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影响无线通信距离的因素!

文章出处:网责任编辑:作者: 人气:发表时间:2022-05-13 10:18:33
影响无线通信距离的因素
1、地理环境
 
通信距离最远的是海平面及陆地无障碍的平直开阔地,这也是通常用来评估无线通信设备的通信距离时使用的地理条件。其次是郊区农村、丘陵、河床等半障碍、半开阔环境,通信距离最近的是城市楼群中或群山中,总之,障碍物越密集,对无线通信距离的影响就越大,特别是金属物体的影响最大。根据路径损耗公式:
 
Ld=32.4+20logf+20logdf=MHZd=Km可知信号每损耗6dB,通讯距离就会减少一半。另一个因素就是多路径影响,所以如果无线模块附近的障碍物较多时也会影响通讯的距离和可靠性。
 
2、电磁环境
 
直流电机、高压电网、开关电源、电焊机、高频电子设备、电脑、单片机等设备对无线通信设备的通信距离均有不同程度的影响。
 
3、气侯条件
 
空气干燥时通信距离较远,空气潮湿(特别是雨、雪天气)通信距离较近,在产品容许的环境工作温度范围内,温度升高会导致发射功率减小及接收灵敏度降低,从而减小了通信距离。( 猜猜大雾天气通联距离是增加了,还是减少了?)
 
4、发射机的射频输出功率
 
发射功率越大,通信距离越大;从理论上说发射功率可无限制地增加,但实际上由于受成本或技规的限制,发射机的输出功率也是有限的。
 
5、接收机的接收灵敏度
 
接收灵敏度反映了接收机捕捉微弱信号的功能,接收灵敏度越高,通信距离也越远。但由于受自然界电磁噪声及工业污染、电子元器件固有噪声的影响,-123dBm(即0.158uv)通常被认为是现代无线电通信中纯硬件实现的接收灵敏度的极限值,很难突破,即使加上软件纠错也只能再改善1-3dB,如果通信系统的接收灵敏度已接近这一极限值就已无潜力可挖了,要提高通信距离只能从其它方面着手了。
 
6、系统抗干扰能力
 
实际的通信环境总是存在着各种干扰源,在同样的发射功率和同样的接收灵敏度的前提下,系统的抗干扰能力越强,实际通信距离也越远。
 
许多高频工程师都有这样的体会:在实验室(屏蔽网房)内测试,调幅机与调频机的发射功率和接收灵敏度都相同,但在实际环境中测试时,调频机的通信距离往往是调幅机的若干倍,甚至调幅机根本就不能工作,而调频机仍能有较远的通信距离,原因是调频机的抗干扰能力要比调幅机强得多。
 
而影响无线通信系统抗干扰能力的因素也很多,主要与调制/解调方式、工作带宽、电路设计PCB板布局和退耦及屏蔽措施是否得当有关。一般而言,调频系统的抗干扰能力优于调幅系统,而窄带系统的抗干扰能力优于宽带系统。因此,带宽越窄,抗干扰能力就越强,在同一发射功率和接收灵敏度条件下,通信距离也越远。
 
7、软件纠错
 
具有软件纠错的系统,其通信距离也比无软件纠错的系统远;软件纠错能改善接收灵敏度1-3dB,但会产生一定的延时,在实时性要求很高的系统中也要考虑这一因素的影响。
 
8、天线类型及其增益
 
天线的增益越高,通信距离也越远。当发射机采用高增益的定向天线时,能显著提高通信方向上的功率密度(场强),而接收机采用高增益定向天线时能显著改善信号/噪声比,并提高接收场强,从而大幅度提高通信距离。目前适合ISM/SRD免证使用频段的无线通信设备使用的天线有以下几种:
 
鞭状天线(螺旋天线、拉杆天线):增益0~3.5dB,适合便携式移动手持机使用。
 
中增益吸盘天线:增益5.5~7dB,适合固定机及车载机使用。
 
高增益全向天线:增益8.5~10dB,需室外安装,适合于固定机组网用。
 
高增益定向天线:增益10~12dB,需室外安装,适合于远距离固定机用。
 
我们要明确的一点是:增益越高的天线其几何尺寸也越大,特别是高增益的定向或全向天线要求室外安装才能发挥其最佳效率,所以选项购天线是也要考虑使用及安装是否方便。
 
9、天线有效高度
 
在各种条件相同的前提下,天线距离地平面的高度越高,通信距离越远,特别是在城市环境下,提高天线的高度比增大发射功率对通信距离的影响要大得多。
 
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