m) + yayılım kaybı L0
80.1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+ yayılım kaybı L0
Yukarıdaki formülün sol tarafındaki değer sağ tarafındaki değerden büyük olduğunda, yani:
GT(dBi) > 20logr(m)-80.1dB+yayılım kaybı L0. Eşitsizlik sağlandığında, sistemin iyi bir iletişim sağlayabildiği düşünülebilir.
Baz istasyonu GT=11dBi kazançlı çok yönlü bir verici anten kullanıyorsa ve verici ile alıcı antenler arasındaki mesafe R=1000m ise, iletişim denklemi 11dB>60-80.1dB+yayılım kaybı L0 halini alır; yani, yayılım kaybı L0<31.1dB olduğunda, 1 km mesafede iyi bir iletişim sağlanabilir.
Yukarıdakiyle aynı yayılım kaybı koşulları altında, verici anten kazancı GT = 17dBi ise, yani 6dBi'lik bir artış söz konusuysa, iletişim mesafesi iki katına çıkarılabilir, yani r = 2 kilometre olur. Diğer durumlar da aynı şekilde çıkarılabilir. Bununla birlikte, 17dBi kazançlı baz istasyonu anteninin yalnızca 30°, 65° veya 90° vb. ışın genişliğine sahip yelpaze şeklinde bir ışın kapsama alanı sağlayabileceği ve çok yönlü kapsama alanını koruyamayacağı unutulmamalıdır.
Ayrıca, yukarıdaki hesaplamada verici anten kazancı GT=11dBi değişmeden kalırsa, ancak yayılım ortamı değişirse, yayılım kaybı L0=31.1dB-20dB=11.1dB olur; bu durumda 20dB'lik yayılım kaybı, iletişim mesafesini on kat artıracak, yani r=10 kilometre olacaktır. Yayılım kaybı terimi, çevredeki elektromanyetik ortamla ilgilidir. Şehirlerde çok sayıda yüksek bina bulunur ve yayılım kaybı büyüktür. Banliyö kırsal alanlarında ise çiftlik evleri alçak ve seyrektir ve yayılım kaybı küçüktür. Bu nedenle, iletişim sistemi ayarları tamamen aynı olsa bile, kullanım ortamındaki farklılık nedeniyle etkili kapsama alanı farklı olacaktır.
Bu nedenle, çok yönlü, yönlü antenler ve yüksek kazançlı veya düşük kazançlı anten biçimleri seçilirken, mobil iletişim ağının ve uygulama ortamının özel koşullarına göre farklı tip ve özelliklerdeki baz istasyonu antenlerinin kullanılması göz önünde bulundurulmalıdır.
Antenler hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen şu adresi ziyaret edin:
Yayın tarihi: 25 Temmuz 2025
