无线通信距离计算
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无线通信距离的计算功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。
[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km) x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32.45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHz Los 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz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:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里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。
无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。
[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los =32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los是传播损耗,单位为dB,d是距离,单位是Km,f是工作频率,单位是MHz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:1.由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB(10dBm-Los=-105dBm =>Los=115dB)2.由Los、f计算得出d =30公里(Solve[ 115==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x]{{x30.945}})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。
无线传输距离计算Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)Pr:接受端灵敏度Pt: 发送端功率Cr: 接收端接头与电缆损耗Ct: 发送端接头与电缆损耗Gr: 接受端天线增益Gt: 发送端天线增益FL: 自由空间损耗FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) + 92、44R就是两点之间的距离f就是频率=2、4自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为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:L0 (dB) = 10 Lg( PT / PR ) = 32、45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)[举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz问:R = 500 m 时, PR = ?解答: (1) L0 (dB) 的计算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))(2) PR 的计算、、807 ) = 1 ( μW ) / 6 PR = PT / ( 10 7、807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7、807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0412 = 0、156 ( μW) = 156 ( mμW ) # 顺便指出,1、9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失(10~15) dB无线传输距离估算传输距离估算无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响,除了信号源的发射功率、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、树木与墙壁的遮挡,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就是不存在的。
72. 无线通信的传输距离如何计算?72、无线通信的传输距离如何计算?在当今高度互联的世界中,无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机与基站之间的信号传输,到智能家居设备之间的无线连接,再到飞机与地面控制中心的通信,无线通信无处不在。
然而,你是否曾经想过,这些无线信号能够传输多远?它们的传输距离又是如何计算的呢?要理解无线通信的传输距离计算,首先我们需要了解一些基本的概念和原理。
无线通信是通过电磁波来传递信息的。
电磁波在空间中传播时,会受到多种因素的影响,从而导致信号强度的衰减。
这些因素包括发射功率、接收灵敏度、工作频率、传播环境等等。
发射功率是指无线信号发射端所输出的功率。
一般来说,发射功率越大,信号能够传播的距离就越远。
但需要注意的是,发射功率并不是可以无限制增大的,它受到法规和设备性能的限制。
接收灵敏度则是指接收端能够检测到并正确解调的最小信号强度。
如果接收灵敏度越高,那么能够接收到的微弱信号就越多,从而在一定程度上增加了通信的距离。
工作频率也是影响传输距离的一个重要因素。
一般来说,较低频率的电磁波具有更好的绕射能力,能够绕过障碍物传播更远的距离。
但较低频率的频谱资源有限,而且传输速率相对较低。
较高频率的电磁波虽然传输速率快,但绕射能力差,传播距离相对较短。
传播环境是影响无线通信传输距离的最复杂因素之一。
在理想的自由空间中,电磁波的传播遵循自由空间损耗公式。
但在实际环境中,存在着各种各样的障碍物,如建筑物、山脉、树木等,这些障碍物会对电磁波产生反射、折射、散射和吸收等作用,从而导致信号强度的大幅衰减。
在计算无线通信的传输距离时,我们通常会使用一些数学模型和经验公式。
其中,最简单的模型是自由空间传播模型。
自由空间传播模型假设电磁波在没有任何障碍物的理想空间中传播。
根据这个模型,信号强度的衰减与距离的平方成正比,与工作频率的平方成正比。
具体的计算公式为:\L = 3244 + 20\log_{10}(d) + 20\log_{10}(f)\其中,L 表示信号的损耗(单位为 dB),d 表示传输距离(单位为千米),f 表示工作频率(单位为 MHz)。
无线传输距离计算Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)Pr:接受端灵敏度Pt: 发送端功率Cr: 接收端接头和电缆损耗Ct: 发送端接头和电缆损耗Gr: 接受端天线增益Gt: 发送端天线增益FL: 自由空间损耗FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) + 92.44R是两点之间的距离f是频率=2.4自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为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:L0 (dB) = 10 Lg(PT / PR )= 32.45 + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB) [举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ;f = 1910MHz问:R = 500 m 时,PR = ?解答:(1) L0 (dB) 的计算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))(2)PR 的计算PR = PT / ( 10 7.807 ) = 10 ( W ) / ( 10 7.807 ) = 1 ( μW ) / ( 10 0.807 ) = 1 ( μW ) / 6.412 = 0.156 ( μW )= 156 ( mμW ) # 顺便指出,1.9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失(10~15) dB无线传输距离估算传输距离估算无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响,除了信号源的发射功率、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、树木和墙壁的遮挡,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。
无线通信距离的计算功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。
[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20Lg(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km) x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20Lgd+60=32.45+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHz Los 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz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:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里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。
一、dBmdBmVdBuV换算关系dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout/1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout/1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV传输距离其实是个传输损耗的问题。
——来自《移动通信》和《卫星通信》教科书。
假设现在电磁波在自由空间传输(可以理解为真空,标准概念是具有各向同性、电导率为0、相对介电系数和相对磁导率均恒为1的特点的理想空间)。
所以们可以看到发射功率Pt与传输距离的平方成正比,与波长的平方成反比,即假设要保证相同的接受功率(即说明书上常见的接收灵敏度,低于这个值设备就检测不到信号了)情况下,距离越远,需要的发射功率越大。
(/question/27868458/answer/38434613)二、无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。
[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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,[Lf s]传播损耗将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los=32.44+20lgd(Km)+20lgf(MHz)Los是传播损耗,单位为dBd是距离,单位是Km,f是工作频率,单位是MHz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:1.由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos=115dB2.由Los、f计算得出d=30公里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。
通信作用距离方程通信作用距离计算方程式为:视距传播距离=4.12×(√发射天线高度+√接收天线高度)。
例如发射天线高度96米,接收天线高度10米,那么无线电视距传播距离为:4.12×(9.798+3.162)=54.13公里。
公式由来:受地球曲率半径的影响,极限直视距离R max和发射天线与接收天线的高度H T与H R间的关系为:R max=3.57{√H T(m)+√HR(m)}(km)考虑到大气层对电波的折射作用,极限直视距离应修正为R max=4.12{√H T(m)+√H R(m)}(km)电波传播的有效直视距离Re约为极限直视距离Rmax的70%,即Re=0.7 Rmax.HT与HR分别为49 m和1.7 m,则有效直视距离为Re=24 km。
地球平均曲率半径6371公里。
25公里弧长处切线会高出弧线1.242米。
0公里处则会高出199毫米。
弧长(公里)对应的圆心角公式A=L÷(2π×6371)。
自由空间通信距离方程设发射功率为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:L0(dB)=10Lg(PT/PR)=32.45+20Lg f(MHz)+20Lg R(km)一GT(dB)一GR(dB)[举例]设:PT=10 W=40dBmw;GR=GT=7(dBi);f=1910MHz问:R=500m时,PR=?解答:(1)L0(dB)的计算L0(dB)=32.45+20 Lg1910(MHz)+20 Lg 0.5(km)一GR(dB)一GT(dB)=32.45+65.62一6一7一7=78.07(dB)1.9GHz电波在穿透一层砖墙时,大约损失(10—15)dB。
无线通信距离计算系统链路衰耗计算方法系统链路衰耗计算方法:RSL------接收信号电平(dBm)OP ------天线口的发射功率(dBm;本机值为26dBm)G -------两端天线增益总和(dB)PL ------链路的空间衰耗(dB)FL ------两端馈线衰耗总和(dB)F -------射频频率(GHz;本机值为2.4GHz)D -------天线两端的距离(Km)链路空间损耗PL=92.4+20lgF+20lgD举例:甲,乙两地视距为40公里。
则空间损耗:PL=92.4+20lg2.4+20lg40 =92.4+7.958+32.04=132.4 (dB)链路余量计算链路余量=接收电平-接收灵敏度按上例计算,选择 0.9米栅格天线,天线增益为24dB馈线衰耗6dB。
接收电平: RSL=OP+G-PL-FL=26+48-132.4-6=-64.4 dB链路余量=接收电平-灵敏度=-64.4-(-88)=24.6 (dB)链路余量的选择无线通信系统的建立易受到气候条件;电磁环境;多径效应的影响。
为了保证系统的可靠性及系统对误码的要求,建议用户在系统设计时,充分考滤各种因素的影响(例:雷雨;雾;风;强磁场等)因此系统的增益应留有一定的设计余量。
根据经验,系统的增益应留有20~30dB的裕度。
可完全可靠地保证通信系统的正常工作。
信号强度和设备增益、天线增益、空中损耗(传输距离)、馈线损耗(馈线长度)以及接头损耗(接头数量)有关,它们以下关系:信号强度=设备增益+天线增益×2-空中损耗-馈线损耗-接头损耗。
当接收信号强度大于设备接收灵敏度时,则信号能很好的接收。
我国实施的无线网设备最大发射功率为20dbm,我们注意到上述介绍的无线网桥的发射功率都达到20dbm,因此设备应没有问题,关键是我们要选择的天线的增益。
室外天线大多为8.5~24dBi。
在这里我推荐使用最广泛的抛物面天线。
无线传输距离测算很多时候,需要预估自己的无线究竟能传输多远距离,来粗略评估产品是否能够达到实用的水平。
下面大致给出无线在自由空间传播距离的计算公式。
自由空间指天线周围附近为无限大真空环境,是理想的环境。
无线电波在传播中,能量不会被其他物体吸收、反射、衍射。
自由空间中无线通信距离与发射功率,接收灵敏度,工作频率有关。
自由空间无线电波传播的损耗为:Lo=32.44+20lgd+20lgf Lo—传播损耗,单位dB;d—距离,单位km;f—工作频率,单位MHz。
例如:工作频率在2.4GHz,发射功率为0dBm(1mw),接收灵敏度为-70dBm的蓝牙系统在自由空间的传播距离:通过发射功率0dBm,接收灵敏度为-70dBm,得到lo为70dB,再由公式计算d=31.6m,在理想环境下传输距离是约31.6m,不过实际上由于大气和系统周围的物体对无线电波的吸收,反射,衍射以及干扰等造成一些损耗,从而实际距离会低于这个值。
如果环境造成的损耗为10dB的话,那么距离只有10m。
因此做蓝牙系统,如果仅仅达到标准的话,是很难达到10m的。
如何来增加无线通信距离呢?在固定的频率条件下,影响通信距离的因素有:发射功率、接收灵敏度、传播损耗、天线增益等。
对于系统设计者,周围环境对电波的吸收,多径干扰,传播损耗等是无法改变,但是可以优化发射功率、接收灵敏度和天线等。
一般设计者在增加传输距离的时候,往往会首先想到增加发射功率和接收灵敏度,但是增加发射功率会导致如下问题: 1.增加功耗;2.增加系统复杂性和成本;3.可能导致发射器饱和失真,产生谐波,降低信噪比。
因此有时提高发射功率并不能提升距离,反倒出现距离变近,性能变差的现象;增加接受灵敏度也会造成系统复杂性和成本上升,不过在优化系统在RFreceiver路径上的插入损耗和match来提升接收灵敏度也是一个不错的办法。
不过在不改变系统本身来改善天线也是一个很好的方法,可以选用高增益的天线,可以明显的增加传输距离。
蓝牙耳机距离计算公式随着科技的不断发展,蓝牙耳机已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
它们可以让我们在做家务、运动、甚至是工作时都能够自由地享受音乐或通话。
然而,蓝牙耳机的使用距离却一直是人们关注的一个问题。
在这篇文章中,我们将介绍蓝牙耳机距离的计算公式,帮助大家更好地了解蓝牙耳机的使用范围。
蓝牙耳机距离计算公式是根据蓝牙技术的传输原理和信号衰减规律推导出来的。
在介绍具体的计算公式之前,我们先来了解一下蓝牙技术的基本原理。
蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,它可以在2.4GHz的频段上进行通信。
蓝牙设备之间的通信距离一般在10米左右,而且在开放的空间中,最大通信距离可以达到100米。
蓝牙耳机作为一种蓝牙设备,其通信距离也受到相同的限制。
蓝牙耳机的通信距离受到多种因素的影响,其中包括传输功率、接收灵敏度、障碍物、干扰等。
在实际使用中,我们可以通过以下的公式来计算蓝牙耳机的最大通信距离:最大通信距离 = 发射功率接收灵敏度 / (4 π频率空气阻尼)。
其中,发射功率是蓝牙耳机的发射功率,单位为毫瓦(mW);接收灵敏度是蓝牙耳机的接收灵敏度,单位为毫伏(mV);频率是蓝牙设备的工作频率,单位为赫兹(Hz);空气阻尼是空气对电磁波的衰减系数,通常取值为0.97。
通过这个公式,我们可以看到蓝牙耳机的最大通信距离与发射功率和接收灵敏度成正比,与频率和空气阻尼成反比。
这也就意味着,如果我们想要增加蓝牙耳机的通信距离,可以通过增加发射功率或提高接收灵敏度来实现。
除了以上的公式外,我们还可以通过实际的测试来确定蓝牙耳机的通信距离。
在测试时,我们可以选择一个开阔的空间,然后将蓝牙耳机与蓝牙设备(如手机或电脑)进行配对。
接着,我们可以逐渐增加距离,直到蓝牙耳机与蓝牙设备之间的连接断开。
这个距离就是蓝牙耳机的最大通信距禿。
在实际使用蓝牙耳机时,我们还需要注意一些影响通信距离的因素。
例如,如果有障碍物(如墙壁、家具等)会影响蓝牙信号的传输,从而缩短通信距离。
⽆线电波在⾃由空间传播时的距离计算⽅法⽆线电波在⾃由空间传播时的距离计算⽅法⽆线电波在⾃由空间传播时的距离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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和⼯作频率有关。
[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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.下⾯的公式说明在⾃由空间下电波传播的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los 是传播损耗,单位为dBd是距离,单位是Kmf是⼯作频率,单位是MHz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:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公⾥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。
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公⾥结论: ⽆线传输损耗每增加6dB, 传送距离减⼩⼀倍。
⽆线传输路径分析是⽆线传输⽹络设计的重要步骤,通过对传输路径的分析便于⽹络设计者根据⽆线链路的裕量⼤⼩选择合适类型的天线(⽅向,极化,增益等指标),安装天线⾼度,选择合适的馈缆和长度等。
下⾯将简单介绍⼀下⽆线传输路径分析中的⾃由空间损耗的计算,信号接收强度的计算,链路系统裕量的计算⼏个主要⽅⾯的内容。
无线传输距离和发射功率以及频率的关系之阿布丰王创作功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单元的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单元的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单元的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传布时的无线通信距离的计算方法:所谓自由空间传布系指天线周围为无限年夜真空时的电波传布,它是理想传布条件.电波在自由空间传布时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会发生反射或散射.通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关.[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单元以MHz计算.由上式可见,自由空间中电波传布损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传布距离d有关,当f或d增年夜一倍时,[Lfs]将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传布的损耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz) Los 是传布损耗,单元为dB,d是距离,单元是Km,f是工作频率,单元是MHz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布距离:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB(10dBm-Los=-105dBm=>Los=115dB)2. 由Los、f计算得出d =30公里(Solve[ 115==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x]{{x30.945}})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,如年夜气、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.假定年夜气、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(Solve[90==32.44+20Log10[x]+20Log10[433.92],x]{{x 1.74016}})结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍无线传输距离测算很多时候,需要预估自己的无线究竟能传输多远距离,来粗略评估产物是否能够到达实用的水平.下面年夜致给出无线在自由空间传布距离的计算公式.自由空间指天线周围附近为无限年夜真空环境,是理想的环境.无线电波在传布中,能量不会被其他物体吸收、反射、衍射.自由空间中无线通信距离与发射功率,接收灵敏度,工作频率有关.自由空间无线电波传布的损耗为:Loss=32.44+20lgd+20lgfLoss—传布损耗,单元dB;d—距离,单元km;f—工作频率,单元MHz.例如:工作频率在 2.4GHz,发射功率为0dBm(1mw),接收灵敏度为-70dBm的蓝牙系统在自由空间的传布距离:通过发射功率0dBm,接收灵敏度为-70dBm,获得loss为70dB,再由公式计算d=31.6m,在理想环境下传输距离是约31.6m,不外实际上由于年夜气和系统周围的物体对无线电波的吸收,反射,衍射以及干扰等造成一些损耗,从而实际距离会低于这个值.如果环境造成的损耗为10dB的话,那么距离只有10m.因此做蓝牙系统,如果仅仅到达标准的话,是很难到达10m的.如何来增加无线通信距离呢?在固定的频率条件下,影响通信距离的因素有:发射功率、接收灵敏度、传布损耗、天线增益等.对系统设计者,周围环境对电波的吸收,多径干扰,传布损耗等是无法改变,可是可以优化发射功率、接收灵敏度和天线等.一般设计者在增加传输距离的时候,往往会首先想到增加发射功率和接收灵敏度,可是增加发射功率会招致如下问题:1.增加功耗;2.增加系统复杂性和本钱;3.可能招致发射器饱和失真,发生谐波,降低信噪比.因此有时提高发射功率其实不能提升距离,反倒呈现距离变近,性能变差的现象;增加接受灵敏度也会造成系统复杂性和本钱上升,不外在优化系统在 RFreceiver路径上的拔出损耗和match来提升接收灵敏度也是一个不错的法子.不外在不改变系统自己来改善天线也是一个很好的方法,可以选用高增益的天线,可以明显的增加传输距离.。
无线通信距离计算 The manuscript was revised on the evening of 2021无线传输距离计算Pr(dBm) = Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)Pr:接受端灵敏度Pt: 发送端功率Cr: 接收端接头和电缆损耗Ct: 发送端接头和电缆损耗Gr: 接受端天线增益Gt: 发送端天线增益FL: 自由空间损耗FL(dB)=20 lg R (km) +20 lg f (GHz) +R是两点之间的距离f是频率=自由空间通信距离方程自由空间通信距离方程设发射功率为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:L0 (dB) = 10 Lg( PT / PR ) = + 20 Lg f ( MHz ) + 20 Lg R ( km ) - GT (dB) - GR (dB)[举例] 设:PT = 10 W = 40dBmw ;GR = GT = 7 (dBi) ; f = 1910MHz问:R = 500 m 时, PR =解答: (1) L0 (dB) 的计算 L0 (dB) = + 20 Lg 1910( MHz ) + 20 Lg ( km ) - GR (dB) - GT (dB)= + 65.62 - 6 - 7 - 7 = (dB))(2) PR 的计算PR = PT / ( 10 ) = 10 ( W ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / ( 10 ) = 1 ( μW ) / = ( μW ) = 156 ( mμW ) # 顺便指出,电波在穿透一层砖墙时,大约损失 (10~15) dB无线传输距离估算传输距离估算?无线网络系统的传输距离或覆盖范围受多种因素的影响,除了信号源的发射功率、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、树木和墙壁的遮挡,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,下面的表格就是对一个“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。
计算公式为: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:传输距离估算?总增益(dBm)最大距离(m)实际距离(m)915043100100801092001491215003421257004631301000639139********14840002233153********1601000051061692000095481815000021838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。
无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关﹝Los﹞(dB)= +20lgD(km) +20lgF(MHz)式中Lfs为传输损耗,D为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = +20lg D(Km) +20lg F(MHz)Los 是传播损耗,单位为dBD是距离,单位是KmF是工作频率,单位是MHz下面举例说明一个工作频率为,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:1. 由发射功率 10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、F计算得出D =31公里.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。
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 =公里??Los = +20lg D(Km) +20lg F(MHz)F=433MHzLos=接收灵敏度 LNA Gain Tx power 天线增益–大气衰减NRF905接收灵敏度 -100dBmLNA Gain: 25dBTX power 26dBm天线增益2dB大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)?Los=100 +25 +26 +2-35= +20lg D(Km) +20lg 433D=45.34Km实际测试结果: D=1.3Km代入上面公式可算出实际大气的衰减量:Los = 20lg 20lg 433?Los=接收灵敏度 LNA Gain Tx power 天线增益–大气衰减NRF905接收灵敏度 -100dBmLNA Gain: 25dBTX power 26dBm天线增益2db大气衰减: 35dB(根据目前市场上的模块实际传输距离算出的)Los=100 +25 +26 +2-x= +20lg +20lg 433X=?从而可以推算出如果D=20Km,至少需要输出Power多大:?Los=100 +25 +Tx += +20lg20 +20lg433Tx=?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:?Los=100 +25 +43 += +20lgD +20lg433D=无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率灵敏度(dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV),其中Vout是以mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout /1uV),其中Vout是以uV为单位的电压值换算关系:Pout=Vout×Vout/RdBmV=10log(R/+dBm,R为负载阻抗dBuV=60+dBmV应用举例无线通信距离的计算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。
通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。
[Lfs](dB)=+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz计算。
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6d B.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los = + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los=20Lg(4π/c)+20Lg(f(Hz))+20Lg(d(m))=20Lg(4π/3x10^8)+20L g(f(MHz)x10^6)+20Lg(d(km)x10^3)=20Lg(4π/3)-160+20Lgf+120+20L gd+60=+20Lgf+20Lgd, d 单位为km,f 单位为MHzLos 是传播损耗,单位为dB,一般车内损耗为8-10dB,馈线损耗8dBd是距离,单位是Kmf是工作频率,单位是MHz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,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:1. 由发射功率+10dBm,接收灵敏度为-105dBmLos = 115dB2. 由Los、f计算得出d =30公里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。
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 =公里结论: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍在遥控钥匙门禁(RKE)系统中,可以用钥匙扣上的发射器从远端开锁,发射器将无线编码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315MHz和。
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设备的有效收发距离。
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”对路径损耗的影响,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。
在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车门。
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径损耗。
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。
地面反射中的路径损耗在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和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。
直接路径和地面反射路径的传输距离由式2和式3表示:由于R、R1、R2 >> h1、h2,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子: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。