天气对无线通讯影响.doc

天气对无线通讯的影响 自然界天气变化莫测，雷电、雨、、风、雾、雪等变化无穷，而无线通讯在某种条件下会受到天气的影响，一般情况下雷电和暴雨影响比较大，其他天气对微波通讯影响不大。 一、 无线通讯属于电子通讯范畴，雷电对于电子设备有着强大的摧毁力，无线通讯由于天线架设位置比较高，所以必须要做好设备防雷，一般情况下被雷击中的概率一般会极低，即便某个建筑物被雷击中，也是之中了大楼的避雷针，强大的电流会在瞬间流入地下，在无线设备上会产生感应电压，通过射频防雷器将电流泻入地下。基带电缆也会受到一些影响，通过安装网络防雷器，卸掉基带电缆的瞬间高电压。 二、暴雨 当电波穿过降雨的区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，故而造成衰减。雨衰的大小与雨滴半径与波长的比值有着密切的关系，而雨滴的半径则与降雨率有关。实测结果表明雨滴的半径约在0.025cm～0.3cm之间，但无线电波长越接近此波长时，雨衰值越大。雨衰对电波产生的影响主要是吸收衰减，大部分表现为热损耗。 2.4Ghz 的波长为12.5厘米左右，3.5Ghz的波长为8.3厘米， 5.8Ghz的波长为5.5厘米左右，在Ku波段（11G~12Ghz）内电波的波长在2.5cm左右，从上述波长中可以看出，Ku波段雨衰的大小与雨滴的物理模型比较接近受影响最大，其他频率的雨衰我们一般根据实验结果估算为 40公里6dbi ，采用高增益天线和高发射功率是抵抗雨衰的有效手段。 无线通讯要求信号的净增益储备，一般2.4Ghz 要求必须达到10dbi以上，5.8Ghz必须达到15dbi以上，我们在设计无线链路时一般会把净增益储备设计到30dbi以上，即便有暴雨减去6dbi的损耗，系统得增益储备还在20dbi以上，所以无线通讯系统不会受到雨天的影响。 三、如何计算系统净增益储备 根据用户对无线链路设计的具体要求：所有的联网节点设计要求达到客户需求的链路传输速率，系统余量至少为15bm，结合方案设计的总体设计思路和设计原则、用户提供的相关数据、点对多点组网模式、不同产品来进行整体方案设计。 首先，我们可以通过理论计算算出在自由空间中不同的天线配置在满足15dBm的余量的前提下所能够传输的距离。已知的参数有LB产品的6Mbps时的接收灵敏度为-91dBm，设备的输出功率按最大输出功率计算为Pout=27dBm，发射端天线的增益为Gt，接收端天线的增益为Gr，发射端的馈线损耗为Ct，接收端的馈线损耗为Cr，空间的信号衰减为PL，1/2英寸的Andrew电缆的衰减为0.12dBm；接收端接收的信号强度为Si； 由于LB系列产品的室内/室外单元之间使用基带电缆相连，其最大允许长度为90米，所以对于馈线长度小于90米的网点，可以直接使用基带电缆，对无线信号不会产生损耗，所以在上述计算公式中馈线的损耗为0，在设计方案中没有站点的馈线长度超过90米，由此带来的馈线的损耗为0。 接收端的信号接收强度为（见附图）： Si=Pout-Ct+Gt-PL+Gr-Cr ? 电磁波在空间传输时的信号功率衰减的计算公式为：32.4+20xLogFmhz+20xLogRKm 在5.8GHz时为：PL=108+20LogD[km] 将此公式带入上公式：Si=Pout-Ct+Gt-108-20LogD[km]+Gr-Cr 根据此公式就可以计算出不同增益的天线在满足条件的前提下传输的距离： 以监控中心与各个监控点为例：监控中心采用120°扇区天线的增益为15dBi，在只使用基带电缆的情况下，远端站点采用外接28dBi定向天线，以距离15公里带入上面的公式： 接收灵敏度=27-0+15-（108+20LogD[km]）+28-0=-61dBm 得到的接收信号强度比6Mbps速率的接收灵敏度-91dBm有30dBm以上的储备量。