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,两个端点之间存在清晰的视距(LOS),但这在工业环境或农村地区中往往是不切实际的。季节性因素也会影响农村地区的传播条件。因此,无线工程师需要考虑非视距(NLOS)和超视距(BLOS)传播方式,以提供一个鲁棒且安全的链路。
无线电波传输涉及到几种不同的技术。在最短距离内,信号可以通过直接从发射点到接收点的路径进行传输,这称为视距传播。这是因为无线电波具有较长波长,而光波具有较短波长,因此在直线距离内,不一定会转化为可见光。但即便如此,在直线距离内也可能出现多径干扰,因为地面反射可能导致信号质量下降。
为了实现可靠的射频链路,规划工作必须细致周到。这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。在大多数情况下,使用全向天線可以确保信号能够覆盖广泛区域,但定向天線则可以帮助提高接收机所能捕捉到的信号强度。
对于专用链路,如点对点连接,可以使用定向天線来缩小波束宽度,从而减少干扰并增强有效信号强度。在设计整个系统之前,还必须考虑所有这些因素。此外,还应了解可能遇到的各种障碍,如菲涅耳区、地面和水面的反射、地球曲率以及大气层等因素。
非视距传播指的是没有明确直观联系的情况,其中障碍物位于链接路径上或第一个菲涅耳区域内。在这种情况下,对于不同类型障碍物,其影响程度差异极大。当障碍物小于入射波长时,其影响几乎不显著;当其大小与入射波长相同时,则平面波将以较小衰减穿过它;而如果障碍体远大于入射波长,那么信号将受到更大的阻挡,并且具体取决于材料及其电气特性。
超视距通信是一种特殊形式,它经常出现在由地球凸起、地形或其他障碍物造成的地理限制下的超远距离通信链路中。克服这些挑战的一种方法是使用中继器,这些设备接收来自初始发射者的信息,并重新发送以延伸覆盖范围。
确定端点之间链路质量的第一步是进行详尽的地图绘制,以识别最佳路径、潜在的问题以及任何辅助设备所需的地方。此报告通常包含详细的地形图描述,并标记了任何可能妨害通讯途中的结构项目。在规划通信系统时,最好咨询当地建筑部门,以确认是否有计划建造高楼以遮挡该区域内部部件安装地点。如果做得正确,即使最初投资额外付出,也能获得巨大的回报。