- Cisco无线局域网配置基础
- 常潘编著
- 1900字
- 2020-08-27 10:05:25
1.2.2 RF的特征
RF 信号以电磁波的方式通过空气传播,在理想情况下,信号到达接收方时与发送方发送的相同,而实际上并非总是如此。当RF信号从发送方传输到接收方时,将受其遇到的物体和材质的影响,本节将简要地探讨影响无线信号传播的条件。
1.反射
无线信号以电波的方式在空中传播时,如果遇到密集的反射材质,将发生反射,以电灯发出的光线为例,虽然大多数光线从电灯出发向各个方向传播,但有些可能在碰到房间中的物体后发生反射,反射光回到电灯,或照射到房间的其他工域,使区域更亮。
图1-8说明了RF信号的反射。室内的物体,如金属家具、文件柜和金属门等可能导致反射,室外的无线信号可能在遇到水面或大气层时发生反射。
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图1-8 RF信号的反射
2.折射
在两种密度不同的介质之间的边界上,RF 信号也可能发生折射。反射是遇到表面后弹回来,而折射是在穿过表面时发生弯曲。折射信号的角度与原始信号不同,传播速度也可能降低,图1-9说明了这种概念。例如,信号在穿过密度不同的大气层或密度不同的建筑物墙面时,将发生折射。
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图1-9 RF信号的折射
3.吸收
当RF信号进入能够吸收其能量的材质时,信号将衰减。材质的密度越高,信号的衰减越严重,图1-10说明了吸收对信号的影响,过低的信号强度将影响接收方,最常见的吸收情形是,无线信号穿过水分,水分可能包含在无线传输路径中的树叶或无线设备附近的人体中。
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图1-10 RF信号的吸收
4.散射
当RF信号遇到粗糙、不均匀的材质或由非常小的颗粒组成的材质时,可能向很多不同的方向散射,这是因为材质中不规则的细微表面将反射信号,如图1-11所示,无线信号穿过充满灰尘或沙粒的环境时将发生散射。
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图1-11 RF信号的散射
5.衍射
假设RF信号遇到其不能穿过的物体或能够吸收其能量的物体,读者可能认为将出现一个“阴影”(其中没有信号),就像光照射在物体上时会导致阴影一样。如果形成这样的阴影,将导致 RF 信号没有覆盖的静区,然而,在 RF 传播中,信号通常会通过弯曲绕过物体,最终组合成完整的电波。
图1-12说明了不透明物体(阻断或吸收RF信号的物体)将导致RF信号发生衍射。衍射生成的是同心波而不是振动信号,因此将影响实际电波。在该图中,衍射导致信号能够绕过吸收它的物体,并完成自我修复,这种特殊性使得在发送方和接收方之间有建筑物时,仍能够接收到信号,然而,信号不再与原来的相同,它因为衍射而失真。
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图1-12 RF信号的衍射
6.菲涅耳区
如果物体是悬空的,平行于地面传播的RF信号将绕过物体的上、下两端发生衍射,因此信号通常能够覆盖物体的“阴影”。然而,如果非悬空物体(如建筑物或山脉)阻断了信号,在垂直方向信号将受到负面影响。
在图1-13中,一座大楼阻断了信号的部分传输路径。由于在沿大楼前端和顶端发生衍射,信号发生弯曲和衰减,导致信号无法覆盖大楼后面的大部分区域。
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图1-13 障碍物导致的信号衍射
在狭窄的视线(Line-of-sight)无线传输(这非常适合长距离传输)中,必须考虑到这种衍射,这种信号不沿所有方向传输,而是聚焦成束,如图1-14所示。要形成视线路径,在发送方和接收方的天线之间,信号不能受任何障碍物的影响。在大楼或城市之间的路径中,通常有其他大楼、树木或其他可能阻断信号的物体。在这种情况下,必须升高天线,
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图1-14 沿视线传输的无线信号
使其高于障碍物,以获得没有障碍的路径。
当进行远距离传输时,弯曲的地球表面也将成为影响信号的障碍物。当距离超过两英里时,将无法看到远端,因为它稍低于地平线。尽管如此,无线信号通常沿环绕地球的大气层以相同的曲度传播,即使物体没有直接阻断信号,狭窄的视线信号也可能受衍射的影响。在环绕视线的椭球内也不能有障碍,这个区域被称为菲涅耳区,如图1-15所示。如果菲涅耳区内有物体,部分RF信号可能发生衍射,这部分信号将弯曲,导致延迟或改变,进而影响接收方收到的信号。
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图1-15 菲涅耳区
在传输路径的任何位置,都可以计算出菲涅耳区半径 R1。在实践中,物体必须离菲涅耳区的下边缘有一定的距离,有些资料建议为半径的60%,其他资源则建议为50%。
在图1-16中,在信号的传输路径中有一座大楼,但没有阻断信号束,然而,它却位于非涅耳区内,因此信号将受到负面影响。
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图1-16 菲涅耳区内的障碍物导致信号质量降低
通常,应增加视线系统的高度,使菲涅耳区的下边缘比所有障碍物高,当传输路径非常长时,弯曲的地球表面将进入菲涅耳区并导致问题,如图1-17所示。
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图1-17 弯曲的地球表面进入了菲涅耳区
可以使用一个复杂的公式来计算菲涅耳区的半径,然而,我们只需知道存在菲涅耳区,且其中不能有任何障碍物。表1-1列出了当使用频段为2.4 GHz时,无线传输路径中点处的菲涅耳区半径值。
表1-1 菲涅耳区的半径
![](https://epubservercos.yuewen.com/73DC77/3590438304600301/epubprivate/OEBPS/Images/figure_0023_0003.jpg?sign=1734417115-0UaJEGhLSgK916wRVgNnVx9sKk3chZkM-0-4487fc7a1bc95295dd8248c3fd70b4b0)
注释:1mi=1.609 km;1ft.=30.48 cm
有关计算菲涅耳区的半径的更详细信息,请通用阅Wikipedia.org。First Mile Wireless网站提供了一个菲涅耳区的半径计算器,其网址为http://www.firstmilewireless.com。