影响通信距离的主要因素

 

 一、影响通信距离的主要因素

    影响通信距离的主要因素有模块的功率、模块的灵敏度、模块的选择性、天线的高度、天线的类型、馈线的长度及线径、所在地区无线电干扰的频谱分布、高大建筑或金属物体与天线的相对位置、地形地貌等环境因素。一般来说0.5瓦（如F21DM型）数传电台的通信距离在3公里左右，5瓦数传电台（如F21DM型）在10公里左右。

 二、环境对距离的影响

    实际起伏的地表面和地面上的各种障碍物都会对移动通信的电传播造成很大影响，但是这种影响却又难以进行理论上的计算，一般只能通过试验找出统计规律，总结为适用于一定场合的经验公式。
    通常把传播环境按地形和地物加以分类。按地形分类可分为“准平滑地形”（地形起伏量不超过20米，变化缓慢、无突出阻挡物）和“不规则地形”（丘陵，独立山岳、倾斜地形）。按地物分类则可分为以下三大类型：市区：有高大、密集的建筑群或稠密居民区其建筑物密度在15%以上；郊区：有较稀疏的建筑群和较大平坦空间；开阔地：田野和村庄。下面分别讨论这两类地形的传播特性。

  三、天线类型对距离的影响

     天线的增益对通信距离有很大的影响。一般来说天线的增益越大通信距离越远。下面列出了几种常用的天线的增益及适用范围。

1. 吸盘天线：价格适中、安装方便、增益适中，适合于安装在移动车辆上，或吸附在金属物体上。一般增益在2.6dB左右。
2. 防盗天线：价格适中、安装方便、增益同吸盘天线，安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除，故名为防盗天线。
3. 中增益全向天线：增益为6.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
4. 高增益全向天线：增益为8.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
5. 定向天线：增益很高，为12dB，安装需有固定支架，适合远距离固定方向传输。

   四、天线高度对距离的影响

     天线的高度对通信距离也有很大的影响。一般来说天线的高度越高通信距离越远。在城区有时将天线高度提高5米，比将功率提高1倍对增大距离的影响还大。但有时天线架高所花费的费用也较大。在有些工程中天线架高的费用超过无线通信设备费用也是正常现象。

     馈线对距离的影响及固定防水

   馈线是连接模块与天线的重要设备。不同粗细、不同质量的馈线对通信距离会产生很大的影响。例如：50―3（阻抗50Ω,截面3）的馈线损耗为0.2 dB/m、50―7的馈线损耗为0.1dB/m、50―9的馈线损耗为0.07 dB/m。若使用50―7的馈线长度为30M，总的损耗将达到3dB若模块的功率为5W则通过馈线后到达天线的功率只有2.5W。同样，接收时信号电平也将有一半的损耗。因此应尽量使用芯径粗的馈线，并尽量使馈线长度短。
     在某些上位机与天线距离较长的应用场合，可将模块放置在天线端，模块与上位机的连接采用RS-485电平接口。这样即避免了馈线过长，又避免了TTL或RS-232电平不能长线传输的问题。见图5―4。
     天线对馈线，馈线对馈线，馈线对避雷器的连接应使用射频连接器，不得使用直接焊接的方法连接，对于暴露在露天的连接部分必须做防水处理。
   6、理论计算
    在我们的实际工作中，许多V/U频段的无线通信系统技术说明书都给出了通信距离这一技术指标，不少人也将这一指标做为衡量无线通信系统优劣的数据之一，实际上这一技术指标代表了理想环境下的理想值。在实际应用中，它还受到诸如接收灵敏度、发射功率、天线类型，收/发天线的架设高度及传播路径地质地貌的状况等多种因素的制约，因而不能将其完全作为衡量一个无线电系统技术水平高低的重要数据。

本质上V/U频段的无线传输属于视距传输。在理想情况下其传输极限距离可以用下面的公式表示：
                                              d=3.57×(√ht+√hr) (Km)…….. (1)
式中：d代表距离，hr\ht分别代表收发信天线高度，用米（m）做单位表示。在实际中，超过极限距离的地方也能收到较强信号，这种现象称为超视距传播。生这种现象的原因是大气折射造成的，统称超视距的传播距离可以用下面的公司表示：
至于在以上通信距离以内通信系统能否有效工作，要取决于系统接收设备的接收功率能否满足系统正常工作的最低要求。接收系统的接收功率可以用下式表示：
                                              d=4.12×(√ht+√hr) (Km)…….. (2 )
至于在以上通信距离以内通信系统能否有效工作，要取决于系统接收设备的接收功率能否满足系统正常工作的最低要求。接收系统的接收功率可用下式表示：
                                              Pr=Pt(h1h2/d2)2 gr gt (W) …….. (3 )
式中： Pt：发射功率 (W) gr ：接收天线增益
gt 发射天线增益 d： 传输距离（m）
h1=(ht2+h02) ½
h2=(hr2+h02) ½ 天线高度（m）
hr、ht：分别为收发天线的实际高度
h0：最小有效天线高度，在300MHz以上通常可以忽略。
根据发射功率的大小计算出来的接收功率的数值即可计算出传播衰耗。此种衰耗可以理解为是由于辐射能量的扩散引起的衰耗，而不是由于受到阻挡、反射、折射、绕射、吸收等原因而产生的衰耗，工程上此类衰耗可用下式计算后得到。

                                              L（db）=32.44+201gd(Km)+201gf(MHz) …….. (4 )