接收距离世上最远的距离无线传输方式是什么?

世界上世上最远的距离距离是魚与飞鸟的距离,一个在天一个却深潜海底 视频无法播放点这里


Cr: 接收端接头和电缆损耗
Ct: 发送端接頭和电缆损耗
Gr: 接受端天线增益
Gt: 发送端天线增益

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:

无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响除了信號源的发射功率、天线的增益、接 收设备的灵敏度、频率、自由空间衰减、噪声干扰外,还有现场环境的影响例如建筑物、树木和墙壁嘚遮挡,人体、气候等对电磁波的衰减纯粹自由空间的传输环境在实际应用中是不存在的。
由于无线网络系统是一个实际应用的工程必须在实施前进行设计和预算,必须事前对无线网络系统的传输距离或覆盖范围进行估算进而对系统部署规模有一个估计,下面的表格僦是对一个基站的覆盖能力进行估算的办法

第一步:计算无线通信系统上下行总增益。第二步:计算最大视距传输距离计算公式為:最大视距传输距离(m)10(系统总增益-40/30

第三步:估算现场实际覆盖距离。例如: 

通过上述三个步骤可以对每个基站所覆盖的范围有一个初步的估计进一步估算出所要覆盖区域的基站数量和网络规模。

这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播它是理想传播条件。电波在自由空间传播时其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射

由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离D有关当FD增大一倍时,﹝Lfs﹞将分别增加6dB.

    这是理想状况下的传输距离实际的应用中是会低于该值,这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响如大气、阻挡物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中即可计算出近似通信距离。

大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)

代入上面公式可算出實际大气的衰减量:

大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)

从而可以推算出如果D=20Km至少需要输出Power多大:

无线传输距离和发射功率鉯及频率的关系

       这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是悝想传播条件电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收也不会产生反射或散射。

由上式可见自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关,当fd增大一倍时[Lfs]将分别增加6dB.

例:如果某路径的传播损耗是50dB,发射机的功率是10dB那末接收机的接收信号电平是-40dB

下面举例说明一个工作频率为433.92MHz发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离:

       这是理想状况下的傳输距离实际的应用中是会低于该值,这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响如大气、阻挡物、多径等造成的损耗,将上述损耗的参考值计入上式中即可计算出近似通信距离。

在遥控钥匙门禁(RKE)系统中可以用钥匙扣上的发射器从远端开锁,发射器将无线编碼发送到汽车内的接收机遥控钥匙门禁(RKE)系统通常工作在ISM频段,包括315MHz433.92MHz随着远程启动和带校验的RKE的出现,设计者希望延长这些短程設备的有效收发距离影响有效收发距离的关键因素是无线信号的路径损耗。该应用笔记描述了无线信号的地面反射对路径损耗的影響给出了路径损耗的近似式,并给出了在空旷停车场内路径损耗的曲线另外,本文还给出了多路径信号和阻塞影响的估算

RKE系统中,汽车驾驶员利用钥匙扣上的发射器向车内接收机发送无线编码信号打开车锁。接收机对接收到的信号进行解码并控制执行装置打开車门。 RKE系统的一个重要指标是它的有效收发距离该距离由链路预算决定,关键因素是钥匙扣上发射器的发射功率、接收器的灵敏度和路徑损耗本应用只讨论路径损耗,阐述了发射器与接收器的距离、发射信号频率以及发射器与接收器之间的相对高度对路径损耗的影响

茬一个空旷的停车场环境中,几米以上距离的路径损耗与距离的4次方成正比在自由空间传输中它与距离的平方成正比。实际上对于增益为1的小天线而言,路径损耗与频率无关可由一个简单的式表示:

其中,R是发射器和接收器之间的水平距离h 1 是发射器的高度,h 2 是接收器的高度这个简单的用于表示路径损耗的公式式是根据地面反射原理得出的。在靠近地面的任何位置无线信号传输都会在发射器囷接收器之间选择一条直接路径和一条地面反射路径,如图1所示地面反射类似于镜面反射。对于常规地形地面反射会使信号产生180 相移,而且比直接路径传输更远的距离两条路径信号在接收端重新组合,如果不考虑路径长度的影响这两路信号可以完全抵消。直接路径囷地面反射路径的传输距离由式2和式3表示:

h1h2上述表达式可近似为式4和式5

两者距离之差由式6表示:

地面反射是多径传输的一个简单例孓:无线电波在传播过程中,遇到不同的表面反射形成幅值和延迟均不同的多径信号到达接收机。若在自由空间只有一条传输路径接收器收到的信号功率由式7表示:

其中,P R 是接收功率、P T 是发射功率、G T 是发射机天线增益、G R 是接收天线增益、 是波长

在地面传输时,传输信號会选择两条路径:直接路径和地面反射路径有许多种方法可以模拟这种传输,且大多数都可以作为学术论文的内容我们采取这样一種合理且直观的方法来模拟第二种路径所产生的影响:假定一半的发射功率进入直接路径传输,而另一半进入地面反射路径结果会有两蕗具有微小相位差异的电压信号在接收天线端相减(反射会产生180°的相位翻转)。式8是两路电压信号组合后的复数表达式:

实际上在大哆数地面平坦的条件下,两路电压信号V 1 V 2 的幅值相等我们可以把V看成是一个电压 ,等于接收功率的1/2次方(这种情况下是V/ ,如式9所礻:

接收功率刚好是式8电压幅值的平方

将式9中的V代入该式,整理并转化为三角函数可得到精确的路径损耗式为:

如果我们将式6中 的近姒表达式代入式11,并将近似为x就可得到如下简化表达式:

对于具有宽角度覆盖范围的小天线来说,其天线增益近似为1将式12表示为PR/PT的比徝,并设置G T =G R =1, 所得到的近似表达式既为式12和图3是天线增益为1时,在315MHz434MHz下路径损耗的曲线图包括式7表示的自由空间路径损耗、式11给出的精确路径损耗和式12给出的近似路径损耗。由图可以看出:在距离非常近时确切的路径损耗会随信号频率不同而发生变化。

从这两幅图我們可以发现对于图1 所示的典型遥控钥匙信号传输路径,在距离10米远处的路径损耗近似等于自由空间的路径损耗这是因为在300MHz400MHz,直接路徑传输信号和通过地面反射的信号在距离上相差四分之一波长产生90 176 的相位差。这意味着两路信号叠加后既不增强也不抵消 而在大于10米处,路径损耗以 R -4 变化这说明在中等或较远距离时,式1是计算路径损耗的一个非常有用、快捷的方法实际上,在发射和接收高度相等苴均为h时路径损耗(单位:dB)可以简化为:

由该式可知,当发射和接收高度均为1米时1千米远处的路径损耗为123dB。 路径损耗计算的使用技巧

将发射功率一分为二一半进入直接路径传输,一半进入地面反射路径传输的传播模型并不精确这也是根据该模型建立的式12和式13表达式有时会出现2次方因子。但是重要的是该应用笔记给出的表达式非常近似地估计了可以达到的最远距离。并描述了高度和距离对路径损耗的影响自由空间损耗模型可用于传输距离在10米以内的情况,因为在相距10米以内时地面反射会使信号传输发生巨大的变化。而在距离夶于10米且无障碍的环境中可以采用的规律近似估算。 任何散射体的存在都会影响任意距离处的路径损耗任何障碍物(如停车场的其他汽车、灯柱、低矮的建筑物等)都会造成更多的反射路径,并使无线电波发生绕射在混凝土建筑物中还会进一步削弱信号。这说明在实際情况中以R 4 变化的损耗模型比自由空间的损耗模型更准确。实际使用时考虑到不同表面造成的瞬时衰落,估计路径损耗较好的方法是從式1计算出的空旷停车场的路径损耗中减去20dB如果钥匙扣发射器在一个建筑物内发送信号(比如一个远程启动装置),则要从式1计算出的蕗径损耗中减去30dB40dB总之,要想得到最远收发距离最可靠的方法就是进行实际测试。上述近似法只是一种参考或者说是在测量开始之湔进行的一个可靠检验

是一个考征功率绝对值的值计算公式为:10lgP(功率值/1mw)。

[1] 如果发射功率P1mw折算为后为0

[2] 对于40W的功率按单位进行折算后的值应为:

是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值 但参考基准不一样。的参考基准为全方向性天线嘚参考基准为偶极子,所以两者略有不同一般认为,表示同一个增益用表示出来比用表示出来要大2.15

[3] 对于一面增益为16的天线其增益折算成单位为时,则为18.15(一般忽略小数位为18)。

是一个表征相对值的值当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)

[6] 甲功率比乙功率大一倍那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3。也就是说甲的功率比乙的功率大3

[8] 如果甲的功率为46乙嘚功率为40,则可以说甲比乙大6

[9] 如果甲天线为12乙天线为14,可以说甲比乙小2

有时也会看到,它也是一个表示功率相对值的单位与嘚计算方法完全一样。一般来说 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干擾、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值 在采用的地方,原则上也可以使用替代

还有左边加3=右边乘2,如40+3DBM=10*2W43DBM=20W,这些是经验公式蛮好用的。

  波特率是每秒钟传送的信息位的数量它是所传送代码的最短码元占有时间的倒数。例如一个代碼的最短时间码元宽度为20毫秒则其波特率就是每秒50波特。

在信息传输通道中携带数据信息的信号单元叫码元,每秒钟通过信道传输的碼元数称为码元传输速率简称波特率。波特率是传输通道频宽的指标

每秒钟通过信道传输的信息量称为位传输速率,简称比特率比特率表示有效数据的传输速率。

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