无线电波在自由空间传播时的距离计算方法

1、无线电波在自由空间传播时的距离计算方法无线电波在自由空间传播时的距离计算方法所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。Lfs(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中Lfs为传输损耗，d为传输距离，频率的单位以MHz计算。由上式可见，自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，Lfs将分别增加6dB.下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los=32.44+20lgd(Km)+20

2、lgf(MHz)Los是传播损耗，单位为dBd是距离，单位是Kmf是工作频率，单位是MHz下面举例说明一个工作频率为433.92MHz,发射功率为+10dBm(10mW),接收灵敏度为-105dBm的系统在自由空间的传播距离：1. 由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBmLos=115dB2. 由Los、f计算得出d=30公里这是理想状况下的传输距离，实际的应用中是会低于该值，这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响，如大气、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计入上式中，即可计算出近似通信距离。假定大气、遮挡等造成的损耗为25dB，可以计算得出通信距离为：d=1.7公里结论

3、：无线传输损耗每增加6dB，传送距离减小一倍。无线传输路径分析是无线传输网络设计的重要步骤，通过对传输路径的分析便于网络设计者根据无线链路的裕量大小选择合适类型的天线(方向，极化，增益等指标)，安装天线高度，选择合适的馈缆和长度等。下面将简单介绍一下无线传输路径分析中的自由空间损耗的计算，信号接收强度的计算，链路系统裕量的计算几个主要方面的内容。1.自由空间损耗的计算自由空间损耗是指电磁波在传输路径中的衰落，计算公式如下：Lbf=32.5+20lgF+20lgDLbf=自由空间损耗(dB)D二距离(km)F二频率(MHz)2400MHz：Lbf=100+20lgD5800MHz：Lbf=108

4、+20lgD以上公式是在气温25度，1个大气压的理想情况的计算公式。下表列出典型自由空间损耗值距离（km）路径损耗2.4GHz(dB)距离（km）路径损耗2.4GHz(dB)1-10015-1242-10620-1263-11025-1284-11230-1305-11435-1316-11640-1327-11745-1338-11850-1349-11910-120通过查找上表和通过公式计算我们可以得到从发射站到接收站电磁波传输的理论衰落.2信号接收强度的计算：信号接收强度是指接收站设备接收到的无线信号的强度。RSS=Pt+Gr+Gt-Lc-LbfRSS=接收信号强度Pt二发射功率Gr=接

5、收天线增益Gt=发射天线增益Lc=电缆和缆头的衰耗Lbf=自由空间损耗举例说明，如果发射站与接收站两站点相距25Km,设备发射功率20dBm,发射天线增益为17dBi,接收天线增益为24dBi,电缆和缆头损耗3dBi。则接收信号强度RSS=20+17+24-3-128=-70dB3链路系统裕量SFM(SyetemFadeMargin)的计算链路系统裕量是指接收站设备实际接收到的无线信号与接收站设备允许的最低接收阈值(设备接收灵敏度)相比多的富裕dB数值。SFM=RSS-RsRSS=接收信号强度Rs=设备接收灵敏度(dB)在上面的例子中，如果设备接收灵敏度为-81dBi，则链路系统裕量为：SFM二RSS-Rs=-70-(-)81=11dB上面的例子就是说，使用这种发射功率为20dBm,接收灵敏度为-81dBi的2400MHz的无线网桥，在加装了17dBi增益的发射天线和24dBi增益的接收天线，电缆和缆头损耗只有3dBi损耗，在传输了25KM后还有11dB的链路系统裕量。系统裕量是衡量无线链路可用性和稳定性的重要指标。因为无线信道是一个参变信道，干扰和噪音信号随时会影响