在设计无线系统时,理解信号如何在发射器和接收器之间传播至关重要。理想情况下,两端点之间的清晰视距(LOS)为直接电波传播提供了最佳条件。但是,在工业环境中或农村地区,这种情况并不常见。因此,我们需要探索非视距(NLOS)和超视距(BLOS)的选项,以确保通信链路的鲁棒性和安全性。
首先,让我们详细了解视距内(Visual LOS)的传播方式。这是一种电波从发射点直接到达接收点的情况,其中包括地面的反射波。尽管最短的信号波长远超过最长的光波长,但这并不意味着所有无线电视距(Radio LOS)都能转化为无线电视距离。此外,为了实现可靠的射频链路,我们必须进行仔细规划,包括对无线电路径进行研究,以及选择合适的设备和天线位置。
全向天线通常用于发射器,因为它们可以在所有方向上广泛覆盖区域。而接收天线也可以是全向型,但为了提高信号强度,可以使用定向天线以减少干扰。在设计过程中,还需考虑可能遇到的障碍,如菲涅耳区、地面与水体反射以及地球曲率和大气层影响等。
菲涅耳区是一个足球形区域,由两个锥形连接端点构成,该区域必须保持畅通,以保证高质量链接。在该区域内存在障碍物,它们虽然不一定位于端点之间的直观视野内,但会导致信号强度下降及间歇性的损害。垂直极化信号与水平极化信号受到不同程度影响,并且链路端点之间的距离以及发送信号的波长决定了菲涅耳区面积大小。
除了 菲涅耳区之外,大气层对传播也有显著影响。大气压力变化导致地球表面弯曲,使得有效距离比实际距离稍微增加约4/3。此外,无源或有源中继器被用来克服超视距通信中的阻挡因素,从而实现稳定的链路建立。
最后,对于确保通信系统成功实施不可或缺的是精心制定无线电路径研究报告。这份报告由专家编写,将绘制出端点间最佳路径、识别潜在障碍物及其对传播效果产生的大幅影响,并确定是否需要辅助设备如中继器。此外,与当地建筑部门合作也是必要的一环,以便确认周围地区未来的建设计划不会妨碍现有的通信网络结构规划。
总之,在设计无线系统时,不仅要考虑技术挑战,还要深入了解各种可能出现的问题并采取相应措施以解决这些问题。这要求专业知识、经验法则以及不断创新以优化结果。