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无线设备传输距离的估算与费里斯传输公式
来源: | 作者:SKYLABS | 发布时间: 2607天前 | 3354 次浏览 | 分享到:

天纵鉴定在针对无线产品的鉴定和测试中,其测试的对象主要就是发射机和接受机及其组成的系统。一个理想的无线系统,它需要在正常通信的基础上能耗低、对外界干扰小、抗干扰能力强。围绕这个理想我们制定了各种测试规范去验证它,这其实也是天纵检测等第三方实验室的主体工作之一。

那一个无线传输系统的理论传输距离如何估算了?今天,天纵君给您介绍一下弗里斯(Harald Trap Friis)和他的传输公式。

弗里斯(1893222 - 1976615日)是出生于丹麦的美国人,他在1920年加入了西电公司的研究小组,该小组在1925年成为贝尔实验室的一部分。他在贝尔实验室对无线电传播射电天文学和雷达研究做出了开创性贡献。他的两个Friis公式仍然在通信系统中被广泛使用。今天我们介绍一下其中之一的“Friis传输方程”。


费里斯传输公式将传输功率、天线增益、距离、波长与接收功率联系起来。弗里斯公式也可以用来计算从一个天线到第二个天线的接收功率。


在上面这个方程式中,PT 为发送器功率;PR(d) 为接收功率,并为发射到接收机间隔距离 d 的一个函数;GT 为发送器天线增益;GR 为接收机天线增益;d 为发送器和接收机之间的间隔距离,单位为米;λ 为波长,单位为米。

我们把上面的公式可以推倒换算成一个距离的等式,如下:


在上面的转换公式中:通信距离等于发射和接收天线间的距离()Pr=接收功率,Pt=发射功率,Gt=天线发射增益,Gr=接收天线增益。

弗里斯传输公式是一种远场理想状态的表达关系,它的局限性很多,例如需要满足收发天线均阻抗共轭匹配、极化匹配,且最大辐射方向相互对准等条件,且弗里斯传输公式也不能预测接收信号的相位。用这个公式去估算无线系统的传输距离,其实是一种数值上的理想情况,在现实中其的传输距离会受到很多因素制约,其实际传输距离会远远小于通过这个公式计算的结果。