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自由空间通信距离方程

设发射功率为PT,发射天线增益为GT,工作频率为f . 接收功率为PR,供应天线wifi,接收天线增益为GR,收、发天线间距离为R,那么电波在无环境干扰时,传播途中的电波损耗 L0 有以下表达式:

L0 (dB) = 10 Lg( PT / PR )

= 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)

[举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz

问:R = 500 m 时, PR = ?

解答: (1) L0 (dB) 的计算

L0 (dB) = 32.45 + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg 0.5 ( km ) - GR (dB) - GT (dB)

= 32.45 + 65.62 - 6 - 7 - 7 = 78.07 (dB)

(2) PR 的计算

PR = PT / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7.807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0.807 )

= 1 ( μW ) / 6.412 = 0.156 ( μW ) = 156 ( mμW ) #

顺便指出,1.9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失 (10---15) dB

超短波特别是微波,频率很高,波长很短,它的地表面波衰减很快,因此不能依靠地表面波作

较远距离的传播。超短波特别是微波,主要是由空间波来传播的。简单地说,空间波是在空间范围内沿直线方向传播的波。显然,直销天线wifi,由于地球的曲率使空间波传播存在一个极限直视距离Rmax 。在最远直视距离之内的区域,天线wifi,习惯上称为照明区;极限直视距离Rmax以外的区域,则称为阴影区。不言而语,利用超短波、微波进行通信时,接收点应落在发射天线极限直视距离Rmax内。

受地球曲率半径的影响,极限直视距离Rmax 和发射天线与接收天线的高度HT 与 HR间的关系

为 : Rmax = 3.57{ √HT (m) +√HR (m) } (km)

考虑到大气层对电波的折射作用,极限直视距离应修正为

Rmax = 4.12 { √HT (m) +√HR (m) } (km)

由于电磁波的频率远低于光波的频率,电波传播的有效直视距离 Re 约为 极限直视距离Rmax

的 70% ,即 Re = 0.7 Rmax .

例如,HT 与 HR 分别为 49 m 和 1.7 m,则有效直视距离为 Re = 24 km .


天线安装小知识

由于移动通信的迅猛发展,目前全国许多地区存在多网并存的局面,即A、B、G三网并存,其中有些地区的G网还包括GSM9000和GSM1800。为充分利用资源,实现资源共享,我们一般采用天线共塔的形式。这就涉及到天线的正确安装问题,即如何安装才能尽可能地减少天线之间的相互影响。在工程中我们一般用隔离度指标来衡量,通常要求隔离度应至少大于30dB,为满足该要求,常采用使天线在垂直方向隔开或在水平方向隔开的方法,出售天线wifi,实践证明,在天线间距相同时,垂直安装比水平安装能获得更大的隔离度。



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