销售电话:0512 - 68097866   


      关于无线

无线通信距离的计算

我们这里只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,不需要考虑电波能量被吸收或者反射、折射和衍射等效应。
传输损耗、传输距离、发射功率和发射频率之间关系为:

LOST(dB)=32.44+20lgD(km)+20lgF(MHz)
其中,LOST为传输损耗,单位为dB;传输距离为D,单位是km;发射频率为F,单位是MHz

为了能够接收信号,在信号发射以后,经过传输损耗,只有到达接收端的信号强度大于接收端设备的接收灵敏度,才能保证信号被正确的接收、解调。所以如果发射功率为10dBm(也就是10mW),而接收端的接收灵敏度为-105dBm,则传输损耗就不能大于10dBm – ( - 105dBm ) = 115dB.

对于上面的情况,如果工作频率为900MHz,则可以计算出支持的最大传输:
115dB = 23.44 + 20lgD(km) + 20lg900
计算出 D = 15km

在工业无线应用场景下,如果我们考虑到发射功率、接收灵敏度一样,则工作频率和传输距离的关系为:
lg(D1/D2) = lg(F2/F1)
也就是说,如果频率大一倍,则传输距离要减少一半

同一无线应用场景下,如果频率一样,接收灵敏度一样,通过增大发射功率可以提高传输距离,两者的关系为Delta(dB) = 20lg(D1/D2)。如果发射功率增加一倍,即Delta=3 dB,则D1/D2 = 2,即距离增加一倍。

需要特别注意的是,上面的计算完全是基于理想状况下的传输距离,实际的应用中肯定会低于该值,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。
如下是2.4GHz电磁波对各种建筑材料穿透损耗的经验值:

  •  隔墙的阻挡(砖墙厚度100mm ~300mm):20-40dB;
  •  楼层的阻挡:30dB以上;
  •  木制家具、门和其他木板隔墙阻挡2-15dB;
  •  厚玻璃(12mm):10dB(2450MHz)
  • 在上面的例子中,理想情况下计算出的最大传输距离为15km。如果设备之间有楼层阻挡(损耗30dB),则可以容忍的传输损耗Lost从以前的115dB降低为85dB,计算为:
    85dB = 23.44 + 20lgD(km) + 20lg900
    即支持的传输距离仅为1.4km。