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无线通信距离的计算
日期:2008-7-29 23:22:26 来源:本站整理  
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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。

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    通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关
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﹝Los﹞(dB)=32.44 +20lgD(km) +20lgF(MHz)
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    式中Lfs为传输损耗,D为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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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F或D增大一倍时,﹝Lfs﹞将分别增加6dB.
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——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户

    下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗
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    Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)
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    Los 是传播损耗,单位为dB
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    D是距离,单位是Km
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    F是工作频率,单位是MHz
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    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:  
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    1. 由发射功率 10dBm,接收灵敏度为-105dBm
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      Los = 115dB
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    2. 由Los、F计算得出D =31公里.
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    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。
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    假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB,可以计算得出通信距离为: D =1.7公里  
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Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)
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F=433MHz
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Los=接收灵敏度 LNA Gain Tx power 天线增益–大气衰减
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NRF905接收灵敏度 -100dBm
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LNA Gain: 25dB
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TX power 26dBm
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天线增益2dB
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大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)
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Los=100 +25 +26 +2-35=32.44 +20lg D(Km) +20lg 433
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D=45.34Km
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实际测试结果: D=1.3Km
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代入上面公式可算出实际大气的衰减量:
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Los = 32.44 20lg 1.3 20lg 433
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Los=接收灵敏度 LNA Gain Tx power 天线增益–大气衰减
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NRF905接收灵敏度 -100dBm
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LNA Gain: 25dB
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TX power 26dBm
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天线增益2db
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大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)
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Los=100 +25 +26 +2-x=32.44 +20lg 1.3 +20lg 433
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X=65.55dB
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从而可以推算出如果D=20Km,至少需要输出Power多大:
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Los=100 +25 +Tx +2-65.55=32.44 +20lg20 +20lg433
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Tx=49.74dBm
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若用三菱公司的RD06HVF1和RD15HVF1作放大,最大输出约20W,转换成dBm后为10lg20000mW=43dBm;则可以传输的实际距离为:
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Los=100 +25 +43 +2-65.55=32.44 +20lgD +20lg433
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D=9.2Km
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