無線傳輸距離和發(fā)射功率以及頻率的關(guān)系

1、無線傳輸距離和發(fā)射功率以及頻率的關(guān)系功率靈敏度 (dBm dBmV dBuV)dBm=10log(Pout/1mW),其中 Pout 是以 mM 單位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV)，其中 Vout 是以 mV 為單位的電壓值dBuV=20log(Vout /1uV)，其中 Vout 是以 uV為單位的電壓值換算關(guān)系：Pout = Vout x Vout/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm, R 為負(fù)載阻抗dBuV=60+dBmV應(yīng)用舉例無線通信距離的計(jì)算這里給出自由空間傳播時(shí)的無線通信距離的計(jì)算方法：所謂自由空 間傳播系指天線周圍為無限大真空時(shí)的電波傳播，它是

2、理想傳播條件。電波在自由空間傳播時(shí)，其能量既不會被障礙物所吸收，也不會產(chǎn)生反射或散射。通信距離與發(fā)射功率、接收靈敏度和工作頻率有關(guān)。Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中 Lfs為傳輸損耗，d 為傳輸距離，頻率的單位以 MHz#算。由上式可見，自由空間中電波傳播損耗(亦稱衰減)只與工作頻率 f 和傳播距離 d 有關(guān)，當(dāng) f 或 d增大一倍時(shí)，Lfs將分別增加 6dB.下面的公式說明在自由空間下電波傳播的損耗Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz)Los是傳播損耗，單位為 dB, d 是距離，單位是 Km f 是工作頻率，單位

3、是 MHz下面舉例說明一個(gè)工作頻率為 433.92MH乙發(fā)射功率為+ 10dBm(10mW)接 收靈敏度為-105dBm 的系統(tǒng)在自由空間的傳播距離：1.由發(fā)射功率+10dBm接收靈敏度為-105dBmLos = 115dB(10dBm-Los=-105dBm =Los=115dB2.由 Los、f計(jì)算得出 d =30公里(Solve 115=32.44+20Log10 x+20Log10433.92,x(x30.945)這是理想狀況下的傳輸距離，實(shí)際的應(yīng)用中是會低丁該值，這是因 為無線通信要受到各種外界因素的影響，如大氣、阻擋物、多徑等造成的損耗， 將上述損耗的參考值計(jì)入上式中，即可計(jì)算出近

4、似通信距離。假定大氣、遮擋等造成的損耗為 25dB,可以計(jì)算得出通信距離為：d =1.7 公里(Solve90=32.44+20Log10 x+20Log10433.92,x(x t 1.74016)結(jié)論：無線傳輸損耗每增加 6dB,傳送距離減小一倍無線傳輸距離測算很多時(shí)候，需要預(yù)估自己的無線究竟能傳輸多遠(yuǎn)距離，來粗略評估產(chǎn)品是否能夠到達(dá)實(shí)用的水平。下面大致給出無線在自由空間傳播距離的計(jì)算公式。自由空間指大線周圍附近為無限大真空環(huán)境，是理想的環(huán)境。無線電波在傳播中，能量不會被其他物體吸收、反射、衍射。自由空間中無線通信距離與發(fā)射功率，接收靈敏度，工作頻率有關(guān)。自由空間無線電波傳播的損耗為：Lo

5、ss=32.44+20lgd+20lgfLoss傳播損耗，單位dB;d 距離，單位km;f工作頻率，單位MHz。例如：工作頻率在2.4GHz，發(fā)射功率為0dBm (1mw)，接收靈敏度為-70dBm的藍(lán)牙系統(tǒng) 在自由空間的傳播距離：通過發(fā)射功率0dBm，接收靈敏度為-70dBm，得到loss為70dB,再由公式計(jì)算d=31.6m,在理想環(huán)境下傳輸距離是約31.6m，不過實(shí)際 上由于大氣和系統(tǒng)周圍的物體對無線電波的吸收，反射，衍射以及干擾等造成一些損耗，從而實(shí)際距離會低于這個(gè)值。如果環(huán)境造成的損耗為10dB的話，那么距 離只有10m。因此做藍(lán)牙系統(tǒng)，如果僅僅到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的話，是很 難到達(dá)10m的。如何來增加無線通信距離呢？在固定的頻率條件下，影響通信距離的因素有：發(fā)射功率、接收靈敏度、傳播損耗、天線增 益等。對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，周圍環(huán)境對電波的吸收，多徑干擾，傳播損耗等是無法改變，但是 可以優(yōu)化發(fā)射功率、接收靈敏度和天線等。一般設(shè)計(jì)者在增加傳輸距離的時(shí)候，往往會首先想到增加發(fā)射功率和接收靈敏度，但是增加發(fā)射功率會導(dǎo)致如下問題：1.增加功耗；2.增加系統(tǒng)復(fù)雜性和本錢；3可能導(dǎo)致發(fā)射器飽和失真，產(chǎn)生諧波，降低信噪比。因此有時(shí)提高發(fā)射功率并不能提升距離，反倒出現(xiàn)距離變近， 性能變差的現(xiàn)象；增加接受靈敏度也會造成系統(tǒng)復(fù)雜性和本錢上升，不過在優(yōu)化