Полный и подробный расчет покрытия штатной антенны Baofeng uv-10r (uv-5r) в городской застройке на любительских частотах 145 МГц (2 м) и 430 - 440 МГц (0,7 м).
Исходные данные:
· Радиостанция: Baofeng UV-10R
· Мощность передатчика (Pвых): 7 Вт
· Антенна: Штатная "резинка" от Baofeng UV-10R
· Кабель: RG-58 C/U
· Длина кабеля: 1 метр
· Высота установки: 11 этажей (~33 метра)
· Диапазоны: 144-148 МГц (2м) и 430-440 МГц (70см)
---
Шаг 1: Анализ данных антенны из CSV-файла
CSV-файл, сгенерированный программой NanoVNA-App, показывает импедансные характеристики антенны в широком диапазоне частот. Давайте выделим ключевые точки на любительских диапазонах.
На 145 МГц (приблизительно):
· КСВ (SWR): ~1.85
· Импеданс (Z): ~36.5 + j25 Ом
· Вывод: Антенна немного укорочена для этой частоты (положительная реактивная составляющая +jX). КСВ приемлемый (< 2.0), но не идеальный.
На 435 МГц (приблизительно):
· КСВ (SWR): ~1.5
· Импеданс (Z): ~46 - j15 Ом
· Вывод: Антенна немного удлинена для этой частоты (отрицательная реактивная составляющая -jX). Согласование очень хорошее.
Общий вывод:
Штатная антенна UV-10R достаточно хорошо спроектирована для работы в обоих любительских диапазонах. Её средний коэффициент усиления (G) оценивается примерно в 0 dBi (усиление изотропного излучателя). Она не улучшает и не ухудшает сигнал по сравнению с теоретической идеальной антенной, но это гораздо лучше, чем плохо согласованная антенна.
---
Шаг 2: Расчёт эффективной мощности на антенне (EIRP)
1. Мощность передатчика в дБм: Pвых = 7 Вт = 7000 мВт P(дБм) = 10 * log₁₀(7000) ≈ 38.45 дБм
2. Потери в кабеле RG-58/CU (длина 1 м):
· Затухание на 145 МГц: ~0.24 дБ/м
· Затухание на 435 МГц: ~0.40 дБ/м
· Общие потери:
· На 145 МГц: 1 м * 0.24 дБ/м = 0.24 дБ
· На 435 МГц: 1 м * 0.40 дБ/м = 0.40 дБ
3. Мощность, подаваемая на антенну (Pант): Pант = Pвых - Потери_в_кабеле
· На 145 МГц: 38.45 дБм - 0.24 дБ = 38.21 дБм (≈ 6.62 Вт)
· На 435 МГц: 38.45 дБм - 0.40 дБ = 38.05 дБм (≈ 6.38 Вт)
4. Эффективная изотропная излучаемая мощность (EIRP): EIRP = Pант + Gант, где Gант = 0 dBi
· На 145 МГц: 38.21 дБм + 0 dBi = 38.21 дБm (≈ 6.62 Вт)
· На 435 МГц: 38.05 дБм + 0 dBi = 38.05 дБm (≈ 6.38 Вт)
Вывод по Шагу 2: Благодаря короткому кабелю практически вся мощность 7 Вт доходит до антенны. Потери пренебрежимо малы.
---
Шаг 3: Расчёт дальности связи (Радиогоризонт)
Формула радиогоризонта: d (км) = 4.12 * (√h1 + √h2), где h1 и h2 — высоты антенн в метрах.
· Наша высота (h1): 33 м.
· Высота корреспондента (h2):
Рассмотрим два сценария.
1. Связь с портативной радиостанцией на уровне земли (h2 = 1.5 м): d = 4.12 * (√33 + √1.5) ≈ 4.12 * (5.74 + 1.22) ≈ 28.7 км
2. Связь со станцией на 5 этаже (h2 = 15 м): d = 4.12 * (√33 + √15) ≈ 4.12 * (5.74 + 3.87) ≈ 39.6 км
Вывод по Шагу 3: Высота позволяет теоретически достигать связи на расстоянии ~30-40 км.
---
Шаг 4: Учёт потерь распространения и чувствительности приёмника
Теперь проверим, хватит ли мощности станции для преодоления потерь на таких дистанциях.
Чувствительность приёмника Baofeng: ~0.2 мкВ (-121 дБм) — стандартное значение для этих радиостанций.
Потери в свободном пространстве (FSL): FSL (дБ) = 20*log₁₀(d) + 20*log₁₀(f) + 32.44,где d — расстояние в км, f — частота в МГц.
Мощность сигнала на входе приёмника (Prx): Prx = EIRP - FSL
Расчёт для гарантированной связи (Prx должна быть > -121 дБм)
A. Для диапазона 145 МГц (EIRP = 38.21 дБм):
· На расстоянии 20 км: FSL = 20*log₁₀(20) + 20*log₁₀(145) + 32.44 ≈ 26.02 + 43.22 + 32.44 = 101.68 дБ Prx = 38.21 - 101.68 = -63.47 дБм Это превышает чувствительность на 57.53 дБ! Связь будет отличной.
· На расстоянии 40 км: FSL = 20*log₁₀(40) + 20*log₁₀(145) + 32.44 ≈ 32.04 + 43.22 + 32.44 = 107.7 дБ Prx = 38.21 - 107.7 = -69.49 дБм Это превышает чувствительность на 51.51 дБ. Связь будет уверенной.
B. Для диапазона 435 МГц (EIRP = 38.05 дБм):
· На расстоянии 20 км: FSL = 20*log₁₀(20) + 20*log₁₀(435) + 32.44 ≈ 26.02 + 52.76 + 32.44 = 111.22 дБ Prx = 38.05 - 111.22 = -73.17 дБм Запас по чувствительности: 47.83 дБ.
· На расстоянии 40 км: FSL = 20*log₁₀(40) + 20*log₁₀(435) + 32.44 ≈ 32.04 + 52.76 + 32.44 = 117.24 дБ Prx = 38.05 - 117.24 = -79.19 дБм Запас по чувствительности: 41.81 дБ.
Вывод по Шагу 4: мощности более чем достаточно для покрытия расчетного радиогоризонта. Сигнал на приемнике будет сильным даже на дистанции 40 км. Ограничением является не мощность, а лишь геометрия (прямая видимость).
---
Шаг 5: Сводная таблица и реалистичный прогноз покрытия
На реальное покрытие влияют препятствия (здания, деревья, рельеф). В городе УКВ волны распространяются в основном в пределах прямой видимости, огибание препятствий слабое.
Параметр 145 МГц (2 м) / 435 МГц (70 см)
EIRP ~6.6 Вт / ~6.4 Вт
Теоретический радиус (прямая видимость) ~30-40 км / ~30-40 км
Реальная дальность в городе (плотная застройка) 5 - 12 км / 3 - 8 км
Реальная дальность в пригороде/деревне 15 - 30+ км / 10 - 20+ км
Реальная дальность на открытой местности/воде 20 - 40+ км / 15 - 30+ км
· 70см диапазон (435 МГц) сильнее страдает от препятствий и имеет большие потери при прохождении через стены, поэтому его реальная дальность в городе всегда будет ниже, чем у 2м диапазона (145 МГц).
· Высота установки является ключевым преимуществом, позволяя "перешагивать" через низкоэтажную застройку.
---
Визуализация покрытия
Для наглядности зону покрытия в городе можно представить как круг (хотя на самом деле это скорее сектор, зависящий от расположения домов) с примерным радиусом 10 км, внутри которого связь с портативными станциями будет уверенной. Со стационарными станциями, расположенными на высотах, можно работать на расстояниях, близких к теоретическому радиогоризонту.
Итог:
Связка Baofeng UV-10R (7 Вт) + штатная антенна + 1м RG-58/CU на высоте 33м является весьма эффективной для городских условий. Можно уверенно покрыть свой район и вести связи на расстоянии до 10-12 км в городе и гораздо дальше за его пределами или с высотными корреспондентами.
Понравилась статья? Нажмите Поддержать!