增加無線模塊傳輸距離的方法都有哪些

隨著無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展，無線模塊的應(yīng)用也越來越廣泛。無線模塊廣泛地應(yīng)用于車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232 數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。

無線模塊傳輸距離主要受功率、接收靈敏度、天線等因素的影響。主要從這3個方面來講述增加無線模塊傳輸距離的方法。

1.發(fā)射功率

發(fā)射功率(Emissive Power)就是無線模塊所發(fā)射出來的射頻信號強(qiáng)度。從理論上講，射頻信號強(qiáng)度越大傳輸距離越遠(yuǎn)，即大功率的無線模塊比小功率的無線模塊傳輸距離更遠(yuǎn)。

2.接收靈敏度

接收機(jī)靈敏度（Receiver Sensitivity）是指給定接收機(jī)解調(diào)器在要求信噪比的條件下，接收機(jī)所能檢測的最小信號電平。無線傳輸?shù)慕邮侦`敏度類似于人們溝通交談時的聽力，提高信號的接收靈敏度可使無線產(chǎn)品具有更強(qiáng)地捕獲弱信號的能力。這樣，隨著傳輸距離的增加，接收信號變?nèi)酰哽`敏度的無線產(chǎn)品仍可以接收數(shù)據(jù)，維持穩(wěn)定連接，大幅提高傳輸距離。即接收靈敏度越低，無線模塊傳輸距離越遠(yuǎn)。

接收靈敏度的公式如下：

S=-174+NF+10lgB+10lgSNR

其中：?NF為噪聲系數(shù)，B為信號帶寬，SNR為解調(diào)信噪比。帶寬越大，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)越大，靈敏度就會越大，接收性能也會惡化，這就要求在設(shè)計接收機(jī)的時候，要考慮到系統(tǒng)的帶寬、噪聲系數(shù)對靈敏度的影響。

無線模塊的接收靈敏度非常重要，尤其是在小功率的傳輸系統(tǒng)中，每個dB都很重要，尤其是”6dB法則”:即增加或者降低6dB，意味著增加一倍或者降低一半的功率。例如，發(fā)射端的發(fā)射能量為100mW或20dBm 時，如果11Mbps 速率下接收靈敏度為－83dBm ，理論上傳輸?shù)臒o遮擋視距為?15km，而接收靈敏度為-77dBm時，理論上傳輸?shù)臒o遮擋視距僅為15km的一半（7.5km），或者相當(dāng)于發(fā)射端能量減少了1/4，既相當(dāng)于?25mW，14dBm。因此，在無線模塊傳輸系統(tǒng)中提高接收端的接收靈敏度，相當(dāng)于提高發(fā)射端的發(fā)射能量，同時增加了無線模塊傳輸?shù)木嚯x。

3.天線

天線(antenna)是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無界媒介中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換。一般天線都具有可逆性，即同一副天線既可用作發(fā)射天線，也可用作接收天線，同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。

從天線的理論參數(shù)來講，天線的輸入阻抗、天線的增益這兩個方面的因素可以決定天線的性能，同時決定無線模塊的傳輸距離。從天線的輸入阻抗來講，一般天線做成標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆，無線模塊的阻抗也是標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆，這樣天線和無線模塊完全匹配，保證沒有傳輸信號的流失，進(jìn)而保證無線模塊的距離。從天線的增益來講，發(fā)射總能量等于發(fā)射功率（dBm）與天線增益（dBi）之和，天線增益越大，發(fā)射總能量越大，無線模塊傳輸距離越遠(yuǎn)。

從天線的實際測試中來講，由于現(xiàn)場的實際環(huán)境不可能是絕對平坦的，如有山丘、建筑物、樹木，不同程度和方式影響電波的傳播。因此，在工程實施前，必須進(jìn)行現(xiàn)場電波傳播和接收場強(qiáng)測試（準(zhǔn)確到多少dBm），以便根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和工作要求，確定設(shè)備的功率、天線類型、架設(shè)高度等參數(shù)，使上下行信號達(dá)到足夠的抗干擾能力，才能實現(xiàn)有效可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸。

但是在實際測試中，不可能是絕對的平坦和沒有遮擋物的，因此無線模塊的傳輸距離受很多方面因素的影響，沒有絕對性。

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