Распространение радиоволн «земля-земля»: понимание влияния на беспроводные каналы

При оценке производительности беспроводного канала свободно-пространственная модель — где затухание растет с квадратом расстояния — часто служит отправной точкой. Однако эта модель не работает, когда одна или обе антенны работают близко к поверхности земли. В таких случаях радиоволны отражаются от грунта, вызывая значительную деградацию сигнала, которая может усилить или ослабить принимаемый сигнал в зависимости от высоты антенн и их разделения.

Для каналов, где обе антенны находятся в нескольких метрах от земли, эффективный показатель затухания по траектории возрастает с 2 до 4. Это означает, что принятая мощность падает с четвертой степенью расстояния. В практическом сценарии — обе антенны примерно 1,5 м (5 футов) над землей — следующий график иллюстрирует крутое падение силы сигнала с расстоянием.

На расстоянии одной мили (1,6 км) дополнительные потери, вводимые отражением от земли, составляют примерно 25 дБ — эквивалент 20-кратного снижения полезного диапазона по сравнению с прогнозом свободного пространства.

Другое последствие отраженных от земли волн — быстрая последовательность конструктивной и деструктивной интерференции, создающая «пики» и «впадины» уровня сигнала. Когда обе антенны всего в 5 футах над землей, это замирание становится заметным на расстояниях короче 20 м.

Эти эффекты делают распространение «земля-земля» исключительно сложным. Для поддержания надежного канала в таких условиях приемник должен быть высокочувствительным. Наши дальнодействующие трансиверы спроектированы для удовлетворения этих требований. Ниже приведены примеры расчетов каналов (link budgets), демонстрирующие достижимые дальности при высоте антенн 5 футов над землей.