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地球曲率對無線設(shè)備視距傳輸?shù)挠绊?/h1>

作者： admin 時(shí)間：2017-08-23 來源：未知
摘要：視距傳播：收、發(fā)天線離地面的高度遠(yuǎn)大于波長，電波直接從發(fā)信天線傳到收信地點(diǎn)(有時(shí)有地面反射波)。這種傳播方式僅限于視線距離以內(nèi)。主要針對短波短波以上的射頻頻率的通信...

       視距傳播：收、發(fā)天線離地面的高度遠(yuǎn)大于波長，電波直接從發(fā)信天線傳到收信地點(diǎn)(有時(shí)有地面反射波)。這種傳播方式僅限于視線距離以內(nèi)。主要針對短波短波以上的射頻頻率的通信電波傳播適用。   

       短波以上微波的地表面波衰減很快，因此不能依靠地表面波作較遠(yuǎn)距離的傳播。超短波特別是微波，主要是由空間波來傳播的。簡單地說，空間波是在空間范圍內(nèi)沿直線方向傳播的波。顯然，由于地球的曲率使空間波傳播存在一個(gè) 極限直視距離 R max 。在最遠(yuǎn)直視距離之內(nèi)的區(qū)域，習(xí)慣上稱為 照明區(qū) ；極限直視距離 R max 以外的區(qū)域，則稱為 陰影區(qū)。 不言而語，利用超短波、微波進(jìn)行通信時(shí)，接收點(diǎn)應(yīng)落在發(fā)射天線極限直視距離 R max 內(nèi)。 受地球曲率半徑的影響，極限直視距離 R max 和發(fā)射天線與接收天線的高度 H T 與 H R 間的關(guān)系 為 ： R max ＝ 3.57{ √H T (m) +√H R (m) } (km)  

       考慮到大氣層對電波的折射作用，極限直視距離應(yīng)修正為R max ＝ 4.12 { √H T (m) +√H R (m) } (km)  

       電波傳播的有效直視距離 Re 約為 極限直視距離Rmax 的 70% ，即 Re = 0.7 Rmax .  

       HT 與 HR 分別為 49 m 和 1.7 m，則有效直視距離為 Re = 24 km。 地球平均曲率半徑6371公里。 

       25公里弧長處切線會高出弧線1.242米。 0公里處則會高出199毫米。 

       弧長（公里）對應(yīng)的圓心角公式A=L÷（2π×6371）。 

自由空間通信距離方程 

       設(shè)發(fā)射功率為PT，發(fā)射天線增益為GT，工作頻率為f . 接收功率為PR，接收天線增益為GR，收、發(fā)天線間距離為R，那么電波在無環(huán)境干擾時(shí)，傳播途中的電波損耗 L0 有以下表達(dá)式：  

  L0 (dB) = 10 Lg（ PT / PR ）  

  = 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)    [ 舉例] 設(shè)：PT = 10 W = 40dBmw ；GR = GT = 7 (dBi) ； f = 1910MHz    問：R = 500 m 時(shí)， PR = ？    解答： (1) L0 (dB) 的計(jì)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)  1.9GHz電波在穿透一層磚墻時(shí)，大約損失 (10~15) dB 。 

 

障礙可能會擋住可視鏈路：

? 地形特征，例如山脈等 

? 地球曲率 

? 建筑及其他人工地物

? 樹木 

有幾種選擇可建立或改進(jìn)無線電波的可視傳輸通道: 

? 在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上升高天線的安裝點(diǎn) 

? 建造一個(gè)新結(jié)構(gòu)，即無線電天線塔，塔高足以安裝天線

? 增加現(xiàn)有塔的高度 

? 為天線另尋安裝點(diǎn)，例如建筑物或塔 

? 砍伐引起電波傳播問題的樹木  

       能夠影響可見視線之障礙，同樣可以影響無線電波的可視傳輸通道。但我們也必須考慮電波傳播的菲涅耳效應(yīng)。如果山脊或建筑等類似堅(jiān)硬物體距離信號通道太近，就會損壞無線電波電信號或降低其強(qiáng)度。即使障礙物沒有遮掩住直接、可見的視線，損壞無線電波電信號或降低其強(qiáng)度這種情況也會發(fā)生。 

無線電波波束的菲涅耳區(qū)是一個(gè)直接環(huán)繞在可見視線通路周圍的橢球區(qū)域。其厚度會因信號通路長度和信號頻率的不同而有變化。 

       當(dāng)堅(jiān)硬物體突入菲涅耳區(qū)內(nèi)的信號通道時(shí)，銳邊衍射就會使部分信號偏轉(zhuǎn)，致使其到達(dá)接收天線的時(shí)間略微晚于直接信號。由于這些偏轉(zhuǎn)的信號與直接信號有相位差，所以它們會降低其功率或者將其完全抵消。如果樹木或其他“軟”物體突入菲涅耳區(qū)，它們就會削弱通過的信號（降低其強(qiáng)度）。簡而言之，盡管事實(shí)上你能夠看到一個(gè)位置，但這并不意味著你就能夠建立到該位置的優(yōu)質(zhì)無線微波電鏈路。 

       在傳播途徑中遇到大障礙物時(shí)，電波會繞過障礙物向前傳播，這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波、微波的頻率較高，波長短，繞射能力弱，在高大建筑物后面信號強(qiáng)度小，形成所謂的“陰影區(qū)”。信號質(zhì)量受到影響的程度，不僅和建筑物的高度有關(guān)，和接收天線與建筑物之間的距離有關(guān)，還和頻率有關(guān)。例如有一個(gè)建筑物，其高度為 10 米，在建筑物后面距離200 米處，接收的信號質(zhì)量幾乎不受影響，但在 100 米處，接收信號場強(qiáng)比無建筑物時(shí)明顯減弱。注意，誠如上面所說過的那樣，減弱程度還與信號頻率有關(guān)，對于 216 ～ 223 兆赫的射頻信號，接收信號場強(qiáng)比無建筑物時(shí)低16 dB，對于 670 兆赫的射頻信號，接收信號場強(qiáng)比無建筑物時(shí)低20dB .如果建筑物高度增加到50 米時(shí)，則在距建筑物 1000 米以內(nèi)，接收信號的場強(qiáng)都將受到影響而減弱。也就是說，頻率越高、建筑物越高、接收天線與建筑物越近，信號強(qiáng)度與通信質(zhì)量受影響程度越大；相反，頻率越低，建筑物越矮、接收天線與建筑物越遠(yuǎn)，影響越小。

       深方科技專注于無線傳輸產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，在給客戶配置無線方案的過程中，所有的這些影響都是要考慮在內(nèi)的，通過專業(yè)的計(jì)算工式，為客戶提供完美專業(yè)的無線傳輸方案。

 


 

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