2022年无线传输距离和发射功率以及频率的关系 .pdf

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1、无线传输距离和发射功率以及频率的关系功率 灵敏度（dBm dBmV dBuV）dBm=10log(Pout/1mW)，其中 Pout 是以 mW 为单位的功率值dBmV=20log(Vout/1mV)，其中 Vout 是以 mV为单位的电压值dBuV=20log(Vout/1uV)，其中 Vout 是以 uV为单位的电压值换算关系：PoutVoutVout/R dBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗dBuV=60+dBmV 应用举例无线通信距离的计算这里给出自由空间传播时的无线通信距离的计算方法：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

2、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+20lg d(Km)+20lg f(MHz)Los 是传播损耗，单位为dB，d 是距离，单位是 Km，f 是工作频率，单位是MHz 下面举例说明一个

3、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：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -1.由发射功率+10dBm，接收灵敏度为-105dBm Los=115dB（10dBm-Los=-105dBm=Los=115dB）2.由 Los、f 计算得出 d=30 公里（Solve 115=32.44+20Log10 x+20Log10433.92,x x30.945）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

4、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（Solve90=32.44+20Log10 x+20Log10433.92,x x1.74016）结论:无线传输损耗每增加6dB,传送距离减小一倍无线传输距离测算很多时候，需要预估自己的无线究竟能传输多远距离，来粗略评估产品是否能够达到实用的水平。下面大致给出无线在自由空间传播距离的计算公式。自由空间指天线周围附近为无限大真空环境，是理想的环境。无线电波在传播中，能量不会被其他物体吸收、反射、衍射。自由空间中无线通信距离与发射功率，接收灵敏度，工作频率有关。自由空间

5、无线电波传播的损耗为：Loss=32.44+20lgd+20lgf Loss 传播损耗，单位dB;d距离，单位km;f 工作频率，单位MHz。例如：工作频率在2.4GHz，发射功率为0dBm（1mw），接收灵敏度为-70dBm 的蓝牙系统在自由空间的传播距离：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -通过发射功率0dBm，接收灵敏度为-70dBm，得到 loss 为 70dB，再由公式计算d=31.6m，在理想环境下传输距离是约31.6m，不过实际上由于大气和系统周围的物体对无线电波的吸收，反射，衍射以及干扰等造成一些损耗，从而实际距离会低于这个值。如果环境造成的

6、损耗为10dB 的话，那么距离只有 10m。因此做蓝牙系统，如果仅仅达到标准的话，是很难达到 10m 的。如何来增加无线通信距离呢？在固定的频率条件下，影响通信距离的因素有：发射功率、接收灵敏度、传播损耗、天线增益等。对于系统设计者，周围环境对电波的吸收，多径干扰，传播损耗等是无法改变，但是可以优化发射功率、接收灵敏度和天线等。一般设计者在增加传输距离的时候，往往会首先想到增加发射功率和接收灵敏度，但是增加发射功率会导致如下问题：1.增加功耗；2.增加系统复杂性和成本；3.可能导致发射器饱和失真，产生谐波，降低信噪比。因此有时提高发射功率并不能提升距离，反倒出现距离变近，性能变差的现象；增加接受灵敏度也会造成系统复杂性和成本上升，不过在优化系统在RFreceiver 路径上的插入损耗和match 来提升接收灵敏度也是一个不错的办法。不过在不改变系统本身来改善天线也是一个很好的方法，可以选用高增益的天线，可以明显的增加传输距离。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -