Статьи

К списку статей

Увеличение дальности действия радиосистем охранно-пожарной сигнализации

Начало статьи "Увеличение дальности действия радиосистем охранно-пожарной сигнализации" Часть 1.

Типичные варианты использования выносных антенн

Направленные антенны имеют больший коэффициент усиления, чем антенны с круговой ДН, однако имеют некоторые ограничения при построении радиосистемы. При использовании направленной антенны все устройства, с которыми требуется обеспечить радиосвязь, должны находиться в направлении главного лепестка ДН антенны, либо в непосредственной близости от самой антенны (рис. 9). В случае, если устройство расположено вне основного лепестка ДН, рабочая дальность радиосвязи с ним может быть значительно меньшей.
Радиоканальная охранно-пожарная сигнализация
Рис. 9. Типичный вариант использования направленной антенны
В случае, если необходимо обеспечить радиосвязь в разных направлениях в горизонтальной плоскости (рис. 10), применение направленной антенны неоправданно, и рекомендуется использовать антенну с круговой диаграммой направленности, предпочтительно коллинеарную.
Купить Стрелец дешево
Рис. 10. Типичный вариант использования коллинеарной антенны
При построении радиосистемы, следовательно, могут быть использованы антенны обоих типов - см. пример на рисунке 11. В данном случае родительское приемно-контрольное устройство (РР0 - радиорасширитель 0) находится на пульте охраны и имеет радиосвязь только с одним дочерним приемно-контрольным устройством (РР1).
Расчет антенны, проектирование
Рис. 11. Пример построения радиосистемы с использованием антенн разных типов
РР1 является здесь наиболее «загруженным» узлом радиосистемы и должен обеспечивать связь со многими радиоустройствами, расположенными в разных направлениях. Поэтому к РР1 должна быть подсоединена коллинеарная антенна. Кроме того, антенну данного радиорасширителя следует устанавливать как можно выше (т.к. дальность радиосвязи существенно зависит от высоты установки антенны), поэтому РР1 целесообразно установить в наиболее высоком здании, а антенну установить на крыше на высокой мачте. Для этого радиорасширителя будет наиболее оправдана установка усилителя радиосигнала (см. далее).
РР2 в данном случае имеет радиосвязь с РР1, с одним дочерним устройством, находящимся в том же направлении, что и РР1, а также с дочерним устройством, расположенным в том же здании, что и РР2, так что в этом случае целесообразно использовать направленную антенну.
Для РР3, так же как и для РР1, требуется обеспечить радиосвязь с устройствами, находящимися в разных направлениях, поэтому к нему следует подключить антенну с круговой ДН.
Дополнительное оборудование, необходимое для установки внешней антенны
Для установки внешней антенны требуется следующее дополнительное оборудование:
  • коаксиальные кабели;
  • ВЧ-разъемы;
  • сумматор/делитель.
От качества и правильной установки дополнительного оборудования в значительной степени зависит качество радиосвязи. Рассмотрим важнейшие характеристики данного оборудования.
Коаксиальный кабель
Коаксиальные кабели характеризуются следующими основными потребительскими характеристиками:
  • волновое сопротивление;
  • внешний диаметр изоляции;
  • погонное затухание.
Волновое сопротивление кабеля должно соответствовать волновому сопротивлению устройств, к которым подключается кабель. Поскольку практически все радиосистемы охранно-пожарной сигнализации имеют входное и выходное сопротивление 50 Ом, коаксиальный кабель и антенна должны иметь также волновое сопротивление 50 Ом (1).
Внешний диаметр изоляции определяет тип используемых ВЧ-разъемов. Как правило, большему диаметру изоляции соответствует меньшее погонное затухание. Диаметр внешней оплетки кабеля соответствует определенной спецификации. В частности, спецификациям RG-58, RG-59 и RG-6 соответствует диаметр оплетки соответственно 4,95, 6,15 и 8,4 мм.
Погонное затухание является важнейшей характеристикой коаксиального кабеля. Затухание измеряется в дБ/м и зависит от частоты. Как правило, на частотах до 1 ГГц можно считать, что затухание пропорционально корню из частоты. Таким образом, если, например, для кабеля указано затухание 0,1 дБ/м на частоте 100 МГц, на рабочей частоте 434 МГц затухание будет составлять величину порядка 0,2 дБ/м.
При использовании кабеля с затуханием 0,2 дБ/м мощность радиосигнала будет ослаблена вдвое(2) при длине кабеля 15 м. При использовании кабеля с затуханием 0,1 дБ/м аналогичное уменьшение мощности радиосигнала будет при длине кабеля 30 м.
ВЧ-разъемы
Как правило, на антеннах устанавливаются разъемы типа N-гнездо и TNC-гнездо, т.е. для подключения к ним коаксиальный кабель должен иметь соответственно штекер типа N (рис. 12) или TNC (рис. 13).
Разъем, N-type
Разъем TNC
Рис. 12. Штекер N-type Рис. 13. Штекер TNC
Разъемы также различаются в зависимости от размеров используемого кабеля. При выборе типа штекера следует удостовериться, что данный тип штекера подходит для имеющегося коаксиального кабеля. Обычно для штекеров указываются тип разъема, вид крепления и спецификации совместимых кабелей, например: TNC-штекер, обжим, RG-58, RG-59.
Общие рекомендации по установке антенны
Для увеличения дальности радиосвязи большое значение имеет высота установки антенны. В любом случае она должна быть такой, чтобы обеспечить «прямую видимость» между антеннами, причем высота подъема над крышей должна быть не менее 1 м (кроме антенн типа «Шайба»).
Не следует устанавливать антенну ближе, чем в 2-3 м от других антенн или металлических объектов. Если при прокладке кабеля остались лишние метры, то его следует либо укоротить, либо, по крайней мере, выпрямить (например, пустить по периметру помещения), поскольку в скрученном кабеле затухание сигнала может быть несколько выше.
Антенны должны быть установлены с одинаковой поляризацией, причем обязательно вертикальной, в случае, если в радиосистеме используются коллинеарные антенны. Для установки антенны «волновой канал» с вертикальной поляризацией вибраторы (штыри на траверсе) должны располагаться вертикально. При установке зигзагообразной антенны два излучателя должны располагаться по горизонтали, т.е. антенна должна быть установлена широкой частью параллельно земле (рис. 14). Антенны типа «Шайба» имеют вертикальную поляризацию при установке плоской частью параллельно земле.
Радио канал, сигнализация
Рис. 14. Иллюстрация правильной установки антенн: и зигзагообразная антенна, и антенна «волновой канал» установлены с вертикальной поляризацией
Применение двунаправленных антенных усилителей
Помимо направленных антенн, для увеличения дальности радиосвязи могут использоваться двунаправленные усилители радиосигнала.
Двунаправленный усилитель имеет в своем составе два усилителя, подключенных навстречу друг другу, а также переключатели, управляемые детектором входного сигнала (рис. 15).
Помощь, консультация, продажа
Рис. 15. Структурная схема двунаправленного усилителя радиосигнала
Общий алгоритм работы таких усилителей следующий. В случае, если на вход 1 усилителя сигнал не поступает, т.е. приемно-контрольное устройство работает на прием, усилитель также работает на прием, т.е. усиливает сигнал с антенны (на приемно-контрольное устройство идет усиленный сигнал со входа 2). Это приводит к улучшению чувствительности приемника и, соответственно, увеличению дальности радиосвязи.
В случае, если на вход 1 начинает поступать сигнал (есть некоторый пороговый уровень мощности), усилитель переходит в режим усиления передачи, на антенну идет усиленный сигнал со входа 1, т.е. от приемно-контрольного устройства.
В случае, если усилитель содержит систему автоматического регулирования уровня (АРУ ), уровень выходной мощности практически не зависит от входной мощности(3). Устанавливать усилитель, оборудованный системой АРУ, следует как можно ближе к антенне, поскольку при этом будут максимально скомпенсированы потери в кабеле. Однако, при больших суммарных потерях в кабеле и/или сумматоре есть опасность, что уровень на входе усилителя мощности будет ниже порогового и усилитель не сможет переключиться в режим передачи. В этом случае усилитель следует устанавливать ближе к приемно-контрольному устройству.
Эффективность различных способов увеличения дальности радиосвязи
Для оценки эффективности различных способов увеличения рабочей дальности радиосвязи между устройствами радиосистемы охранно-пожарной сигнализации СТРЕЛЕЦ® специалистами компании «Аргус-Спектр» был проведен ряд экспериментов.
Эксперименты проводились в условиях открытой местности, антенны устанавливались на высоте около 5 м над уровнем земли. Использовались направленные антенны с усилением около 10 dBd, а также коллинеарные антенны с усилением 5,5 dBd. В ряде экспериментов был использован также усилитель «Модус-А». Результаты представлены в таблице 1.
По результатам эксперимента можно сделать вывод, что как использование внешних антенн, так и использование двунаправленных усилителей позволяет значительно увеличить рабочую дальность между приемно-контрольным устройством (РР - радиорасширителями). Следует заметить, что рабочая дальность радиосвязи между приемно-контрольным устройством и дочерним устройством в открытом пространстве будет примерно в полтора раза ниже, чем дальность радиосвязи с другим приемно-контрольным устройством со штатной антенной. К примеру, дальность радиосвязи между дочерним устройством и приемно-контрольным устройством (радиорасширителем), оборудованным направленной антенной и усилителем, составит порядка 2,5-3 км. В случае, если дочернее устройство находится в строении, рабочая дальность уменьшится.
Табл. 1. Экспериментально полученная рабочая дальность радиосвязи между устройствами радиосистемы охранно-пожарной сигнализации СТРЕЛЕЦ®

Расчет антенны радиоканала сигнализации

В таблице приведены данные для рабочей дальности радиосвязи, т. е. для дальности с оценкой качества радиосвязи не ниже «4». Максимальная дальность, при которой возможна радиосвязь, может быть заметно выше рабочей дальности (в 1,5-2 раза), однако устанавливать радиорасширители на расстоянии, близком к предельному, не рекомендуется. Следует также учитывать, что в таблице приведены ориентировочные данные. Реальная рабочая дальность может быть несколько ниже или выше в зависимости от рельефа местности, уровня внешних радиошумов и высоты установки антенны.
Таким образом, применение выносных антенн и усилителей радиосигнала позволяет значительно увеличить дальность действия радиосистем охранно- пожарной сигнализации . При использовании этого оборудования необходимо учитывать рельеф местности, высоту установки антенн и соблюдать общие рекомендации по установке.

Н. Сметанин, cпециалист отдела технической поддержки компании «Аргус-Спектр»
Журнал "Алгоритм Безопасности"; № 2, 2008 год

Радиоканальные системы

Внешний вид Астра-8 Внешний вид Астра-8
Астра-8
897

Производитель Теко
Внешний вид Астра-3221 лит.1 Внешний вид Астра-3221 лит.1
Астра-3221 лит.1
1 067

Производитель Теко
Внешний вид Астра-3321 лит 1 Внешний вид Астра-3321 лит 1
Астра-3321 лит 1
1 071

Производитель Теко
Внешний вид RR-1R Внешний вид RR-1R
Приемник RR-1R
1 180

Производитель Альтоника
Внешний вид RR-1R2 Внешний вид RR-1R2
До 12 брелков в двух зонах, 2 реле, до 2 А, 24 В
1 370

Производитель Альтоника
Внешний вид RR-701T Внешний вид RR-701T
Радиокнопка Риф Ринг RR-701T, до 1000 м
1 600

Производитель Альтоника
Внешний вид Астра-421 исп. РК2 лит.1 Внешний вид Астра-421 исп. РК2 лит.1
Извещатель пожарный дымовой оптико-электронный радиоканальный
1 601

Производитель Теко
Внешний вид Астра-6131 лит.1 Внешний вид Астра-6131 лит.1
Астра-6131 лит.1
1 614

Производитель Теко
Внешний вид Астра-4511 исп. РК2 лит.1 Внешний вид Астра-4511 исп. РК2 лит.1
Извещатель пожарный ручной радиоканальный
1 742

Производитель Теко
Внешний вид Фотон-19РК Внешний вид Фотон-19РК
Извещатель охранный объемный оптико-электронный радиоканальный
1 775

Производитель Риэлта
Найдено товаров: 593
1 2 3 4 5

Возврат к списку

Создание проекта системы видеонаблюдения всего за несколько минут;
Все РЕАЛЬНО: в т.ч. сектора наблюдения, параметры кабельных трасс;
Загрузка готовых планов и их масштабирование;
Спецификация обрудования и смета создается автоматически;
Дружелюбный интерфейс;
Индивидуальные настройки программы и оборудования.
Техподдержка встроена непосредственно в программу.
Регистрация занимает одну минуту.

ОТ ЗАПРОСА ДО ОФОРМЛЕННОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ - 15 МИНУТ