主頁(http://www.www.jjxinkai.com):影響無線通信距離的9大因素,你知道幾個(gè)? 距離的主要性能指標(biāo)有四個(gè): 一、是發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率, 二、是接收機(jī)的接收靈敏度, 三、是系統(tǒng)的抗干擾能力, 四、是發(fā)射/接收天線的類型及增益。 而在這四個(gè)主要指標(biāo)中,各國(guó)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)(如北美的FCC、歐洲的EN規(guī)范)均只限制發(fā)射功率,只要對(duì)接收靈敏度及系統(tǒng)的抗干擾能力兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,即可在符合FCC或CE標(biāo)準(zhǔn)的前提下擴(kuò)大系統(tǒng)的通信距離。 一、影響無線通信距離的因素 1、地理環(huán)境 通信距離最遠(yuǎn)的是海平面及陸地?zé)o障礙的平直開闊地,這也是通常用來評(píng)估無線通信設(shè)備的通信距離時(shí)使用的地理?xiàng)l件。其次是郊區(qū)農(nóng)村、丘陵、河床等半障礙、半開闊環(huán)境,通信距離最近的是城市樓群中或群山中,總之,障礙物越密集,對(duì)無線通信距離的影響就越大,特別是金屬物體的影響最大。根據(jù)路徑損耗公式: Ld=32.4+20logf+20logdf=MHZd=Km可知信號(hào)每損耗6dB,通訊距離就會(huì)減少一半。另一個(gè)因素就是多路徑影響,所以如果無線模塊附近的障礙物較多時(shí)也會(huì)影響通訊的距離和可靠性。 2、電磁環(huán)境 直流電機(jī)、高壓電網(wǎng)、開關(guān)電源、電焊機(jī)、高頻電子設(shè)備、電腦、單片機(jī)等設(shè)備對(duì)無線通信設(shè)備的通信距離均有不同程度的影響。 3、氣侯條件 空氣干燥時(shí)通信距離較遠(yuǎn),空氣潮濕(特別是雨、雪天氣)通信距離較近,在產(chǎn)品容許的環(huán)境工作溫度范圍內(nèi),溫度升高會(huì)導(dǎo)致發(fā)射功率減小及接收靈敏度降低,從而減小了通信距離。( 猜猜大霧天氣通聯(lián)距離是增加了,還是減少了?) 4、發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率 發(fā)射功率越大,通信距離越大;從理論上說發(fā)射功率可無限制地增加,但實(shí)際上由于受成本或技規(guī)的限制,發(fā)射機(jī)的輸出功率也是有限的。 5、接收機(jī)的接收靈敏度 接收靈敏度反映了接收機(jī)捕捉微弱信號(hào)的功能,接收靈敏度越高,通信距離也越遠(yuǎn)。但由于受自然界電磁噪聲及工業(yè)污染、電子元器件固有噪聲的影響,-123dBm(即0.158uv)通常被認(rèn)為是現(xiàn)代無線電通信中純硬件實(shí)現(xiàn)的接收靈敏度的極限值,很難突破,即使加上軟件糾錯(cuò)也只能再改善1-3dB,如果通信系統(tǒng)的接收靈敏度已接近這一極限值就已無潛力可挖了,要提高通信距離只能從其它方面著手了。 6、系統(tǒng)抗干擾能力 實(shí)際的通信環(huán)境總是存在著各種干擾源,在同樣的發(fā)射功率和同樣的接收靈敏度的前提下,系統(tǒng)的抗干擾能力越強(qiáng),實(shí)際通信距離也越遠(yuǎn)。 許多高頻工程師都有這樣的體會(huì):在實(shí)驗(yàn)室(屏蔽網(wǎng)房)內(nèi)測(cè)試,調(diào)幅機(jī)與調(diào)頻機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度都相同,但在實(shí)際環(huán)境中測(cè)試時(shí),調(diào)頻機(jī)的通信距離往往是調(diào)幅機(jī)的若干倍,甚至調(diào)幅機(jī)根本就不能工作,而調(diào)頻機(jī)仍能有較遠(yuǎn)的通信距離,原因是調(diào)頻機(jī)的抗干擾能力要比調(diào)幅機(jī)強(qiáng)得多。 而影響無線通信系統(tǒng)抗干擾能力的因素也很多,主要與調(diào)制/解調(diào)方式、工作帶寬、電路設(shè)計(jì)PCB板布局和退耦及屏蔽措施是否得當(dāng)有關(guān)。一般而言,調(diào)頻系統(tǒng)的抗干擾能力優(yōu)于調(diào)幅系統(tǒng),而窄帶系統(tǒng)的抗干擾能力優(yōu)于寬帶系統(tǒng)。因此,帶寬越窄,抗干擾能力就越強(qiáng),在同一發(fā)射功率和接收靈敏度條件下,通信距離也越遠(yuǎn)。 7、軟件糾錯(cuò) 具有軟件糾錯(cuò)的系統(tǒng),其通信距離也比無軟件糾錯(cuò)的系統(tǒng)遠(yuǎn);軟件糾錯(cuò)能改善接收靈敏度1-3dB,但會(huì)產(chǎn)生一定的延時(shí),在實(shí)時(shí)性要求很高的系統(tǒng)中也要考慮這一因素的影響。 8、天線類型及其增益 天線的增益越高,通信距離也越遠(yuǎn)。當(dāng)發(fā)射機(jī)采用高增益的定向天線時(shí),能顯著提高通信方向上的功率密度(場(chǎng)強(qiáng)),而接收機(jī)采用高增益定向天線時(shí)能顯著改善信號(hào)/噪聲比,并提高接收?qǐng)鰪?qiáng),從而大幅度提高通信距離。目前適合ISM/SRD免證使用頻段的無線通信設(shè)備使用的天線有以下幾種: 鞭狀天線(螺旋天線、拉桿天線):增益0~3.5dB,適合便攜式移動(dòng)手持機(jī)使用。 中增益吸盤天線:增益5.5~7dB,適合固定機(jī)及車載機(jī)使用。 高增益全向天線:增益8.5~10dB,需室外安裝,適合于固定機(jī)組網(wǎng)用。 高增益定向天線:增益10~12dB,需室外安裝,適合于遠(yuǎn)距離固定機(jī)用。 我們要明確的一點(diǎn)是:增益越高的天線其幾何尺寸也越大,特別是高增益的定向或全向天線要求室外安裝才能發(fā)揮其最佳效率,所以選項(xiàng)購(gòu)天線是也要考慮使用及安裝是否方便。 9、天線有效高度 在各種條件相同的前提下,天線距離地平面的高度越高,通信距離越遠(yuǎn),特別是在城市環(huán)境下,提高天線的高度比增大發(fā)射功率對(duì)通信距離的影響要大得多。 (中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯:陸濤) |



