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458111con两码中特:如何選擇——無線網絡的信號傳播方式:視距、非視距和超視距?

香港正版两肖两码中特 www.ccdqo.icu 2019年05月21日 10:50:03 供稿:Daniel E. Capano 控制工程網

在設計無線系統時,最重要的因素之一是射頻信號如何在發射器和接收器之間傳播。兩個端點之間的清晰視距(LOS)是理想的目標,但這有點不切實際,特別是在工業環境中。農村地區存在影響傳播的獨特季節性問題。非視距(NLOS)和超視距(BLOS)是可用的選項,可以成功處理這些傳播工況,以提供魯棒且安全的鏈路。

無線電傳輸

視距(LOS)傳播是指在發射天線和接受天線間能相互“看見”的距離內,電波直接從發射點傳播到接收點(一般要包括地面的反射波)的一種傳播方式。最短的信號波長比最長的光波長長幾千倍。這意味著視距內(VisualLOS)傳播不一定轉化為無線電視距(RadioLOS)傳播,反之亦然。

為了實現可靠的射頻鏈路,必須進行仔細的規劃,包括無線電路徑研究,以及明智的設備選擇和天線位置。發射器使用可在所有方向上發射的全向天線。接收天線也可以是全向的,但在許多情況下,為了增加接收可用信號的可能性,可以使用定向天線。

對于兩點之間的專用鏈路——點對點鏈路,可以使用定向天線來縮小波束寬度以避免干擾并增加信號的有效強度。在最終系統設計之前,必須考慮所有這些因素。設計師還應該了解下面幾種可能面臨的障礙。

菲涅耳區

第一個可能的障礙是菲涅耳區,這是兩個錐形連接端點之間的足球形區域,必須保持暢通無阻,以確保高質量的鏈接。這里所關注的是第一個菲涅耳區;從技術上講,該區域是一個“長橢球”,圍繞著發射器和接收器以及它們之間的區域。

第一個菲涅耳區域中的障礙物,不一定在端點之間的視距內,但它們會導致信號強度下降和間歇性損傷。信號行為依天線極化的不同而有所不同:遇到第一菲涅耳區域中的物體的垂直極化信號,將反相并到達天線異相,這會降低信號質量。水平極化信號會發生相反的情況。鏈路端點之間的距離和發送信號的波長,決定了菲涅耳區的面積。

地面和水對射頻的反射

LOS傳播的另一個障礙,是來自地面或發射機就地水的反射。本質上地平面造成的反射,會引起多徑干擾并降低信號質量。在短程微波傳播中,通過使用多樣性天線和復雜算法來處理多徑現象,以根據信號是否在相位內來決定整合或拒絕信號(建設性和破壞性多徑)。對于更長距離的鏈路,提高天線高度是處理地平面反射的最常用方法。

地球曲率和大氣層

影響LOS傳播的另一個參數是地球的曲率。經驗法則是:如果沒有阻擋的話,在海平面上的發射器具有7英里的LOS,這被稱為“地球凸起”。另一個因素是大氣對傳播的影響。由于地球上信號傳播的高度并不均勻,因此不同大氣條件會影響LOS。大氣壓下降最明顯的影響是信號將向地球彎曲,有效地將傳播增加約4/3。

無線障礙物

非視距(NLOS)傳播描述的鏈接沒有明確的視線。障礙物位于鏈接的路徑中或第一個菲涅耳區域內。在NLOS傳播情況下,障礙物的影響可以從忽略不計到完全阻塞。無線電波被認為是“平面波”,因為磁場和電場在彼此垂直的兩個不同平面中傳播。平面波在幾個方面受到障礙物的影響,其影響取決于波長。

障礙物可以分為三大類:小于入射波長,與入射波長一樣,以及大于入射波長。當障礙物小于入射波長時,干擾可忽略不計(如果有的話)。當障礙物的大小與入射波長相同時,平面波將以較小的衰減在其周圍衍射并穿過它。

如果障礙物大于入射波長,則信號將受到不同程度的阻礙,具體取決于障礙物的材料及其電氣特性。

超視距傳播

超視距(BLOS)是NLOS的特殊情況,這種傳播是在由地球凸起、地形或其它障礙物阻擋的超長距離通信鏈路中經常遇到的??朔廡┣榭齙姆椒ㄊ鞘褂孟嗤募際趵詞迪治榷ǖ耐ㄐ帕綽?。中長距離鏈路最常用的方法是無源和有源中繼器,它們接收來自初始發射器的信號并進行中繼以增加傳播距離。

無線電路徑研究

確定端點之間鏈路質量的第一步是進行無線電路徑研究。該研究由專家進行,他們使用各種資源準確地繪制端點之間的路徑,以確定最佳路徑、菲涅耳區障礙物及其對傳播的影響,對中繼器等任何輔助設備的需求和位置,發射機所需的信號強度和接收機靈敏度。

該報告通常包含地形圖上路徑的可視化描述,并識別任何潛在的障礙物。在設計鏈路時,建議聯系當地建筑部門,以確定是否正在為該路徑內的區域規劃其它更高建筑物。

規劃通信系統不能在沒有計劃或專業指導的情況下完成,或者是僅僅簡單的將組件放在一起。與大多數情況一樣,在計劃上花費的每一美元,都將獲得超額回報。

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