• 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)=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-105dBm

          Los = 115dB

        2. 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 =1.7公里  

     

    Los = 32.44 +20lg D(Km) +20lg F(MHz)

    F=433MHz

    Los=接收灵敏度 LNA Gain Tx power 天线增益–大气衰减

    NRF905接收灵敏度 -100dBm

    LNA Gain: 25dB

    TX 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=32.44 +20lg D(Km) +20lg 433

    D=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 = 32.44 20lg 1.3 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 -100dBm

    LNA Gain: 25dB
    TX 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=32.44 +20lg 1.3 +20lg 433

    X=65.55dB

     

    从而可以推算出如果D=20Km,至少需要输出Power多大:

     

    Los=100 +25 +Tx +2-65.55=32.44 +20lg20 +20lg433

    Tx=49.74dBm

     

    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 +2-65.55=32.44 +20lgD +20lg433

    D=9.2Km
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