无线电波的传输距离,频率,功率之间的关系
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大家常提到无线电波的通联距离其实是理论通联距离,说到通联距离就不得不提自由空间传播损耗。无线电波在自由空间的传播是电波传播研究中最基本、最简单的一种。自由空间是满足下述条件的一种理想空间:
① 均匀无损耗的无限大空间;
② 各向同性;
③ 电导率为零。
用电磁场理论可以推出,在自由空间传播条件下,传输损耗Ls的表达式为:
Ls(dB)=32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km)
其中:
① f为信号传播频率;
② d为信号传播距离。
从上面的公式可以看出,自由空间基本传输损耗Ls仅与频率f和距离d有关,当f或d增大一倍时,Ls均增加6dB。由此我们可知,同样的距离,145MHz频段的信号的传播损耗比290MHz频段的信号少6dB,比435MHz的信号少9dB。
当工作频率固定不变时,要想距离增加一倍,就必须让功率增加6dB。也就是功率增加4倍,距离增大一倍。由此可见,功率增加到一定程度后,一点儿也不实惠。假设某频率5w可以通信2公里,那么20w可以通信4公里。要想通信距离再增加一倍达到8公里,功率还需要增加4倍,也就是需要80w。
除了增加功率以外,增加天线的增益也可增加覆盖距离。天线增益和覆盖距离之间的对应关系见下表。
天线增益增量(dB) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
覆盖距离倍数 |
1.12 |
1.28 |
1.41 |
1.58 |
1.78 |
2 |
注:按照自由空间传播模型计算。
从上表可以看出,天线增益增加3dB(为原增益的2倍),覆盖距离仅是原距离的1.41倍;要想覆盖距离变为原距离的2倍,天线增益必须增加6dB(为原增益的4倍)。
2021年2月13日 08:20