天线增益、传输环境与通信距离的关系
超短波通信距离浅析
超短波通信距离浅析摘要:本文分析了超短波的传播特点,以及影响机载超短波电台通信距离的相关因素;并从理论和工程应用两方面对超短通信距离加以分析。
希望能为工程应用人员,在超短波通信设备的实际应用过程中提供帮助。
关键词:超短波传播特性影响因素传播距离超短波通信:利用超短波频段的无线电波传送信息的无线电通信。
超短波波段的波长范围为10～1 m,对应的频率范围为30～300 MHz,为甚高频(VHF)频段,故又叫甚高频通信。
由于微波低端的特高频(UHF)中300～1000 MHz这部分频段的传播特点及应用范围与VHF大致相同,因此广义的超短波通信的频段范围包括VHF全部频段和UHF低端部分频段。
超短波传播主要靠空间波直线传播,也有一定的绕射能力,但随着波长的缩短,绕射能力越来越微弱,因此在这一波段中的通信主要是视距范围内空/空、空/地话音和数据的传输。
1 超短波的传播特性超短波与短波传播不同,无电离层反射,通常也称为视距传播。
所谓视距传播就是对那些地波传播能力很弱,天波又基本不存在的电波的传播方式。
视距是接收和发射两点之间处在可视范围之间,能互相“看见”的距离。
如图1所示。
这种传播方式的特点是:地面衰减大、无天波,信号基本上按直线传播;其频率传输特性上与短波有很大差别,由于频率较高,发射的天波一般将穿透电离层射向太空,而不能被电离层反射回地面,所以主要依靠空间直射波传播(只有有限的绕射能力)。
像光线一样,传播距离不仅受视距的限制,还要受高山和高大建筑物的影响。
用于地面通信时:如架设几百米高的电视塔,服务半径最大也只能达150 km左右。
要想传播的更远,就必须依靠中继站转发或者将其发射天线和接受天线都架设的足够高;而用于空地通信时:由于电台和天线随飞机的高度升高而升高,受地物影响较小,可以传播的更远。
2 影响超短波通信距离的因素影响超短波通信距离和效果的因素有以下几个方面。
2.1 系统参数(1)受发射机输出功率越强,发射信号的覆盖范围越大,通信距离也就越远;但发射功率也不能过大,发射功率过大不仅耗电,而且影响功放元器件的寿命,同时干扰性强,影响他人的通话效果,还会产生辐射污染。
关于无线信号传输距离和衰减问题
关于无线信号传输距离和衰减问题什么是无线CPE?CPE的英文全称为：Customer Premise Equipment！无线CPE就是一种接收wifi信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡、无线AP和无线网桥！可以接收无线路由器，无线AP和无线打印服务器的无线信号！是一款新型的无线终端接入设备！大量应用于医院，单位，工厂，小区等无线网络接入，节省铺设有线网络的费用！搭配14DBI的原装平板定向天线！按照理想的状况来说户外直线传输距离达到2000米是没问题的！理想的情况所指的是无干扰无障碍的情况下，而在我们生活的城市这种情况基本上是不可能存在的，在一般的生活小区，医院和单位的较为稳定接收距离是500米左右！如果接收的距离内有墙体阻隔，按照每堵墙衰减3DBI来算(具体衰减值跟墙的参数有很大区别)此款无线USB CPE还搭配3米的USB延长线，如果要接受户外的无线信号，CPE天线最好是外置于户外，这样搭配的3米USB延长线是不可缺少的了！"穿墙能力"与设备使用的频段有直接的关系。
微波的最大特点就是近乎直线传播，绕射能力非常弱，因此身处在障碍物后面的无线接收设备会被障碍物给阻挡。
所以对于直线传播的无线微波信号来说，只能是"穿透"障碍物以到达障碍物后面的无线设备了。
"穿透"了障碍物的无线信号将逐渐变成较弱的信号，至于这个信号还有多强，这就是穿透能力或直接说是"穿墙能力"了。
对于用户来说，都希望无线信号能至少穿透屋内的墙壁和地板。
墙壁的材质有多种，有木质墙、玻璃墙、砖墙、混凝土墙等；地板一般是钢筋混凝土。
每穿透一道隔离墙，无线的接受信号或多或少都有衰减，上面的建筑结构依次从低到高的衰减。
一旦选用了发射功率过低、接收灵敏度不够、天线增益不够的无线设备，无线信号会衰减得很利害，传输速率急速下降，甚至会容易出现无线的盲点。
无线设备的发射功率、接收灵敏度(这是双向的)、天线增益、有效传输距离都直接与隔断穿透能力和连接是否稳定以及最终实际传输速率有关，是能否实现稳定速度无缝连接十分关键的指标。
汽车传感与车载网络技术测试题答案
1.概述一、填空题（每空4分，共80分）1. 把被测参量按规律转换为另一种参量的器件或装置叫做传感器。
2. 传感器通常把物理量、化学量、生物量等被测参量转换为电参量。
3. 传感器通常由敏感器件、转换器件和变换电路组成。
4. 传感器按输出量类型可分为模拟式和数字式。
5. 长度传感器是按输入量类型命名的。
6. 电阻式传感器是按工作原理分类的。
7. 车联网信息交互包括车-车、车-路、车-人、车-互联网。
8. 车联网按交互范围包括车内网、车际网、车载移动互联网三种基础网络。
9. 车辆网架构包括应用层、网络层、感知层。
10. 车联网必须按照约定的通信协议进行信息交换。
二、简答题（每题20分，共20分）1. 解释“电容式数字输出量液位传感器”的含义。
作用是测量液位高度，通过电容值变化测量液位，输出信号是数字式电信号。
2.汽车传统与常用传感器一、填空题（每空2分，共40分）1. ABS速度传感器是用于测量车轮转速，它可用于汽车的 ABS防抱死系统。
2. 压电材料特性可用于测量压力和加速度。
3. 传感器特性分为静态特性和动态特性。
4. 线性度是输出-输入校准曲与理论拟合直线的最大偏差与量程之比。
5. 被测量按同一方向连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度称为重复性。
6. 灵敏度是输出变化值与输入变化值之比。
7. 传感器输入的上限值与下限值之差称为量程。
8. 温漂指温度温度每升高1摄氏度时输出偏离原值的最大偏差与量程的比值。
9. 零漂指无输入或输入不变时，每隔一定时间输出偏离原值的最大偏差与量程的比值。
10. 误差指被测量的输出值与真值之差，可以使用绝对值和相对值表示。
11. 对某一稳定的被测量，连续重复测量结果的分散程度称为精密度。
12. 传感器输出值与真值的偏离程度称为准确度。
13. 响应时间、分辨力、灵敏度等称为传感器特性的误差因素。
二、判断题（每题2.5分，共20分）1. 相同功能的传感器，检测原理一定都相同。
影响通信距离的主要因素及估算方法
影响通信距离的主要因素及估算方法任何无线电通信系统的作用距离不仅取决于发信机功率的大小、天线的增益，天线的有效高度，而且还与要求的话音质量、收信机灵敏度、电波传播等因素有关。
以超短波通信设备电波传播方式为例，它主要是直接波传播，由于需通过许多复杂的环境和各种地形，故传播条件各不相同。
影响超短波通信设备通信距离主要有三个因素：1)无线电波随着收、发信机之间的距离增加而减弱。
这是一种连续的，可以预测的衰耗，它与收、发信机天线高度、频率、大气状况及地形条件等因素有密切关系。
2)阴影损耗。
它是由于建筑物，小山丘等阻挡物引起的随机衰落。
在城市中，它随着阻挡物高度和密度的增加而加快，甚至可以使通信设备的通信距离大幅度地减小。
3)多径传播引起的快衰落。
由于移动中的通信设备天线低矮，完全埋没在各种建筑物、树木等下面，到达收信点的电波不仅有直接波，还有许多反射波，使合成的信号时而增强，时而减弱，造成快衰落。
这对通信设备通信来讲，是非常不利的。
影响超短波通信设备通信距离的主要因素一般来讲是这三个因素相互累加的结果。
1.视线距离计算由于地球是球形，凸起的地表面会挡住视线。
视线所能达到的最远距离称为视线距离do。
在图1-1中，设两部超短波通信设备的天线高度分别为h1和h2，连线Qp与地球表面相切于C点、则do(do=d1+d2)即为直接波所能到达的最远距离，称为视线距离。
现在让我们来推导do的计算公式。
设地球半径为Ro，天线高度分别为h1和h2。
在直角三角形QCO中，QO2-CO2在直角三角形PCO中，由于Ro>>h1、h2，故上式中可略去h12和h22，则近似可得而do=dl+d2，所以视线距离do为式中Ro=6370Km，h1、h2单位为m，则由此可见，视线距离是取决于收、发天线架设高度的。
天线架设越高，视线距离越远，因此在实际通信中，应尽量利用地形、地物把天线适当架高。
实际上，由于大气的不均匀性对电波传播轨迹要产生影响，所以，直接波传播所能到达酌视线距离应修正为由于地面是球形的，当电波传播的距离不同时，其情况也不相同。
无线通信信号的传输特性和衰减规律
无线通信信号的传输特性和衰减规律引言：无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分，它提供了人们互相沟通、信息传递和数据传输的便利。
然而，了解无线通信信号的传输特性和衰减规律对于优化信号传输和提高通信质量非常重要。
本文将详细介绍无线通信信号的传输特性和衰减规律的内容和步骤。
一、无线通信信号的传输特性：1. 传输速率：无线通信信号的传输速率是指在单位时间内传输的信息量。
传输速率主要受到信道带宽和调制方式的影响。
例如，高带宽和高阶调制方式可以提高传输速率。
2. 传输距离：无线通信信号的传输距离是指一个信号从发送端到接收端所需的距离。
传输距离主要受到发射功率、接收器灵敏度和环境干扰等因素的影响。
3. 传输延迟：无线通信信号的传输延迟是指一个信号从发送端到接收端所需的时间。
传输延迟主要受到传输距离和信号处理时间等因素的影响。
二、无线通信信号的衰减规律：1. 自由空间衰减：自由空间衰减是指无线通信信号在自由空间中由于传输距离增加而衰减。
自由空间衰减的规律遵循反比关系，即信号功率与传输距离的平方成反比。
2. 多径衰落：多径衰落是指无线通信信号在传输过程中遇到多条路径的干扰而产生的衰减现象。
多径衰落的规律较为复杂，常见的有瑞利衰落和莱斯衰落等。
3. 阴影衰落：阴影衰落是指由于地形、建筑物或其他物体对信号传播的遮挡而产生的衰减现象。
阴影衰落的规律取决于遮挡物的位置和信号频率。
4. 天线增益和方向性：天线增益和方向性是指通过优化天线设计和调整天线方向来提高信号的传输距离和减小衰减。
天线增益和方向性可以根据具体需求进行调整。
步骤：1. 选择合适的频段和调制方式：根据通信需求和环境条件选择合适的频段和调制方式，以提供更高的传输速率和更好的通信质量。
2. 优化发射功率和天线设计：通过合理设置发射功率和优化天线设计，可以提高信号的传输距离和减小衰减现象，以增强通信性能。
3. 考虑多径衰落和阴影衰落：在通信系统设计中，应考虑多径衰落和阴影衰落对信号传输的影响，并采取相应的调整措施，如使用天线阵列、均衡器等。
影响无线通讯可靠性和距离的几个因素无线通信距离的主要性能指标有
影响无线通讯可靠性和距离的几个因素无线通信距离的主要性能指标有四个：一是发射机的射频输出功率，二是接收机的接收灵敏度，三是系统的抗干扰能力，四是发射/接收天线的类型及增益，而在这四个主要指标中，各国电磁兼容性标准（如北美的ＦＣＣ、欧洲的ＥＮ规范）均只限制发射功率，只要对接收灵敏度及系统的抗干扰能力两项指标进行优化，即可在符合ＦＣＣ或ＣＥ标准的前提下扩大系统的通信距离。
一、影响无线通信距离的因素1、地理环境通信距离最远的是海平面及陆地无障碍的平直开阔地，这也是通常用来评估无线通信设备的通信距离时使用的地理条件。
其次是郊区农村、丘陵、河床等半障碍、半开阔环境，通信距离最近的是城市楼群中或群山中，总之，障碍物越密集，对无线通信距离的影响就越大，特别是金属物体的影响最大。
一些常见的环境对无线信号的损耗见下表根据路径损耗公式:Ld=32.4+20logf +20logd f=MHZ d=Km可知信号每损耗6dB通讯距离就会减少一半!另一个因素就是多路径影响如图:所以如果无线模块附近的障碍物较多时也会影响通讯的距离和可靠性.2、电磁环境直流电机、高压电网、开关电源、电焊机、高频电子设备、电脑、单片机等设备对无线通信设备的通信距离均有不同程度的影响。
3、气侯条件空气干燥时通信距离较远，空气潮湿（特别是雨、雪天气）通信距离较近，在产品容许的环境工作温度范围内，温度升高会导致发射功率减小及接收灵敏度降低，从而减小了通信距离。
4、发射机的射频输出功率发射功率越大，通信距离越大；从理论上说发射功率可无限制地增加，但实际上由于受成本或技规的限制，发射机的输出功率也是有限的。
5、接收机的接收灵敏度接收灵敏度反映了接收机捕捉微弱信号的功能，接收灵敏度越高，通信距离也越远。
但由于受自然界电磁噪声及工业污染、电子元器件固有噪声的影响，-123dBm（即0.158uv）通常被认为是现代无线电通信中纯硬件实现的接收灵敏度的极限值，很难突破，即使加上软件纠错也只能再改善1-3dB，如果通信系统的接收灵敏度已接近这一极限值就已无潜力可挖了，要提高通信距离只能从其它方面着手了。
天线极化和距离的关系
天线极化和距离的关系
天线极化和距离的关系在通信领域中是一个非常重要的概念。
天线极化是指电磁波在传播过程中振动方向的特性，通常包括水平极化和垂直极化两种类型。
而天线极化和距离之间的关系则是指在通信过程中，天线极化类型对通信距离的影响。
首先，天线极化类型对通信距离有着直接的影响。
在实际的通信过程中，如果发送天线和接收天线的极化类型不一致，就会导致信号衰减和通信质量下降。
因此，在通信系统设计中需要考虑天线极化类型的匹配，以确保通信质量。
其次，在实际的通信应用中，通常会根据通信环境和需求来选择合适的天线极化类型。
例如，在城市中，由于建筑物和其他障碍物的存在，通常会选择垂直极化以减少多径衰减；而在开阔的平原地区，水平极化则可能更适合。
因此，天线极化类型的选择也会受到通信距离的影响。
另外，通信距离也会对天线极化类型的选择产生影响。
通常来说，随着通信距离的增加，信号衰减也会增加，因此需要更加谨慎地选择合适的天线极化类型来保证通信质量。
在一些需要长距离通信的场景中，如卫星通信或者无线电通信，天线极化类型的选择将会显得尤为重要。
综上所述，天线极化类型和通信距离之间存在着密切的关系。
在实际的通信系统设计和应用中，需要综合考虑通信环境、通信距离以及天线极化类型等因素，以选择合适的天线极化类型来保证通信质量。
只有在充分考虑了这些因素后，才能够实现稳定、高效的通信传输。
天线平均增益
天线平均增益天线平均增益是衡量天线性能的重要指标之一。
在通信系统中，天线是传输信号的重要组成部分，它将电磁波能量转换成电信号或将电信号转换成电磁波能量，起到信号的接收和发射作用。
而天线的平均增益就是衡量天线在接收或发射信号方面的性能的一个指标。
天线平均增益的概念是基于天线的辐射特性而提出的。
通过测量和计算，我们可以得到天线在某一方向上运行时与相同功率的参考天线的辐射强度比值，即为天线的增益。
而天线平均增益则是指天线在水平面上所有方向增益的平均值。
天线平均增益是天线性能指标之一，其中最重要的参数是短波反射、阻抗匹配、增益、方向性、频率响应等。
通常，天线平均增益是描述天线性能最好的参数之一。
它能够指出一个天线在特定频率上的大致性能，以及它能够在哪些范围内有效地通信。
在选择天线时，天线的平均增益是非常重要的指标之一。
通信系统选择适合的天线往往会影响通信质量和通信距离等因素。
天线平均增益的大小与天线的发射和接收能力有关。
对于一定的天线，在其有效收发区域内，天线平均增益越大，其发射和接收能力就越强，其通信距离也就越远。
因此，天线的平均增益可以看作是衡量天线传输能力和质量的一个指标。
在实际应用中，天线平均增益往往是衡量天线性能的重点，一些性能好的天线的平均增益可以达到30dB以上。
很明显，随着通信市场的发展，通信技术也不断更新，对天线的性能要求也不断提高。
因此，天线设计和技术也在不断升级和发展。
我们可以看到，无线通信在现代社会中已经普及，而天线平均增益一直是无线通信有关领域的重要研究方向之一。
为了提高通信质量和通信距离，未来的天线将会越来越精细化和高效化，其平均增益也将会逐渐提高。
综上所述，天线平均增益是衡量天线性能的一项重要指标。
它可以有效地反映天线的传输能力和通信质量，被广泛应用于通信系统中。
而随着通信技术的不断发展，在未来，天线平均增益将成为天线技术领域中最重要的技术指标之一。
移动通信基站天线基础知识
移动通信基站天线基础知识移动通信基站天线是移动通信系统中的重要组成部分，其作用是将电信号转化为电磁波，并进行无线传输。
本文将介绍移动通信基站天线的基础知识，包括天线的类型、工作原理、性能指标等内容。
一、天线的类型移动通信基站天线可以根据不同的分类方式进行分类。
根据天线的工作频段，可以分为以下几类：1. 宽频段天线：适用于多频段的通信系统，能够覆盖不同频段的通信需求。
2. 扇形覆盖天线：用于小区域通信，形状呈扇形，信号覆盖范围有限。
3. 定向天线：用于长距离通信，信号传输更远且更稳定，但只能在特定方向进行通信。
4. 等向天线：信号传输范围广且均匀，适用于城市通信等环境。
根据天线的形状和结构，还可以分为以下几类：1. 竖直天线：天线的辐射方向主要朝向地面，适用于城市通信等场景。
2. 水平天线：天线的辐射方向主要朝向水平方向，适用于山区等场景。
3. 室内天线：适用于室内信号覆盖，可提供稳定的室内信号传输环境。
4. 中心天线：用于高速列车、高速公路等移动环境下的通信需求。
二、天线的工作原理移动通信基站天线的工作原理是将电信号转化为电磁波，并进行无线传输。
具体工作原理如下：1. 输入信号处理：接收来自基站设备的电信号，并进行处理，使其符合天线的输入要求。
2. 电信号转换：将输入信号转换为高频电磁波，以便进行无线传输。
3. 辐射和传输：将转换后的电磁波通过天线辐射出去，在空间中传输到指定的接收器。
4. 接收器接收：接收器接收到天线辐射出的电磁波，并将其转换为电信号。
三、天线的性能指标移动通信基站天线的性能指标直接影响着通信系统的性能。
常见的天线性能指标包括：1. 增益：衡量天线的辐射效率，增益越高，传输距离越远。
2. 驻波比：衡量天线的匹配程度，驻波比越小，能量传输效率越高。
3. 方向性：衡量天线在不同方向上的辐射效果，方向性越强，信号传输精度越高。
4. 波瓣宽度：衡量天线在空间中的覆盖范围，波瓣宽度越大，覆盖范围越广。
天线场强计算
天线场强计算天线场强计算是无线通信领域中非常重要的一个概念，它用于衡量天线发射或接收到的无线信号的强度。
在无线通信系统中，天线场强的大小直接影响到信号的传输质量和通信距离。
因此，准确计算天线场强对于设计和优化无线通信系统至关重要。
在进行天线场强计算时，需要考虑多个因素，包括天线的增益、功率、频率、距离和环境等。
下面将逐一介绍这些因素对天线场强的影响。
天线的增益是指天线在特定方向上的辐射能力，它决定了天线辐射出的信号强度。
增益越高，天线辐射的信号强度就越大。
因此，选择合适的天线增益对于提高天线场强至关重要。
天线发射的功率也是影响天线场强的重要因素。
功率越大，信号传输的距离就越远，但也会增加能量消耗和干扰的可能性。
因此，在实际应用中，需要根据通信需求和环境条件来选择合适的发射功率。
天线场强还受到信号频率的影响。
不同频率的信号在传输过程中的衰减程度不同，因此对于不同频率的信号，需要采用不同的天线和功率参数来获得较好的天线场强。
距离也是影响天线场强的一个重要因素。
随着距离的增加，信号的强度会逐渐减弱，这是由于信号在传输过程中会遭受自由空间路径损耗。
因此，在实际应用中，需要根据通信距离来选择合适的天线和功率参数，以确保信号的传输质量。
环境因素也会对天线场强产生影响。
例如，建筑物、树木、地形等会对信号的传播造成遮挡和衰减，从而降低天线场强。
在实际应用中，需要综合考虑环境因素，选择合适的天线安装位置和参数，以提高天线场强。
在进行天线场强计算时，可以采用理论计算和实测相结合的方法。
理论计算可以通过模型和公式来估算天线场强，而实测则是通过实际测量来获取天线场强的数据。
综合分析理论计算和实测数据，可以更加准确地评估天线场强的情况。
总结起来，天线场强计算是无线通信系统中不可或缺的一部分。
通过考虑天线的增益、功率、频率、距离和环境等因素，可以准确计算天线场强，并据此进行无线通信系统的设计和优化。
在实际应用中，需要根据通信需求和环境条件来选择合适的天线和参数，以提高天线场强和信号传输质量。
无线通信距离计算
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。
如何解决Lora通信中的传输距离限制问题
如何解决Lora通信中的传输距离限制问题Lora通信技术近年来备受关注，被广泛应用于物联网领域。
其长距离传输和低功耗的特点使得它成为物联网设备间远距离通信的理想选择。
然而，Lora通信中仍存在传输距离限制的问题，这限制了应用的扩展和灵活性。
本文将探讨如何解决Lora通信中的传输距离限制问题，并提出一些解决方案。
一、Lora通信传输距离限制的原因在Lora通信中，传输距离限制主要由以下几个因素造成：1. 发射功率限制：Lora设备的发射功率存在一定的限制。
根据国际电信联盟（ITU）的规定，大多数国家/地区Lora设备的发射功率限制在20dBm以下。
这就意味着Lora设备在传输信号时，其最大覆盖范围有一定的限制。
2. 衰减和传输损耗：Lora通信中的传输损耗主要由自由空间传输损耗和多径传输损耗组成。
自由空间传输损耗是由于信号在空气中传输过程中衰减引起的，而多径传输损耗则是由于多个路径上的信号抵消引起的。
这些传输损耗会导致信号的衰减，限制了通信的传输距离。
3. 频率选择：Lora通信采用了低频段的无线电频率，如433MHz、868MHz和915MHz等。
这些频段具有较好的穿透能力和传输距离，但同时受到频率选择性衰减的影响。
频率选择性衰减会导致信号在传输过程中被干扰或衰减，限制了通信的传输距离。
二、优化传输距离的解决方案为了解决Lora通信中的传输距离限制问题，可以考虑以下几种解决方案：1. 增加发射功率：一种直观的方法是增加Lora设备的发射功率。
然而，由于法律规定和硬件限制，Lora设备的发射功率有一定的限制。
因此，在增加发射功率时需要遵守相应的法规和标准，并确保设备的性能和可靠性。
2. 增加天线增益：另一种增加传输距离的方法是增加天线的增益。
通过采用高增益天线，可以增加信号的发送和接收能力，提高通信的传输距离。
然而，天线增益的增加也面临着一些问题，如天线尺寸的增大和指向性的增强，需要在实际应用中权衡考虑。
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？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）。
影响无线通讯的几个因素
响无线通讯的几个因素(2011-10-12 11:37:50)转载▼对于无线通信以及无线系统，影响通信距离的主要性能指标有四个：一是发射功率；二是接收器灵敏度；三是系统抗干扰能力；四是发射/接收天线的类型及增益。
而在这四个主要指标中，各国电磁兼容性标准（如北美的FCC、欧洲的EN规范）均只限制发射功率，只要对接收灵敏度系统的抗干扰能力两项指标进行优化，即可在符合FCC 或CE标准的前提下扩大系统的通信距离。
一、影响无线通信距离的因素1、地理环境通信距离最远的是海平面及陆地无障碍的平直开阔地，这也是通常用来评估无线通信设备的通信距离时所使用的地理条件。
其次是郊区农村、丘陵、河床等半障碍、半开阔环境，通信距离最近的是城市楼群中或群山中，总之，障碍物越密集，对无线通信距离的影响就越大，特别是金属物体的影响最大。
一些常见的环境对无线信号的损耗如下表所示：根据路径损耗公式: Ld=32.4+20logf+20logdf=MHZ d=Km 可知信号每损耗6dB，通讯距离就会减少一半!另一个因素就是多路径影响，所以如果无线模块附近的障碍物较多时也会影响通讯的距离和可靠性。
2、电磁环境直流电机、高压电网、开关电源、电焊机、高频电子设备、电脑、单片机等设备对无线通信设备的通信距离均有不同程度的影响。
3、气侯条件空气干燥时通信距离较远，空气潮湿（特别是雨、雪天气）通信距离较近，在产品容许的环境工作温度范围内，温度升高会导致发射功率减小及接收灵敏度降低，从而减小了通信距离。
4、发射功率发射功率越大，通信距离越大；从理论上说发射功率可无限制地增加，但实际上由于受成本或法律规定的限制，发射机的输出功率也是有限的，特别时对于低功耗系统的要求。
5、接收器灵敏度接收器灵敏度反映了接收机捕捉微弱信号的功能，接收灵敏度越高，通信距离也越远。
但由于受自然界电磁噪声及工业污染、电子元器件固有噪声的影响，-123dBm（即0.158uv）通常被认为是现代无线电通信中纯硬件实现的接收灵敏度的极限值，很难突破，即使加上软件纠错也只能再改善 1-3dB，如果通信系统的接收灵敏度已接近这一极限值就已无潜力可挖了，要提高通信距离只能从其它方面着手了。
天线增益原理
天线增益原理天线增益是指天线辐射功率与理想全向辐射天线相比的增益。
天线增益是天线性能的一个重要指标，它可以用来评价天线的辐射效率和指示天线的辐射方向性。
在无线通信系统中，天线增益的大小直接影响着通信质量和通信距离。
因此，了解天线增益原理对于设计和选择天线具有重要意义。
天线增益的原理主要受到天线的辐射特性和辐射方向性的影响。
在天线理论中，天线的辐射功率可以用辐射功率密度来描述，辐射功率密度是指单位面积上通过的辐射功率。
天线的辐射功率密度与辐射功率成正比，而辐射功率与天线输入功率成正比。
因此，天线增益实际上是天线辐射功率密度与理想全向辐射天线辐射功率密度的比值，即增益=G/Go，其中G为实际天线的辐射功率密度，Go为理想全向辐射天线的辐射功率密度。
天线增益的大小与天线的辐射方向性有关。
一般来说，天线的辐射方向性越强，天线增益就越大。
在实际应用中，通常会根据通信需求选择合适的天线增益。
例如，在城市中心地区，由于建筑物密集，信号传播距离较近，可以选择辐射角度较大的天线，而在郊区或者远距离通信中，需要选择辐射角度较小的天线，以获得更远的通信距离。
天线增益的大小也受到频率的影响。
一般来说，天线的增益随着频率的增加而增加。
这是因为天线的尺寸与频率有关，当频率增加时，天线的尺寸相对于波长来说就会减小，从而增加天线的增益。
因此，在实际应用中，需要根据通信频率选择合适的天线，以获得最佳的通信效果。
总的来说，天线增益是天线辐射功率密度与理想全向辐射天线辐射功率密度的比值，它反映了天线辐射性能和辐射方向性。
在无线通信系统中，天线增益的大小直接影响着通信质量和通信距离。
因此，在设计和选择天线时，需要充分考虑天线增益的原理和影响因素，以获得最佳的通信效果。
在实际应用中，天线增益的大小需要根据通信需求、频率和环境等因素进行综合考虑。
合理选择天线增益，可以提高通信质量，扩大通信覆盖范围，满足不同场景下的通信需求。
因此，深入了解天线增益原理对于无线通信系统的设计和优化具有重要意义。
天线的基本作用
天线的基本作用天线是一种用于接收和发送无线电波的装置，它在现代通信中起着至关重要的作用。
天线的基本作用可以概括为接收和发送无线信号、增强信号传输和提高通信距离。
天线作为无线通信中的重要组成部分，扮演着接收和发送无线信号的角色。
在接收方面，天线接收来自空间中的无线电波，并将其转化为电信号，以便接收设备对其进行解码和处理。
无线电波可以携带各种信息，如语音、图像和数据等。
当无线电波通过天线进入接收设备时，设备可以解码这些信号并将其转化为人类可理解的形式。
在发送方面，天线将电信号转换为无线电波并将其传输到空间中。
这样，无线电波就可以传播到远处，并被其他设备接收和解码。
天线在信号传输中起着增强作用。
天线可以将接收到的信号转化为电信号，并将其传输到接收设备。
在这个过程中，天线起到了信号放大和增强的作用。
天线的结构和设计可以使得信号能够更好地传输和传导，减少信号的衰减和失真。
通过选择合适的天线类型和配置，可以在不同的环境和距离下实现更远的信号传输。
因此，天线的存在可以提高通信的可靠性和稳定性。
天线还可以增强通信的距离。
天线的设计和性能直接影响着通信的距离。
一般来说，天线的增益越高，通信距离就越远。
天线的增益是指天线相对于理想点源天线的辐射功率。
通过合理选择和配置天线，可以实现更远距离的通信。
在一些特殊应用场景中，如航空、卫星通信和远程无人机控制等，天线的增益对于确保通信质量和可靠性至关重要。
天线作为接收和发送无线信号的装置，在现代通信中起着至关重要的作用。
它可以接收和发送无线电波，增强信号传输和提高通信距离。
通过合理选择和配置天线，可以实现更远距离的通信，并提高通信质量和可靠性。
因此，天线的基本作用是不可忽视的，它为我们的日常生活和各种应用提供了便利和支持。
微波的一般传输距离
微波的一般传输距离微波是一种电磁波，具有较高的频率和较短的波长。
由于其特殊的特性，微波在通信、雷达、天文学等领域中有着广泛的应用。
微波的传输距离是指信号在微波传输过程中能够有效传播的距离范围。
本文将从不同应用领域的角度，探讨微波的一般传输距离。
一、通信领域在通信领域，微波通信是一种常见的通信方式。
微波通信通过无线电波在空间中传输信息，具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点。
然而，微波通信的传输距离受到多种因素的影响。
1.1 频率微波通信的频率通常在1GHz到300GHz之间，不同频率的微波信号在传输过程中的衰减程度不同。
一般来说，高频率的微波信号在空气中的传输损耗较大，传输距离相对较短，而低频率的微波信号则可以传输较远。
1.2 天气条件天气条件对微波通信的传输距离也有重要影响。
例如，大雨、雾、雪等恶劣天气会导致微波信号的衰减和散射，从而降低传输距离。
因此，在设计微波通信系统时，需要考虑不同天气条件下的传输距离。
1.3 障碍物微波信号在传输过程中会受到障碍物的干扰和衰减。
例如，建筑物、树木、山脉等会阻挡微波信号的传播，限制微波通信的传输距离。
因此，在布置微波通信设备时，需要充分考虑障碍物对传输距离的影响。
二、雷达领域雷达是利用微波信号进行目标探测和测量的一种技术。
雷达的传输距离取决于雷达系统的功率、天线增益、目标反射截面积等因素。
2.1 功率和天线增益雷达系统的功率和天线增益越高，传输距离就越远。
然而，高功率和高增益会增加系统的成本和复杂性。
因此，在实际应用中需要权衡功率和天线增益与传输距离之间的关系。
2.2 目标反射截面积目标的反射截面积是衡量雷达探测能力的重要参数。
目标反射截面积越大，雷达能够探测到的目标距离就越远。
因此，在雷达设计中，需要考虑目标的反射特性对传输距离的影响。
三、天文学领域微波在天文学中有着广泛的应用。
例如，射电望远镜利用微波信号来观测宇宙中的星系、星云等天体。
微波信号在天文学观测中的传输距离也是一个重要因素。
天线增益、传输环境与通信距离的关系
天线增益、传输环境与通信距离的关系一个无线通信系统能够实现的通信距离是由组成该系统的各个设备及通信环境等多种因素决定的。
它们之间的关系可通过下述通信距离方程表示。
如果通信系统发送设备的发射功率为PT，发射天线增益为GT，工作波长为λ。
接收设备接收机的灵敏度为PR，接收天线增益为GR，收、发天线间距离为R，在可视距离内，在环境无电磁干扰时，有以下关系：PT(dBm)-PR(dBm)+ GT(dBi)+GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB)式中，Lc 是基站发射天线的馈线插损；L0 是传播途中的电波损耗。
在系统设计时，对最后一项电波传播损耗L0要留有足够的余量。
一般经过树林和土木建筑大致需要有10~15 dB余量;经过钢筋水泥楼时需要有30~35 dB余量。
对于800MH、900ZMHz CDMA和GSM频段，通常认为手机的接收门限电平约为-104dBm，而实际的接收信号至少应高出10dB，才能保证达到要求的信噪比。
实际上，为保持良好的通信，往往按接收功率为-70 dBm来计算。
设基站有如下参数：发射功率为PT =20W=43dBm ；接收功率为PR=-70dBm；馈线的损耗为2.4dB（约为60米的馈线）手机接收天线增益GR=1.5dBi;工作波长λ=33.333cm (相当于频率f0=900MHz);上述通信方程将变为:43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1.5dBi=32dB+ 20logr(m) dB +2.4dB+传播损耗L0114.5dB+ GT(dBi) -34.4dB = 20logr(m)+传播损耗L080.1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+传播损耗L0当上式的左侧值大于右边值，即：GT(dBi) > 20logr(m)-80.1dB+传播损耗L0不等式成立时，可认为能保持系统的良好通信。
如果基站采用全向发射天线，增益为GT=11dBi，收、发天线距离R=1000m;则通信方程进一步变为11dB> 60-80.1dB +传播损耗L0，即在传播损耗L0<31.1dB时，在1公里距离内就能保持良好通信。
电磁波的传输距离如何计算？
电磁波的传输距离如何计算？在我们的日常生活中，电磁波无处不在。
从手机通信到广播电视，从无线网络到卫星导航，电磁波在其中发挥着至关重要的作用。
而了解电磁波的传输距离对于优化通信系统、规划无线覆盖范围等方面具有重要意义。
那么，电磁波的传输距离到底如何计算呢？要计算电磁波的传输距离，我们首先需要了解一些基本概念。
电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种波动现象，它以光速在空间中传播。
电磁波的频率和波长是两个重要的参数，频率越高，波长越短；频率越低，波长越长。
在理想的自由空间中，电磁波的传输损耗可以用Friis 传输方程来计算。
这个方程考虑了发射功率、接收功率、发射天线增益、接收天线增益以及电磁波的波长和传输距离等因素。
假设发射功率为 Pt，接收功率为 Pr，发射天线增益为 Gt，接收天线增益为 Gr，波长为λ，传输距离为 d，那么 Friis 传输方程可以表示为：Pr ＝ Pt Gt Gr （λ ／（4πd)）²通过这个方程，我们可以在已知其他参数的情况下计算出电磁波的传输距离 d。
然而，实际情况往往比理想的自由空间复杂得多。
在现实环境中，电磁波会受到多种因素的影响，从而导致传输距离的变化。
例如，电磁波在传播过程中会遇到障碍物，如建筑物、山脉、树木等。
这些障碍物会吸收、反射和散射电磁波，从而造成信号衰减。
障碍物的材质、形状和大小都会对衰减程度产生影响。
一般来说，金属障碍物对电磁波的反射较强，而非金属障碍物则更多地表现为吸收和散射。
此外，大气环境也会对电磁波的传输产生影响。
大气中的水汽、氧气和其他气体分子会吸收特定频率的电磁波，导致信号强度减弱。
在恶劣天气条件下，如暴雨、浓雾等，电磁波的传输距离也会受到显著影响。
除了上述因素，电磁波的传输距离还与发射和接收设备的性能有关。
发射设备的功率越大、天线增益越高，电磁波能够传输的距离就越远。
同样，接收设备的灵敏度越高，能够接收到的微弱信号就越强，从而扩大了有效传输距离。
无线电通话原理
无线电通话原理引言无线电通话是一种通过无线电波进行信号传输的通信方式，在现代社会中得到广泛应用。
本文将详细探讨无线电通话的原理，包括信号传输、调制解调、频率选择、天线设计等方面内容。
信号传输无线电通话的基本原理是通过无线电波将信息信号传输到接收端。
无线电波是一种电磁波，具有高频振荡的特性。
在通话过程中，信息信号经过调制处理，转换为高频电磁波信号后发送出去，接收端接收到信号后进行解调还原为原始的信息信号。
调制解调调制是指将低频的信息信号与高频的载波信号进行合成，形成调制后的信号。
常用的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
•幅度调制（AM）是通过调节载波信号的幅度来传输信息信号，调制后的信号幅度的变化表示信息的改变。
•频率调制（FM）是通过调节载波信号的频率来传输信息信号，调制后的信号频率的变化表示信息的改变。
•相位调制（PM）是通过调节载波信号的相位来传输信息信号，调制后的信号相位的变化表示信息的改变。
解调则是将接收到的调制信号分离出原始的信息信号。
解调器通过对接收到的信号进行解析、过滤和放大等处理，将信号还原为原始的信息信号。
频率选择在无线电通话中，频率选择是很重要的，不同的频率对应不同的通信范围和传输速率。
不同频率的无线电波在空间传播中存在信号衰减和多径效应等问题，需要合理选择频率来保证通话质量。
常见的频率选择包括以下几个方面：1. 可用频段不同国家和地区有不同的频段规定，需要根据实际情况选择可用的频段进行通话。
例如，射频（RF）通信系统常用的频段包括2.4 GHz、5 GHz等。
2. 信号传输速率通信系统的信号传输速率也会决定频率选择。
一般来说，高速传输需要更高的频率，而低速传输可以选择较低的频率。
3. 传输距离传输距离的远近也会对频率选择产生影响。
通常情况下，低频率的无线电波传输距离较远，但传输速率较低；高频率的无线电波传输距离较近，但传输速率较高。
天线设计天线是无线电通话中的重要组成部分，负责接收和发送无线电波。
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天线增益、传输环境与通信距离的关系
一个无线通信系统能够实现的通信距离是由组成该系统的各个设备及通信环境等多种因素决定的。
它们之间的关系可通过下
述通信距离方程表示。
如果通信系统发送设备的发射功率为PT ，发射天线增益为
GT,工作波长为入。
接收设备接收机的灵敏度为PR，接收天线增益为GR，收、发天线间距离为R，在可视距离内，在环境
无电磁干扰时，有以下关系：
PT(dBm)-PR(dBm)+ GT(dBi)+
GR(dBi)=20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+ L0(dB)
式中，Lc 是基站发射天线的馈线插损；
L0 是传播途中的电波损耗。
在系统设计时，对最后一项电波传播损耗L0 要留有足够的余量。
一般经过树林和土木建筑大致需要有10~15 dB 余量;经过钢筋
水泥楼时需要有30~35 dB 余量。
对于800MH 、900ZMHz CDMA 和GSM 频段，通常认为手机的接收门限电平约为-104dBm ，而实际的接收信号至少应高出
10dB ，才能保证达到要求的信噪比。
实际上，为保持良好的通信，往往按接收功率为-70 dBm 来计算。
设基站有如下参数：发射功率为PT =20W=43dBm ；接收功率为PR=-70dBm ；馈线的损耗为2.4dB (约为60 米的馈线) 手机接收天线增益GR=1.5dBi;
工作波长入=33.333cm (相当于频率f0 =900MHz);
上述通信方程将变为:
43dBm-(-70dBm)+ GT(dBi)+1.5dBi=32dB+ 20logr(m) dB
+2.4dB + 传播损耗L0
114.5dB+ GT(dBi) -34.4dB = 20logr(m)+ 传播损耗L0
80.1dB+ GT(dBi) = 20logr(m)+ 传播损耗L0
当上式的左侧值大于右边值，即：
GT(dBi) > 20logr(m)-80.1dB+ 传播损耗L0 不等式成立时，可认为
能保持系统的良好通信。
如果基站采用全向发射天线，增益为GT=11dBi ，收、发天线距离R=1000m; 则通信方程进一步变为11dB> 60-80.1dB + 传播损耗
L0 ，即在传播损耗L0<31.1dB 时，在1 公里距离内就能保持良好通信。
在上述同样传播损耗条件下如果发射天线增益GT=17dBi ，即提高6dBi ，则通信距离可增加一倍，即r=2 公里。
其它可依此类推。
但应注意，增益GT 为17dBi 的基站天线只能是波束宽度为 3 0 °、65 °或90°等的扇形波束覆盖，而不能保持全向覆盖了。
另外如果在上述计算中是发射天线增益GT=11dBi 保持不变，但传播环境改变，传播损耗L0=31.1dB-20dB=11.1dB ，则这减小的20dB 传播损耗会使通信距离提高十倍，即r=10 公里。
而传播损耗项与周围的电磁环境有关，在城区，高层建筑多而密集，传播损耗大，在郊区农
村，农舍低矮稀疏，传播损耗小。
因此即
使通信系统的设置完全相同，由于使用环境的差别也会使它的有效
覆盖范围不同。
所以在选择全向、定向天线和高增益或低增益天线形式时，必须根据移动通信网络及应用环境的具体情况考虑运用不同类型、不同规格的基站天线。