微波无线传输的距离计算
微波无线电能传输的理论基础
微波无线电能传输的理论基础微波无线电能传输主要包括了能量的转换和传输两部分，整个能量传输过程中涉及的都是大功率信号，与一般的无线通信收发系统相比，具有自己的独特性。
本章节介绍了微波无线电能传输(WPT )的特性及理论基础。
2.1微波无线电能传输的特性作为一种点对点的能量传输方式，WPT具有以下特点:能量源和耗能点之间的能量传输系统是无质量的以光速传输能量能量传输方向可迅速变换在真空中传递能量无损耗波长较长时在大气中能量传递损耗很小能量传输不受地球引力差的影响工作在微波波段，换能器可以很轻2. 2微波无线电能传输的理论基础2. 2. 1微波无线电能传输空间传输理论一个微波能量传输系统的几个基本组成部分如图2. 1所示。
尽管各个部分各自的相关试验中分别都能达到最大的效率，却不能在一个完整的系统中同时实浙江大学硕士学位论文现各自的最大值。
因此，目前已被实验证实的最大总效率为54%，如果能将各个部分的传输效率更好地匹配，总传输效率将有可能达到76%。
直流一直流转换效率理论最大值一76%直流一直流转换效率实验值一54%图2. 1微波能量传输系统框图点对点传输效率与传输参数τ密切相关[131，两者关系如图2.2所示，τ定义为;其中:A t——发射天线孔径A r——接受天线孔径τ——传输微波的波长D——发射和接受天线的间距60图2. 2参数与效率n的关系由公式(2. 1)，当假定发射天线孔径与接收天线孔径大小相等时，可得到一个关于天线孔径的简化表达式:A t=A r=τλD (2.2)这个表达式说明天线孔径区域随波长的大小而变化，而不是它直径。
在接收区域大小有限同时又需要接收一个特别强烈的微波能量的情况下，可以应用以下的关系式:P d=AP,/A2 D2 (2.3)其中P d——接受端微波照射功率密度；P t——发射总功率At——发射天线孔径λ——波长D——间距天线孔径上能量密度分布如图2.3所示:图2. 3 τ值下发射和接收天线孔径的相对截面能量密度分布其中，R是发射或接收天线半径，ρ是辐射点至天线中心的距离。
数字微波系统的链路指标计算
关于微波通信的链路预算对于一个微波传输链路，怎样计算（估算）它的链路储备余量？或怎样选取天线大小才能保证一定的链路储备余量？下面就以一个例子介绍微波传输链路的预算。
1. 自由空间传输损耗电磁波在自由空间（无阻挡、无障碍）中的传输损耗为：Ls（dB）=92.4+20lgF+20lgD其中：F：发射频率，单位为GHzD：传输距离，单位为公里（km）例如：5.8GHz频率的信号传输20公里的损耗为：Ls=92.4+15.3+26=133.7dB2. 系统增益设备的系统增益为：Gs=Pt-Pro其中：Pt为设备射频输出功率Pro为系统接收灵敏度例如，对于S-LINK(1E1)扩频微波设备，Pt=23dBm，Pro=-89dBm那么，该设备的系统增益为：Gs=112dB3. 链路总增益Gl=Gs+Gt+Gr其中：Gt为发射端的天线增益（dB）Gr为接收端的天线增益（dB），一般来说，发射天线和接收天线采用相同的天线口径，即Gt=Gr例如，收发两端都用0.6米口径的天线，其增益为Gt=Gr=28.5dB，那么链路增益为，Gl=112+28.5+28.5=169dB4. 链路总损耗Lt=Ls + Lft + Lfr其中：Lft为发射端ODU和天线之间的电缆损耗Lfr为接收端ODU和天线之间的电缆损耗例如，对于S-LINK (1E1)设备，ODU与天线之间的馈线长度为1.5-2.0米，在5.8GHz频率，其损耗为0.5dB。
那么，链路总损耗为：Lt=133.7+0.5+0.5=134.7dB5. 链路储备余量微波链路的储备余量为：Margin=Gl – Lt例如，对于上述微波链路，其链路储备余量为：Margin=169-134.7=34.3dB反之，如果确定了链路的储备余量，可以反推出所需要的天线口径。
在所用设备、通信距离和工作频率确定以后，天线口径和链路的储备余量之间是可以推算出来的，即天线增益的提高量（收发天线合计）就转化为链路储备余量的增加量。
传输线波长计算公式
传输线波长计算公式传输线波长计算公式是用来计算传输线上的波长的。
在电磁波传输中，波长是指波的一个完整周期所占据的空间距离。
波长的计算公式可以通过传输线的特性参数来确定。
下面将介绍传输线波长计算公式的相关内容。
传输线波长的计算公式是根据传输线的特性阻抗和频率来确定的。
在电磁波传输中，传输线的特性阻抗是指单位长度的传输线上的电压和电流的比值。
传输线波长的计算公式可以通过以下公式来表示：波长 = 速度/频率其中，速度是指电磁波在传输线上传播的速度，频率是指电磁波的振动次数。
传输线的特性阻抗可以通过以下公式来计算：特性阻抗 = (电感 + 电容) / (电导 + 电阻)其中，电感和电容分别是传输线的电感和电容参数，电导和电阻分别是传输线的电导和电阻参数。
传输线波长的计算公式可以通过以上公式来确定。
根据传输线的特性阻抗和频率，可以计算出传输线上的波长。
传输线波长的计算公式可以帮助工程师们在设计和优化传输线时，了解电磁波在传输线上的传播情况，以及传输线的特性参数对传输性能的影响。
传输线波长的计算公式的应用非常广泛。
在无线通信系统中，传输线波长的计算公式可以用来确定天线长度和传输线长度，从而保证无线信号的传输质量。
在光纤通信系统中，传输线波长的计算公式可以用来确定光纤的长度，从而保证光信号的传输质量。
在微波电路设计中，传输线波长的计算公式可以用来确定微波传输线的长度，从而保证微波信号的传输质量。
传输线波长的计算公式是一种重要的工具，可以帮助工程师们设计和优化传输线，以保证电磁波的传输质量。
通过传输线波长的计算公式，可以确定传输线上的波长，从而了解传输线的传输特性。
传输线波长的计算公式在无线通信、光纤通信和微波电路设计等领域有着广泛的应用。
希望本文对传输线波长的计算公式有所了解，对读者有所帮助。
数字微波系统的链路指标计算
对于LMDS系统而言，调制方式对系统性能有着很大的影响，因此，选择适当的调制技术十分关键。
以下我们将以大唐LMDS产品为例探讨采用QPSK 和16QAM自适应调制技术的合理性。
此外，系统载波带宽的选择也对系统的性能有着重要的影响，因为，不同的载波带宽会有传输性能上的差异及制造成本上的不同，如何根据业务的需要从多个方面进行权衡选择是值得探讨的问题。
调制方式的选择多数LMDS系统产品采用QPSK（或4QAM）和16QAM自适应调制方式，部分产品仅使用QPSK（或4QAM）一种调整方式。
大唐无线通信公司的R3000LMDS系统采用了QPSK和16QAM自适应调制技术及RS前向纠错，接收机门限在BER＝10－9时分别是－77dBm/16QAM和－83.3dBm/QPSK，两种调制方式在系统参数相同的情况下，衰落储备差6.3dB。
有人认为从抗雨衰能力的角度出发，16QAM技术并不可取，这种看法是片面的。
因为，对一个特定的降雨区要求可用性指标达到99.99％时，最大通信距离必然是按QPSK调制方式下估算的，如果同样在这个距离上使用16QAM调制方式时，可用性指标将劣化到95％，这就意味着LMDS系统可以在95％的时间内工作在16QAM方式下，也就是在95％的时间内在14MHz带宽上可传输36Mbps速率信号，仅在5％的时间段因降雨调整到QPSK方式下工作，此时，在14MHz带宽上仅可传输16Mbps 速率信号，相比之下，单纯采用QPSK（或4QAM）调制方式的系统，在同样距离上99.99％的时间，在14MHz带宽上，都只能传输16Mbps速率信号，两者的优劣自然是十分清楚的。
当然上面在16QAM方式下的可用性数据仅是一个设计期望值，实际情况会因不同气候区而异，大唐无线通信公司的R3000LMDS系统16QAM与QPSK自适应转换的判决区间是SNR＝（16～25）dB。
在考虑到16QAM与QPSK两种调制方式下，传输速率相差一倍的因素时，凡具有这种性能的LMDS系统对用户业务的QoS保证应有相应的策略。
关于无线信号传输距离和衰减问题
北京万蓝拓通信技术有限公司宣关于无线信号传输距离和衰减问题什么是无线CPE?CPE 的英文全称为：Customer Premise Equipment！无线CPE 就是一种接收wifi 信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡、无线AP 和无线网桥！可以接收无线路由器，无线AP 和无线打印服务器的无线信号！是一款新型的无线终端接入设备！大量应用于医院，单位，工厂，小区等无线网络接入，节省铺设有线网络的费用！搭配14DBI的原装平板定向天线！按照理想的状况来说户外直线传输距离达到2000 米是没问题的！理想的情况所指的是无干扰无障碍的情况下，而在我们生活的城市这种情况基本上是不可能存在的，在一般的生活小区，医院和单位的较为稳定接收距离是50米左右！如果接收的距离内有墙体阻隔，按照每堵墙衰减3DBI 来算(具体衰减值跟墙的参数有很大区别) 此款无线USB CPE 还搭配USB延长线，如果要接受户外的无线信号，CPE 天线最好是外置于户外，这样搭配的3 米USB 延长线是不可缺少的了！"穿墙能力"与设备使用的频段有直接的关系。
微波的最大特点就是近乎直线传播，绕射能力非常弱，因此身处在障碍物后面的无线接收设备会被障碍物给阻挡。
所以对于直线传播的无线微波信号来说，只能是"穿透"障碍物以到达障碍物后面的无线设备了。
"穿透"了障碍物的无线信号将逐渐变成较弱的信号，至于这个信号还有多强，这就是穿透能力或直接说是"穿墙能力"了。
对于用户来说，都希望无线信号能至少穿透屋内的墙壁和地板。
墙壁的材质有多种，有木质墙、玻璃墙、砖墙、混凝土墙等；地板一般是钢筋混凝土。
每穿透一道隔离墙，无线的接受信号或多或少都有衰减，上面的建筑结构依次从低到高的衰减。
一旦选用了发射功率过低、接收灵敏度不够、天线增益不够的无线设备，无线信号会衰减得很利害，传输速率急速下降，甚至会容易出现无线的盲点。
微波 方案
微波方案概述微波是一种电磁波，在电磁光谱中的波长范围为1毫米至1米。
微波技术广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域。
本文将介绍微波的基本原理、应用领域和相关方案。
微波的原理微波是电磁波的一种，其主要特点是具有较长的波长和相应的低频率。
在电磁光谱中，微波的频率范围为300 MHz至1 THz，对应的波长范围约为1毫米至1米。
微波传输是通过天线将微波发射到空间中，经过传播后由接收天线接收并恢复成信号。
微波和其他频率的电磁波一样，按照直线传播的定律传播，并且受到地球表面的影响而衰减。
微波的应用微波技术在多个领域有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：通信微波通信是一种基于微波技术的无线通信方式，通常用于长距离通信。
通过微波通信，可以实现高速、大容量的数据传输。
微波通信在无线电传播、卫星通信等领域发挥着重要的作用。
雷达雷达是一种利用微波的特性来探测目标的无线电设备。
它通过发送微波脉冲，并接收目标回波来确定目标的位置、速度和其他相关信息。
雷达常用于气象、航空导航、目标识别等领域。
卫星导航全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的定位系统，通过在地球轨道上的卫星上发送微波信号，接收设备可以通过测量这些信号的传播时间和距离来确定自身的位置。
卫星导航在导航、地图、定位服务等领域得到广泛应用。
医疗微波技术在医疗诊断中也有重要的应用。
例如，在放射治疗中，医生可以使用微波来准确定位和治疗肿瘤。
此外，微波成像技术也被广泛应用于乳腺癌检测和其他医学成像领域。
微波方案为了实现微波传输和应用，需要设计合适的微波方案。
以下是一些常见的微波方案：天线设计天线是微波传输中的重要组成部分，用于发射和接收微波信号。
天线设计涉及到天线类型选择、天线位置调整、增益设置等。
选择合适的天线设计方案可以提高微波传输的效果和稳定性。
频率选择微波通信和雷达等应用中，需要选择合适的微波频率。
不同频率的微波具有不同的传播特性和衰减情况。
选择合适的频率可以提高通信和检测的准确性。
第五章微波传输基本理论
2.第n菲涅尔区的半径Fn
第n菲涅尔区边界的某个点P到TR连线的距 离为第n菲涅尔区的半径Fn.
Fn TP d1 Fn (d1 ) 2d1
2 2 2
Fn PR d 2 Fn d 2 2d 2
2 2
2
因第n菲涅尔区定义: TP+PR=d+nλ/2
所以:
Fn
nd1d 2 d
5.1.4.2 传播衰落现象
衰落？一般是指信号电平随时间的随机起伏。 按引起衰落的原因可以分为
吸收型衰落：主要是由于传播媒质电参数的变化，使得 信号在媒质中的衰减发生相应的变化而引起的。这种衰 落跟天气有很大的关系，而且信号电平的变化缓慢，所 以称为慢衰落。此外，由地形起伏、建筑物及障碍物的 遮蔽等引起的阴影衰落也称慢衰落。 干涉型衰落：主要是由于随机多径干涉现象引起的。这 种衰落的信号电平变化很快，所以称为快衰落。
各种波段波的特性
长波的穿射能力最强，电磁波靠地波传播，但其收发信 天线的占用场地很大，常用于海上通信。 中波比较稳定，主要用于广播。 短波在传输过程中，碰到电离层会发生反射现象因而其 传输距离很远，故短波常用于远距离通信或广播。但极 易受电离层变化的影响，信号会时强时弱。 超短波的传输特性同光波一样，是沿直线传播的，要求 通信双方之间（两微波站之间）没有阻挡物，信号方能 传输到对方。 微波传输特性也和光波一样，只能沿直线传播即视距传 播，绕射能力弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将 产生折射和反射。
TPn R d
2
n
各相邻费涅尔区在R处产生的电波场强相位相差1800
由费涅尔区半径公式可知，第一费涅尔区的 面积为πF21 ;第二费涅尔区的面积为： πF22- πF21 = π（√ 2 F1 ）2- πF21 = πF21 第三费涅尔区的面积为： 2 2 2 2 F3 F2 ( 3F1 ) ( 2F1 ) ＝πF21 可见个相邻费涅尔区面积相等。但它们离R 的距离不相等。第一费涅尔区离R最近，在R 处产生的电场E1最大，其他依次减小，近似 为等差级数，考虑到相位相反，使R点的总 电场强度E=1/2 E1
无线通信距离计算
无线通信距离的计算一、dBm dBmV dBuV换算关系dBm=10log(Pout/1mW)，其中Pout是以mW为单位的功率值dBmV=20log(Vout /1mV)，其中V out是以mV为单位的电压值dBuV=20log(V out /1uV)，其中V out是以uV为单位的电压值换算关系：Pout＝Vout×V out/RdBmV=10log(R/0.001)+dBm，R为负载阻抗dBuV=60+dBmV二、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: 无线传输损耗每增加6dB, 传送距离减小一倍三、射频/传输线概念3.1传输线的一些概念连接天线和发射机输出端（或接收机输入端）的电缆称为传输线或馈线。
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24 24 24
12 12 .15 25 6.40
63.26 71.01 84.45
该列表只需要修改天线的增益，就可以得出传输的距离，其他地方不需要修改!!!!! 配合天视通的产品，可以选用的天线列表： TS2400A 900MM切割栅抛天线（抱杆）_24dBi TS2400SPL06 600MM切割栅抛天线（抱杆）_19dBi TS2400SPL04 400MM切割栅抛天线（抱杆）_15dBi TS2400B L260MM背射天线（底座）_16dBi TS2400BI L260MM背射天线（抱杆）_16dBi TS2400BKC14 42C室外小板状_14dBi TS2400BKC-Y 110C室外小板状_10dBi TS2400AT 全向玻璃钢天线_12dBi TS2400CII (车台)吸盘天线_7dBi TS2400L 手机天线_3dBi
传输距离数 天线厂参 (米) 米 考值 1329.98 7523.51 37916.10
6326.49 7101.24 8444.85