Voeg gunsteling stel tuisblad
posisie:Tuis >> Nuus

produkte Kategorie

produkte Tags

Fmuser Sites

Begrip van Wireless Range Berekenings

Date:2016/1/20 16:42:22 Hits:
deur Chris Downey

Electronic Design


Een van die belangrikste berekeninge in 'n draadlose ontwerp is verskeidenheid, die maksimum afstand tussen sender en ontvanger vir die normale werking. Hierdie artikel identifiseer die faktore wat betrokke is by die berekening van verskeidenheid en wys hoe om reeks te skat om 'n betroubare kommunikasie skakel verseker.


Hoekom Werklike Range Mag Nie Gelyke gestel Range


Het jy al ooit 'n draadlose radio gekoop vir 'n geïntegreerde projek en ontdek dat jy nie bereik die radiofrekwensie (RF) reeks wat in die gegewensblad? Hoekom is dit? Dit is waarskynlik te wyte aan verskille tussen hoe die verskaffer gemeet die reeks en hoe jy met behulp van die radio.


Verskaffers gewoonlik bepaal reeks deur empiries afleiding dit uit die werklike wêreld toetse of deur die gebruik van 'n berekening. Óf benadering is goed so lank as wat jy is verantwoordelik vir alle veranderlikes. 'N empiriese oplossing kan egter werklike situasies wat berekeninge nie spreek openbaar.


Voordat ons vergelyk die benaderings, kom ons definieer 'n paar terme van getalle 'n vervaardiger of relevante veranderlikes vir verskeidenheid te verstaan.


Krag en dBm Berekenings


RF krag word gewoonlik uitgedruk en gemeet in desibel met 'n milliwatt verwysing, of dBm. A desibel is 'n logaritmiese eenheid wat 'n verhouding van die krag van die stelsel tot 'n verwysing. A desibel waarde van 0 is gelykstaande aan 'n verhouding van 1. Desibel-milliwatt is die uitset krag in desibels verwys na 1 mW.


Sedert dBm is gebaseer op 'n logaritmiese skaal, dit is 'n absolute krag meting. Vir elke toename van 3 dBm is daar ongeveer twee keer die uitset krag, en elke toename van 10 dBm verteenwoordig 'n tienvoudige toename in krag. 10 dBm (10 mW) is 10 keer meer kragtig as 0 dBm (1 mW), en 20 dBm (100 mW) is 10 keer meer kragtig as 10 dBm.


Jy kan omskep tussen mW en dBm met behulp van die volgende formules:


P (dBm) = 10 • log10 (P (MW))


P (MW) = 10 (P (dBm) / 10)


Byvoorbeeld, 'n krag van 2.5 mW in dBm is:


dBm = 10log2.5 = 3.979


of oor 4 dBm. A dBm waarde van 7 dBm in MW krag is:


P = 107 / 10 = 100.7 = 5 mW


pad Verlies


Pad te verloor is die vermindering in vermogensdichtheid wat plaasvind as 'n radio golf voortplant oor 'n afstand. Die primêre faktor in die verlies pad is die afname in seinsterkte oor 'n afstand van die radio golwe hulself. Radiogolwe volg 'n omgekeerde kwadraatwet vir vermogensdichtheid: die krag digtheid is eweredig aan die omgekeerde kwadraat van die afstand. Elke keer as jy die afstand verdubbel, ontvang jy net 'n kwart van die krag. Dit beteken dat elke 6-dBm toename in uitset krag verdubbel die moontlike afstand wat bereikbaar is.


Behalwe sender krag, 'n ander faktor wat verskeidenheid is ontvanger sensitiwiteit. Dit word gewoonlik uitgedruk in -dBm. Aangesien beide uitset krag en sensitiwiteit ontvanger word getoon in dBm, kan jy eenvoudig optel en aftrek te gebruik om die maksimum verlies pad wat 'n stelsel kan aangaan bereken:


Maksimum verlies pad = oordra krag - sensitiwiteit ontvanger + winste - verliese


Winste sluit enige winste as gevolg van rigting oordra en / of antennas ontvang. Antenna winste word gewoonlik uitgedruk in dBi gekla 'n isotropiese antenna. Verliese sluit enige filter of kabel verswakking of bekend omgewingstoestande. Hierdie verhouding kan ook gestel word as 'n skakel begroting, wat is die rekeningkundige van alle winste en verliese van 'n stelsel om die sein sterkte aan die ontvanger meet:


Ontvang krag = oordra krag + winste - verliese


Die doel is om die krag ontvang groter as die sensitiwiteit ontvanger maak


In vrye ruimte ( 'n ideale toestand), die omgekeerde kwadraat wet is die enigste faktor wat verskeidenheid. In die werklike wêreld, maar die reeks kan ook afgebreek deur ander faktore:


• Struikelblokke soos mure, bome, en heuwels kan beduidende sein verlies veroorsaak.


• Water in die lug (humiditeit) kan RF-energie absorbeer.


• Metal voorwerpe kan radiogolwe weerspieël, die skep van nuwe weergawes van die sein. Hierdie veelvuldige golwe bereik die ontvanger op verskillende tye en vernietigend (en soms konstruktief) inmeng met hulself. Dit staan ​​bekend as multi.


vervaag Marge


Daar is baie formules vir die berekening van hierdie struikelblokke. Wanneer die publikasie reeks getalle egter vervaardigers ignoreer dikwels struikelblokke en die staat slegs 'n lyn-van-sig (LOS) of ideale pad reeks nommer. In regverdigheid aan die vervaardiger, is dit onmoontlik om al die omgewings waar 'n radio kan gebruik word ken, so dit is onmoontlik om die spesifieke reeks 'n mens kan bereik bereken. Vervaardigers sal soms sluit in 'n vervaag marge in hul berekening om voorsiening te maak vir sodanige omgewingstoestande. So, die vergelyking vir afstand berekeninge word:


Maksimum verlies pad = oordra krag - ontvanger sensitiwiteit + winste - verliese - vervaag marge


Vervaag marge is 'n toelae 'n stelsel ontwerper sluit om verantwoording te doen onbekende veranderlikes. Hoe hoër die vervaag marge, sal hoe beter is die algehele skakel gehalte wees. Met 'n vervaag marge stel aan nul, die skakel begroting is nog steeds geldig, net in Los toestande wat nie baie prakties vir die meeste ontwerpe. Die bedrag van vervaag marge te sluit in 'n berekening hang af van die omgewing waarin die stelsel sal na verwagting ontplooi. 'N vervaag marge van 12 dBm is goed, maar 'n beter getal sal 20 om 30 dBm.


As 'n voorbeeld, veronderstel 'n uitsaai krag van 20 dBm, 'n ontvanger sensitiwiteit van -100 dBm, ontvang antenna aanwins van 6 dBi, stuur antenna aanwins van 6 dBi, en 'n vervaag marge van 12 dB. Kabel verlies is weglaatbaar:


Maksimum verlies pad = oordra krag - ontvanger sensitiwiteit + winste - verliese - vervaag marge


V - maksimum pad verlies = 20 - (-100) + 12 - 12 = 120 dB


Sodra die maksimum verlies pad gevind is, kan jy die reeks van die formule te vind:


Afstand (km) = 10 (maksimum verlies pad - 32.44 - 20log (f)) / 20


waar f = frekwensie in MHz. Byvoorbeeld, as die maksimum verlies pad is 120 dB teen 'n frekwensie van 2.45 GHz of 2450 MHz, sal die reeks wees:


Afstand (km) = 10 (120 - 32.44 - 67.78) / 20 = 9.735 km


Figuur 1 toon die verhouding tussen die maksimum verlies pad en bereik teen 'n frekwensie van 2.45 GHz.


1. Die kurwe toon die verhouding tussen die skakel begroting of maksimum verlies pad in dBm en beraamde omvang in kilometer.


Interpretasie van empiriese resultate


Terwyl empiriese metodes is baie nuttig in die bepaling van die omvang, is dit dikwels moeilik om ideale LOS bereik vir die werklike wêreld metings en moeilik om te verstaan ​​hoeveel vervaag marge te bou in 'n stelsel. Gemeet resultate kan help identifiseer kwessies buite RF voortplanting wat die omvang van 'n stelsel kan beïnvloed, soos multi voortplanting, inmenging, en RF opname. Maar dit is nie al die werklike wêreld toetse is dieselfde, so die werklike wêreld metings moet hoofsaaklik gebruik word om die skakel begroting getalle hierbo bereken versterk.


Faktore wat die reeks behaal in 'n empiriese toets kan beïnvloed sluit antenna aanwins, antenna hoogte, en inmenging. Antenna aanwins is 'n belangrike bron van wins in die stelsel. Dikwels vervaardigers sal hul radio sertifiseer om te werk met verskillende tipes antennas van hoë-wins Yagi en pleister antennas om meer gematigde-wins omni directionele antennas. Dit is belangrik om toetse is uitgevoer met dieselfde tipe antenna waarmee jy nou met behulp van die radio te verseker. Die verandering van 'n 6-dBm antenna 'n 3-dBm antenna op beide die oordra en ontvang kant sal 'n 6-dBm verskil in die skakel begroting veroorsaak en verminder die omvang met die helfte.


Antenna hoogte en Fresnel Zone


Antenna hoogte is nog 'n bekommernis vir empiriese meting. Die verhoging van die hoogte van 'n antenna doen twee hoof dinge. In die eerste plek kan dit help om jou bo enige moontlike versperrings soos motors, mense, bome, en geboue. Tweedens, kan dit help om jou ware RF LOS sein pad ten minste 60% opruiming in die Fresnel sone.


Die Fresnel Zone is 'n ellipsoïde volume tussen die sender en ontvanger wie se gebied word gedefinieer deur die golflengte van die sein. Dit is 'n berekende gebied wat daarna streef om rekenskap te gee van die verstopping of diffraksie van radiogolwe. Dit is gebruik om die behoorlike klaring n sein moet rondom struikelblokke het bereken om optimale seinsterkte te bereik. 'N Algemene reël is om die Los pad duidelik bo die struikelblokke wat nie meer as 60% van die hoogte antenna het.


Die kromming van die aarde kan ook 'n invloed LOS vir lang afstand draadlose skakels. Die tabel verskaf 'n paar voorbeelde van die impak, waar hoogte van die aarde se by die middelpunt van die skakel pad nie rekening vir heuwels of ander terrein funksies en die hoogte antenna bereik 'n sein wat minstens 60% in die Fresnel sone.

In baie praktiese instellings, kan jou shack funksioneer met 'n laer antenna hoogte, maar dit is 'n goeie kans dat die vervaardigers plaas hul antennas op 'n gepaste hoogte. Vir jou aansoek, moet jy daarna streef om 'n geskikte antenna hoogte om die beste reeks behaal het. Figuur 2 illustreer hoe pad afstand, hindernis hoogte, en antenna hoogte hou verband met die Fresnel sone.
 

2. Die verlangde antenna hoogte word bepaal deur die hindernis hoogte en factoring in 60% marge om te vergoed vir die Fresnel sone voorwaardes.


Ten slotte, geraas en inmenging kan 'n negatiewe impak op die omvang van 'n draadlose stelsel. Geraas kan nie beheer word nie, maar moet word opgeneem in die reeks as dit is 'n probleem. In die industriële, wetenskaplike en mediese (ISM) bands by 902 om 928 MHz (Noord-Amerika) en 2.4 GHz (wêreldwyd), kan inmenging dikwels verwag, maar rekeningkunde vir dit moeilik. Vervaardigers mag empiriese toetse uit te voer net vir inmenging nie teenwoordig is nie. Dit is beslis moontlik dat jou omgewing het 'n groter inmenging as tydens die toets die vervaardiger se teenwoordig was.


Opsomming


Met so baie veranderlikes in 'n stelsel, hoe kan jy weet of die deur 'n vervaardiger beweer reeks sal van toepassing wees op jou stelsel? Dikwels is dit onmoontlik om te weet of toetse empiries uitgevoer of indien die reeks nommers is bereken. In ieder geval, deur die ontleding van die maksimum oordra krag en die sensitiwiteit ontvanger, jy kan 'n basislyn te genereer om 'n radio te vergelyk met die volgende. Die gebruik van hierdie getalle, saam met 'n stel vervaag marge en enige winste as gevolg van antennas of verliese as gevolg van RF kabels, kan jy 'n maksimum skakel begroting te bereken. Gebruik dan die afstand vergelyking hierbo om jou eie reeks te bereken. Vir verskeie radio toestelle, moet hierdie 'n goeie basislyn om twee of drie stelsels wat voldoen aan jou behoeftes te vergelyk.


Om te verstaan ​​as die radio sal werk in jou aansoek, moet jy daarna streef om vir akkurate werklike wêreld toetse wat kan rekening vir antenna hoogte, multi, inmenging, en versperrings. Vertraag werklike wêreld toetse vir jou aansoek en slegs die neem van getalle die vervaardiger se woordeliks kan jy laat vra: "Wat is my reeks?"

Los 'n boodskap 

Naam *
E-posadres *
Kontak
Adres
kode Sien die verifikasiekode? Klik verfris!
Boodskap
 

boodskap Lys

Kommentaar word gelaai ...
Tuis| Wie is Ons| produkte| Nuus| Aflaai| Ondersteuning | terugvoer| Kontak Ons| Diens

Kontak: Zoey Zhang Web: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: tomleequan E-pos: [e-pos beskerm] 

Facebook: FMUSERBROADCAST Youtube: FMUSER ZOEY

Adres in Engels: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, TianHe District., GuangZhou, China, 510620 Adres in Chinees: 广州市天河区黄埔大道西273台惠广州市天河区黄埔大道西305台惠兰3)