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              安防知識

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              地球曲率對無線設備視距傳輸的影響

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

                     視距傳播:收、發天線離地面的高度遠大于波長,電波直接從發信天線傳到收信地點(有時有地面反射波)。這種傳播方式僅限于視線距離以內。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 極限直視距離 R max 。在最遠直視距離之內的區域,習慣上稱為 照明區 ;極限直視距離 R max 以外的區域,則稱為 陰影區。 不言而語,利用超短波、微波進行通信時,接收點應落在發射天線極限直視距離 R max 內。 受地球曲率半徑的影響,極限直視距離 R max 和發射天線與接收天線的高度 H T 與 H R 間的關系 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)對應的圓心角公式A=L÷(2π×6371)。 

              自由空間通信距離方程 

                     設發射功率為PT,發射天線增益為GT,工作頻率為f . 接收功率為PR,接收天線增益為GR,收、發天線間距離為R,那么電波在無環境干擾時,傳播途中的電波損耗 L0 有以下表達式:  

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

                = 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)    [ 舉例] 設:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz    問:R = 500 m 時, PR = ?    解答: (1) L0 (dB) 的計算  

              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,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無線電波的可視傳輸通道: 

              ? 在現有結構上升高天線的安裝點 

              ? 建造一個新結構,即無線電天線塔,塔高足以安裝天線

              ? 增加現有塔的高度 

              ? 為天線另尋安裝點,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。如果山脊或建筑等類似堅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度這種情況也會發生。 

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

                     當堅硬物體突入菲涅耳區內的信號通道時,銳邊衍射就會使部分信號偏轉,致使其到達接收天線的時間略微晚于直接信號。由于這些偏轉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,它們就會削弱通過的信號(降低其強度)。簡而言之,盡管事實上你能夠看到一個位置,但這并不意味著你就能夠建立到該位置的優質無線微波電鏈路。 

                     在傳播途徑中遇到大障礙物時,電波會繞過障礙物向前傳播,這種現象叫做電波的繞射。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度小,形成所謂的“陰影區”。信號質量受到影響的程度,不僅和建筑物的高度有關,和接收天線與建筑物之間的距離有關,還和頻率有關。例如有一個建筑物,其高度為 10 米,在建筑物后面距離200 米處,接收的信號質量幾乎不受影響,但在 100 米處,接收信號場強比無建筑物時明顯減弱。注意,誠如上面所說過的那樣,減弱程度還與信號頻率有關,對于 216 ~ 223 兆赫的射頻信號,接收信號場強比無建筑物時低16 dB,對于 670 兆赫的射頻信號,接收信號場強比無建筑物時低20dB .如果建筑物高度增加到50 米時,則在距建筑物 1000 米以內,接收信號的場強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,信號強度與通信質量受影響程度越大;相反,頻率越低,建筑物越矮、接收天線與建筑物越遠,影響越小。

                     深方科技專注于無線傳輸產品的研發、生產和銷售,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的,通過專業的計算工式,為客戶提供完美專業的無線傳輸方案。

               


               

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