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),但这在工业环境中往往不切实际。此外,在农村地区,还存在季节性问题会影响传播。因此,非视距(NLOS)和超视距(BLOS)成为处理这些传播条件的可行选项,以提供稳定且安全的链路。
无线电波直接从发射点到接收点传播,这种称为视距传播方式。在这种情况下,电波通过直线路径进行,并可能受到地面反射的影响。这意味着即使两端可以相互“看见”,也不能保证信号不会因为地面的反射而被干扰。为了确保高质量链接,需要对无线电路径进行详尽研究,并选择合适的设备和天线位置。
全向天线通常用于发射器,因为它们能够在所有方向上发送信号,而接收天线则可以是全向或定向型,以提高接收到的信号强度。在专用链路,如点对点链路中,可以使用定向天线来减小波束宽度,从而降低干扰并增强信号强度。在最终系统设计之前,一切因素都必须得到考虑。
设计师还需要了解可能遇到的障碍,比如菲涅耳区、地面和水体对射频的反射、大气层以及各种障碍物等。菲涅耳区是一个足球形区域,它们位于两个锥形连接端点之间,并且必须保持畅通以确保高质量链接。而来自地面或水体的反射会导致多径干扰并降低信号质量。大气层也会影响通信,其曲率和不同大气条件都会改变有效距离。大型障碍物则会阻挡或衰减信号,具体取决于其材料及其电气特性。
非视距传播发生在没有明确视角的情况下,其中障碍物可能完全阻塞或者几乎没有影响。这些障碍物可以根据大小分为三类:小于入射波长、与入射波长相同,大于入射波长。如果障碍物小于入射波长,则其效果可以忽略;如果与之相似,则平面波将以较小衰减穿过它;如果大于,则会造成不同的程度阻挡。
超远距离通信链路是非视距的一种特殊形式,它经常遇到由地球凸起、地形或其他自然屏蔽所引起的问题。此时,可以使用无源或有源中继器来实现稳定的通信链路。一旦确定了最佳路径、潜在的地形图上的道路以及任何辅助设备所需的地方,就能开始规划整个通信系统。这要求专业指导,因为每一美元投资都将带来额外收益。