漲姿勢 | 無線通訊距離現場評估知多少？

在現實生活中，無線通訊技術無時無刻的圍繞在我們身邊，它好像看不到，聽不著，摸不到，但確確實實和我們生活密切相關，如我們的手機網絡、家里的Wifi網絡、藍牙、GPS衛星定位、FM收音機等等。那么，作為現場應用工程師，在布置這些網絡的時候，信號覆蓋就成為我們必須要掌握的重要課題。下面我們將通過理論和實際相結合的方式，簡單介紹下如何評估無線通訊的信號覆蓋距離。

公式(1)

傳輸損耗(dB)= 20lgf(MHZ)+20lgD(km)+32.44

公式(2)

D是兩點之間的距離

F是工作頻率

將上面公式(1)和公式(2)合并后得：

20lgD(km)= 發射功率(dBm)– 插入損耗(dB)+ 接收端和發射端天線增益(dB) - 接收靈敏度(dBm) - 20lgf(MHZ)- 32.44 (3)

說到這里，相信大家很明白我們的通訊距離和什么因素有關了。通訊距離和我們使用的工作頻率成反比，也就是說工作頻點越高，在自由空間傳輸的距離越近。那么，在通訊頻率已經固定了的情況下，我們如何提升通訊距離呢?答案是顯而易見的，提升發射功率和增加接收器的接收靈敏度都可以增加無線的通訊距離。

例如由致遠電子股份有限公司研發的ZM5168系列的ZigBee大功率模塊ZM5168P2的發送功率最高可以達到20dBm，接收靈敏度最大可以達到-100dBm，假設我們使用的天線增益5dBi，天線接口和在2.4GHz電波在空氣中傳輸時造成的總損耗為18dB。這與我們進行的實際測量的通訊距離基本一致的。

在公式(1)中，我們可以告訴大家另外一個非常有用的，而且非常有趣的現象，如果我們的距離需要翻一倍，那么對應的傳輸損耗需要增加多大呢?我們一帶入公式(1)就可以得出增加的傳輸損耗

△Los=20lg2=6dB (4)

這是一個很有用的一個參數，比如我們在上面的距離計算中，得到的ZigBee模塊ZM5168P2的空氣的傳輸距離是2.5km，如果我們中間有障礙物，如有一堵木板墻，木板墻的傳輸損耗為6dB，這時我們就可以初步估算經過一堵木板墻后的傳輸距離衰減為1.25公里，如果障礙物是紅磚水泥墻(25cm)，損耗大概是18dB，換算為距離衰減8倍，這時我們可以估算經過一堵紅磚水泥墻時，距離只剩下約275m。因此記住這個6dB的衰減數據，對我們現場的工程施工時的距離估算是有非常大的指導意義。