在设计无线系统时,理解射频信号如何传播至关重要。理想情况下,我们希望实现清晰的视距(LOS)传播,即发射器和接收器之间能直接看到的距离。但这在许多环境中都不切实际,尤其是在工业或农村地区,这些地方可能会遇到季节性问题影响信号传播。
为了克服这些挑战,我们可以采用非视距(NLOS)和超视距(BLOS)传播方式。这两种方法能够有效处理各种环境条件,为通信链路提供稳定且安全的连接。
无线电波在空气中的行为与光波有所不同。虽然最短的无线电波长远小于最长的地面反射波长,但这并不意味着所有的“可见”区域都适用于无线电波。在设计过程中,我们必须考虑多种因素,包括天线位置、设备选择以及周围环境对信号质量的潜在影响。
对于点对点链路,可以使用定向天线来减少干扰并增强信号强度。在进行任何系统设计之前,都需要全面评估可能遇到的障碍,如菲涅耳区、地面和水面的反射、大气层以及各种类型的障碍物。
菲涅耳区是一个足球形区域,它是两个锥体端点之间必需保持畅通状态以确保高质量链接。这个区域不一定包含所有阻碍物,只要它们不位于端点之间直观可见范围内,就不会降低信号强度或造成间歇性损害。不过,如果这些障碍物存在于第一个菲涅耳区域内,那么它们会导致信号衰减和分散。
地平面及其上的水体也会引起多径干扰,并因此降低信号质量。在较短距离微波通信中,可以通过使用多样性天线和复杂算法来处理这种现象。而对于更长距离链路,将天线提升至足够高度通常是解决这一问题的手段之一。
地球曲率也是影响透过大气层前进的另一个关键因素。大气压力变化将导致地球表面的弯曲,使得某些部分看起来比其他部分更近,而实际上却更遥远。此外,大气条件也会显著影响光学通信,因为它改变了沿途每一部分路径长度的一致性,从而增加了总共所需时间长度——即使相对较短距离的大约四分之三倍长度似乎更加接近真实值。
最后,对于那些无法实现直观可见联系的情况,无论是由于地形、高耸建筑还是其他自然或人造屏障,NLOS或者BLOS技术都是解决方案。这些技术允许我们利用相同策略来确保稳定的数据流,无论是在海拔极高还是海平面以下的地方,或是在覆盖广阔地区或密集城市中心。当规划新的通信系统时,不仅需要专业知识,还需要深入研究各个环节,以确保最佳结果。如果没有仔细计划并获得专业指导,每一美元投资都将难以产生预期回报。