طراحی سیستم تقویت آنتن در معدن باید مطابق با اصول:
Radio Network Planning
Propagation Engineering
Capacity Planning
Electrical Protection Design
انجام شود.
در بسیاری از پروژهها، اشتباه رایج این است که:
یک ریپیتر پرقدرت خریداری میشود بدون اینکه Link Budget محاسبه شده باشد.
در حالی که رویکرد مهندسی مطابق با توصیههای 3GPP و ETSI ایجاب میکند:
Site Survey دقیق
مدلسازی انتشار
طراحی سکتورینگ
بررسی Uplink
محاسبه Isolation
طراحی معماری شبکه
بدون این مراحل، پروژه معدن به احتمال زیاد دچار:
ناپایداری
نوسان کیفیت
Oscillation
یا شکست کامل در Uplink
خواهد شد.
طراحی سیستم تقویت آنتن موبایل در معادن
بر اساس چارچوبهای استاندارد 3GPP و ETSI
1. چارچوب نظری طراحی پوشش در محیطهای معدنی
در مستندات سری 36 و 38 از 3GPP، پارامترهای رادیویی LTE و NR بهصورت دقیق تعریف شدهاند.
برای پروژه معدن، طراحی باید مطابق با KPIهای زیر انجام شود:
KPIهای پوشش (Coverage KPIs)
RSRP ≥ -95 dBm برای دیتای پایدار
SINR ≥ 10 dB برای مدولاسیونهای بالاتر از 16QAM
BLER < 10%
Uplink RSSI در محدوده قابل قبول eNodeB
در غیر این صورت، حتی اگر کاربر «آنتن داشته باشد»، کیفیت سرویس تضمین نمیشود.
2. مدلسازی انتشار امواج در محیط معدن
طراحی حرفهای بدون Propagation Modeling غیرممکن است.
در معادن روباز، مدلهای زیر کاربرد دارند:
Okumura-Hata (برای فرکانسهای زیر 1500 MHz)
COST-231 Hata (برای LTE 1800/2100)
ITU-R P.526 (برای Diffraction over Mountain Ridges)
در معادن تونلی، شرایط متفاوت است:
Tunnel Propagation Model
در تونلها، انتشار سیگنال وارد فاز Waveguide Dominated Propagation میشود.
طبق توصیههای ETSI، تلفات در تونل تابع:
قطر تونل
جنس دیواره
فرکانس
زبری سطح
است.
در فواصل طولانی، تنها راهکار پایدار استفاده از:
Radiating Cable (Leaky Feeder)
Distributed Amplifier Chain
است.
3. Link Budget پیشرفته در پروژه معدن
یک طراحی مهندسی باید شامل محاسبه کامل Downlink و Uplink Budget باشد.
Downlink Budget نمونه:
BTS EIRP: 43 dBm
Path Loss (کوهستانی 3 km در 1800 MHz): ~130 dB
Shadow Margin: 15 dB
Cable Loss: 3 dB
Received Power ≈ -105 dBm
در این شرایط:
حداقل Gain مورد نیاز ≥ 75 dB
Output Power ریپیتر ≥ 30 dBm
در غیر این صورت، پوشش پایدار ایجاد نمیشود.
4. طراحی سکتورینگ در معدن
زاویه تابش (Beamwidth) باید بر اساس هندسه معدن تعیین شود.
حالت 1: معدن روباز وسیع
Sector 120° یا 180°
آنتن با Gain متوسط و الگوی یکنواخت
حالت 2: جاده مارپیچ بین دیواره سنگی
Sector 20° تا 30°
High Gain Directional Panel
Tilt کنترلشده برای جلوگیری از Spillover
در بسیاری از پروژهها، ترکیب چند سکتور برای جلوگیری از Dead Zone ضروری است.
5. طراحی برای Fleet Tracking و Telemetry
سیستمهای زیر در معادن مدرن استفاده میشوند:
AVL (Automatic Vehicle Location)
CAN-Bus Telemetry
Fuel Monitoring
Engine Runtime Logging
این سیستمها به Uplink پایدار نیاز دارند.
طبق توصیههای 3GPP:
UL SINR نباید کمتر از 5 dB باشد
Timing Advance باید در محدوده مجاز سلول باقی بماند
اگر معدن بیش از حد از BTS فاصله داشته باشد، حتی با تقویت Downlink، Uplink ممکن است Fail شود.
6. طراحی برای معادن مارپیچ (Spiral Pit)
در معادن گودبرداریشده مارپیچ:
هر سطح عملاً در سایه RF سطح بالاتر قرار میگیرد
Reflection شدید ایجاد میشود
Polarization Mismatch رایج است
راهکار حرفهای:
نصب سکتورهای چندلایه
استفاده از Vertical Separation کافی
محاسبه دقیق Isolation:
Isolation≥Gain+15dBIsolation ≥ Gain + 15dBIsolation≥Gain+15dB
در غیر این صورت Self-Oscillation رخ میدهد.
7. طراحی برای سولههای ساندویچپنل
ساندویچپنل با لایه فلزی مانند یک Faraday Shield رفتار میکند.
Penetration Loss میتواند بین 15 تا 30 dB باشد.
در این شرایط:
استفاده از Indoor DAS توصیه میشود
یا نصب Dedicated Indoor Repeater با Feed مجزا
8. معماری سیستم در پروژههای بزرگ معدنی
در پروژههای بالای چند کیلومتر مربع، سه رویکرد وجود دارد:
1️⃣ Repeater Chain Topology
برای تونلها
2️⃣ Fiber-Fed Remote Radio Units
برای سایتهای وسیع
3️⃣ Hybrid Architecture
ترکیب لینک مایکروویو + ریپیتر محلی
در پروژههای حرفهای، استفاده از Remote Monitoring System برای مانیتورینگ:
Output Power
Alarm Status
Temperature
VSWR
ضروری است.
9. ملاحظات الکتریکی و حفاظتی
در معادن، طراحی RF بدون Electrical Protection ناقص است.
باید رعایت شود:
Surge Protection مطابق IEC 62305
Ground Resistance < 5 Ohm
Lightning Arrestor در مسیر دونور
DC Stabilized Industrial PSU
10. تفاوت استراتژیک 2G و 4G در معدن
2G (GSM 900)
Coverage Radius بیشتر
Robust Voice
Latency بالا
دیتا محدود
4G (LTE 1800/2100)
ظرفیت بالا
مناسب Tracking
نیازمند SINR بهتر
در پروژههای مدرن، طراحی تکباند 2G معمولاً کافی نیست.
-

کابل کواکسیال LMR300
اطلاعات بیشتر -

کابل کواکسیال LMR400
اطلاعات بیشتر -

آنتن فرستنده امنی
اطلاعات بیشتر -

آنتن فرستنده پنلی
اطلاعات بیشتر -

آنتن گیرنده لگاریتمی
اطلاعات بیشتر -

آنتن فرستنده سکتور (انتن فضای باز)
اطلاعات بیشتر -

کانکتور N-Type
اطلاعات بیشتر -

دستگاه تقویت کننده آنتن موبایل دو باند خانگی
اطلاعات بیشتر





