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[资料分享] 关于远距离点对点环境下的地球曲线凸起高度及菲涅尔区计算

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发表于 2016-11-25 18:43 |显示全部楼层
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本帖最后由 yinlicool 于 2016-11-25 18:45 编辑

地球曲面凸起高度:这个就不解释了,地球是个球体,远距离传输肯定是要考虑曲面凸起高度的。
菲涅尔区:
       由于我们使用的无线网桥一般工作在2.4~5.8GHz频段,电磁波具有类似光波的特性。近距离传输时,由于功率余量大,即使中间有阻挡也能通过反射波或天线旁瓣进行通信。但远距离时,一定要求收发天线之间实现“视线无阻挡”(clear line of sight),其含义是,在收发天线之间连一条线,以这条线为轴心,以R为半径的一个类似于管道的区域内,没有障碍物的阻挡。如图所示,这个管道称为菲涅尔区(Fresnel Zone),菲涅尔区是一个椭球体,收发天线位于椭球的两个焦点上,图中R为第一菲涅尔半径:



计算公式如下: λ为波长,D为两天线的距离   
  从公式可得当频率固定时,菲涅尔半径随着传输距离的增加而增大。
  例: 当D=10Km,f=2.4GHz时
  λ=0.125m  R=17.678m
  f=5GHz时 λ=0.06m R=12.247m
  从上式比较中可得当距离固定时,频率越高,其菲涅尔半径越小。这表明在低频段通信中影响通信的某些障碍物,在高频段可能不再影响通信。
  为保证系统正常通信,收发天线架设的高度要满足使它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅尔区的20%,否则电磁波多径传播就会产生不良影响,导致通信质量下降,甚至中断通信。例如在海上通信,通信双方高度相同,频率为2.4GHz,通信距离7Km,海浪的高度为2米,那么天线架设的高度要大于L=2+14.790=16.790m。
从发射机到接收机传播路径上,有直射波和反射波,反射波的电场方向正好与原来相反,相位相差180度。如果天线高度较低且距离较远时,直射波路径与反射波路径差较小,则反射波将会产生破坏作用。
实际传播环境中,第一菲涅尔区定义为包含一些反射点的椭圆体,在这些反射点上反射波和直射波的路径差小于半个波长。


例子:
天线架设高度需高过1+2 :
1.Earth Bulge Effects (地球曲线率凸起高度)
2. Fresnel Zone (100% 菲涅尔区)
两点距离27000m
使用频率5850Mhz
1.曲线率凸起高度:h=((27*27)/(8* 6378))*1000  h=14.28m   【6378是地球赤道半径】
2.菲涅尔区:=0.5*(0.0513*27000)的0.5次幕 =18.6m(λ波长=c光速/f频率==0.0513m)



两端天线最低架设高度为:14.28M+18.6M=32.88米


注:有点乱,我是记一下给自己备忘的。




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发表于 2016-11-25 19:36 |显示全部楼层
仁兄,这个要根据环境的吧。
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发表于 2016-11-25 22:48 |显示全部楼层
不用这么折腾吧,一个小土坡就能把地球曲线给灭了
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