Vzhledem k použitému kmitočtu (2,4GHz) a povolenému vyzařovacímu výkonu (100mW v prostoru bezprostředně před anténou), nemůžeme při návrhu počítat s odrazem či lomem záření. Mezi oběma body bude nutná přímá viditelnost. Při krátkých vzdálenostech se nedopustíme chyby, pokud zanedbáme poloměr Země (pro vzdálenost 5km odečteme přibližně 2m).
Nejdříve stanovíme přímou viditelnost mezi místy spoje. K tomu budeme potřebovat co nejpodrobnější mapu (vhodné jsou čtverce 1:10 000 základního katastrálního mapování, turistické mapy apod...). Důležité je aby mapa obsahovala vrstevnice.
Na mapě vyznačíme trasu spoje.
K trase přiložíme čistý list papíru a vyznačíme si vrstevnice. Pro výšky zvolíme vhodné měřítko, které dodržíme i pro stavby.
Sestrojíme profil a doplníme výšky objektů. Výšky buď odhadneme nebo je můžeme přesně odměřit v terénu (například trigonometrickou metodou). Pro přesnější odhad můžeme započítat poloměr Země (se vzrůstající vzdáleností budeme výšku objektů snižovat proti skutečnosti).
Spočítáme velikost Fresnelovy zóny v kritických místech trasy (žádná z překážek by neměla zasahovat do této zóny). Pokud probíhá trasa příliš blízko nad překážkou, můžeme použít stožár na jedné nebo obou stranách trasy.
První Fresnelova zóna ve vzdálenosti 350m má průměr 5,7m (čili 2,35m pod trasu).
První Fresnelova zóna ve vzdálenosti 100m má průměr 3,4m (čili 1,7m pod trasu).
Chyba ze zanedbání tvaru Země bude činit ve vzdálenosti 1,4km přibližně 0,2m.
Z toho vyplývá že na prvním kritickém místě (350m) je překážka přibližně 0,3m pod hranicí první Fresnelovy zóny (se stožárem) a ve druhém (100m) je překážka 4,3m pod hranicí zóny.
Vzhledem k podmínkám GL-ČTÚ jsme omezeni při návrhu pouze na několik možností. Všesměrové antény přichází v úvahu pouze na krátké vzdálenosti (300 až 500m), jinak musíme použít antény směrové. Vzhledem k povolenému vyzařovacímu výkonu je nutné u směrových antén snížit vysílací výkon. To lze provést buď použitím napáječe s vyšším útlumem, směrovým útlumovým článkem nebo sníženým výkonem vysílací karty.
Tato možnost přichází v úvahu pouze jako nouzové řešení, neboť kabel zatlumí nejenom energii která vychází s vysílače, ale i energii anténou přijatou a vedenou kabelem na přijímač. S tímto řešením se lze smířit pouze v případě velmi dlouhého napáječe.
Mezi anténu a vysílač se zařadí směrový člen, který v jednom směru zeslabí procházející energii (od vysílače k anténě) a v druhém směru má v podstatě nulový útlum (od antény k přijímači). Výhodou je, že tyto útlumové členy se vyrábí s odstupňovaným útlumem a proto lze přesně nastavit energii vystupující z antény.
Pro připojení k směrové anténě se vyrábí karty se sníženým vysílacím výkonem (30mW). K takové kartě lze připojit přímo vhodnou směrovou anténu se ziskem takovým aby na výstupu antény nebyl překročen povolený vysílací výkon 100mW.
Výkon karty: 100mW
Ztráty v napáječi: 1dB
Zisk všesměrové antény 0dB
Výkon elektromagnetického záření v bezprostředním okolí antény:
80mW
Útlum v atmosféře při vzdálenosti 500m: 94dB
Zisk na anténě: 0dB
Ztráty v napáječi: 1dB
Výkon na vstupu přijímače: 25pW
(celkový útlum: 1 + 1 + 94 = 96dB)
Výkon karty: 100mW
Ztráty v napáječi: 30dB
Zisk směrové antény -35dB
Celkový zisk soustavy: -5dB
Výkon na anténě v ose svazku: 316mW
V tomto případě budou porušeny podmínky GL-ČTÚ a bude nutné použít anténu s menším ziskem (nebo bude nutné zvýšit útlum zvětšením délky kabelu).
Upravená anténa:
Zisk antény: -30dB
Ztráty v napáječi: 30dB
Výkon na anténě: 100mW
Průměrný útlum v atmosféře při vzdálenosti 5000m: 114dB
Zisk na anténě: -30dB
Ztráty v napáječi: 30dB
Výkon na vstupu přijímače: 0,40pW
(celkový útlum: -30 + 30 + 114 - 30 +30 = 114dB)
Výkon karty: 100mW
Ztráty v napáječi: 1dB
Ztráty ve směrovém útlumovém článku: 34dB
Zisk směrové antény: 35dB
Výkon na anténě v ose svazku: 100mW
Průměrný útlum v atmosféře při vzdálenosti 5000m: 114dB
Zisk na anténě: 35dB
Ztráty v napáječi: 1dB
Ztráty ve směrovém útlumovém článku: 1dB
Výkon na vstupu přijímače: 1nW
(celkový útlum: 1 + 34 - 35 + 114 - 35 + 1 = 80dB)
Výkon karty: 30mW (o 5,2dB méně oproti 100mW)
Ztráty v napáječi: 1dB
Zisk směrové antény: -6dB
Výkon na anténě v ose svazku: 95mW
Průměrný útlum v atmosféře při vzdálenosti 5000m: 114dB
Zisk na anténě: -6dB
Ztráty v napáječi: 1dB
Výkon na vstupu přijímače: 1,2pW
(celkový útlum 1 - 6 + 114 - 6 + 1 = 104dB;
pro srovnání s případy B a C započítáme redukci výstupního
výkonu karty: 104 + 5,2 = 109,2dB)
Z těchto příkladů je zřejmé, že nejvýhodnější pro "dálkový" spoj je případ C - kdy má celá trasa nejnižší útlum.
Útlum v atmosféře je počítán pro suchý vzduch, bez vlhkosti. Ve skutečnosti může být útlum až o řád vyšší (10dB).
SOUEaEaU Vejprnická 56 Plzeň (c) 2002