汽车CAN总线协议解密揭秘无线网络的信号传播之谜视距非视距与超视距

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。非视距(NLOS)和超视距(BLOS)是可行的选择,它们能够成功处理这些传播条件,以提供稳定且安全的链路。

无线电波传输

视距内传播指的是天线间能相互“看见”的距离范围内电波直接从发射点到接收点的传播方式。这意味着信号波长要比最长光波长大几千倍,因此视距内传播并不一定转化为无线电视距传播。

为了确保高质量的射频链路,我们必须进行细致规划,包括对无线电路径进行研究,以及精明选择设备和天线位置。发射器通常使用全向天线,而接收天线可能是全向型,但为了提高信号强度,常用定向天线。

对于专用两点链接——点对点链接,可以通过定向天线来缩小波束宽度以减少干扰并增强有效信号。在设计过程前,我们需要考虑所有这些因素。此外,还应该了解可能遇到的障碍物,如菲涅耳区、地面反射、地球曲率、大气层以及各种类型的小于入射波长、与之相同大小及远大于入射波长的障碍物影响。

菲涅耳区

首先,这里会有一个足球形区域,即两个锥形连接端点之间的地方,该区域必须保持畅通,以保证高质量链接。在技术上,这个区域是一个“椭球”,围绕着发射器、接收器及其所处区域构成。

这个第一种菲涅耳区中的障碍物,不一定位于端口之间可见范围内,但它们会导致信号衰减和断续损伤。不同极化状态下的垂直水平极化信号会表现出不同的行为:垂直极化会反相并到达异相,从而降低信件质量;水平极化则会产生相反效果。链路长度及发送出的频率决定了该椭球体积大小。

地面与水面的反射

另一个阻碍LOS通信的是来自地面或水面的回声效应。在简短微米-wave通信中,由多样性天线与复杂算法处理多径现象,并根据是否同步整合或拒绝来决策是否采用或者排除某些多径干扰(建设性/破坏性)。对于更长距离通信,提升单元高度被认为是处理地平面回音效应的一种常见方法。

地球弯曲与大气层

影响LOS通信还有地球本身弯曲的问题。一条经验规则说明,如果没有任何阻挡的话,在海平面上的发站具有7英里的LOs,这被称作“地球凸起”。此外,大气对信息流动也有显著影响,因为在地球表面上信息流动高度不均匀,因此不同的大气条件都会改变LOs。大气压力的变化尤其明显,是因为它将信息使其朝地球方向倾斜,使得数据看起来好像更加增加约4/3。

无缝连接

非洛斯空间(Nlos)描述的是那些没有直接可见路径的情况。在这种情况下,无论哪类障碍物都可以导致信息完全丢失或者几乎完全忽略。当我们讨论这些物理现象时,我们通常假设我们的数据是一种平滑二维场,其行为取决于它所经过介质特性的物理属性—材料密度等。

随着一系列实验室测试显示,在材料由材料密度差异造成的事实证明了这一观察结果,有人提出了理论模型来解释这种现象,其中涉及到了电子磁场共振理论-一种利用辐照子粒子共振特性的科学概念。

超洛斯空间(Blos)

最后,当我们的任务要求跨越非常远程距离时,比如覆盖整个国家甚至世界,那么我们就不得不考虑使用特殊技术以实现稳定的通讯网络。这包括利用无源、中继站等工具加强原本弱小的声音量,以延伸它走过的地图边界并扩展至更广泛地区形成新的网络结构

最后,对于这样的项目来说,最好的做法就是让专业团队负责调研整个联系路径,并确定最佳路径、高耦合器位置以及任何辅助设备需求,同时评估各方权威机构给出的建议。而当你准备好投入资金进行这样一个项目的时候,请记住每一美元投资都将带来巨大的收益。如果有版权问题,请联系相关部门删除文章内容,如QQ: 2737591964,不便之处请谅解!

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