無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介,與光纖、微波、明線一樣,有一定的適用范圍:它提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸,具有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點(diǎn),適合點(diǎn)多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合,可與PLC模塊設(shè)備,RTU設(shè)備,雨量計(jì)、液位計(jì)等數(shù)據(jù)終端相連接。
??無線通信模塊通信距離的主要性能指標(biāo)有四個(gè):一是發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率,二是接收機(jī)的接收靈敏度,三是系統(tǒng)的抗干擾能力,四是發(fā)射/接收天線的類型及增益,所以只要對其中指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,就可以擴(kuò)大系統(tǒng)的通信距離。
電波在自由空間通信的距離方程為:[Lfs](dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
式中Lfs為傳輸損耗,d為傳輸距離,頻率的單位以MHz計(jì)算。
由此式可得,通信距離與發(fā)射功率、接收靈敏度和工作頻率有關(guān)。在固定的頻率條件下,影響通信距離的因素有:發(fā)射功率、接收靈敏度、傳播損耗、天線增益等。對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者,周圍環(huán)境對電波的吸收,多徑干擾,傳播損耗等是無法改變,但是可以優(yōu)化發(fā)射功率、接收靈敏度和天線等。
E90-DTU(433L37)是成都億佰特電子科技有限公司推出5W功率的LoRa擴(kuò)頻數(shù)傳電臺, 區(qū)別與模擬調(diào)頻電臺加 MODEM 的模擬式數(shù)傳電臺,數(shù)傳電臺提供透明RS232/RS485接口,數(shù)傳電臺工作在433MHz頻段,通訊距離可達(dá)20km。那為什么E90-DTU(433L37)能有如此遠(yuǎn)距離的通訊效果呢??下面就來介紹一下他的遠(yuǎn)距離傳輸優(yōu)勢:
1、數(shù)傳電臺采用軍工級LoRa擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù),提高了其抗干擾能力,大大提升了通信距離與通信穩(wěn)定性;
常規(guī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信原理是使用與數(shù)據(jù)速率相適應(yīng)的盡可能小的帶寬。這是因?yàn)閹挃?shù)是有限的,而且有很多的用戶要分享。擴(kuò)頻通信的原理是盡可能使用最大帶寬數(shù), 同樣的能量在一個(gè)大的帶寬上傳播。這里擴(kuò)頻帶寬的很小部分與常規(guī)無線信號相干擾, 但常規(guī)無線信號不影響擴(kuò)頻信號,這是因?yàn)閮烧呦啾瘸R?guī)信號帶寬很窄。所以LoRa擴(kuò)頻數(shù)傳電臺具有強(qiáng)悍的抗干擾能力,是使其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信的一個(gè)重要原因。
2、數(shù)傳電臺內(nèi)置了功率放大器(PA),提高了發(fā)射功率,使其功率達(dá)到了5W;
由上式的公式可知,發(fā)射功率越大,通信距離越大;從理論上說發(fā)射功率可無限制地增加,但實(shí)際上由于受成本或技規(guī)的限制,發(fā)射機(jī)的輸出功率也是有限的。
3、數(shù)傳電臺內(nèi)置了低噪聲放大器(LNA),接收靈敏度也得到了一定程度的提升;
接收靈敏度就是接收機(jī)能夠正確地把有用信號拿出來的最小信號接收功率。接收靈敏度反映了接收機(jī)捕捉微弱信號的能力,接收靈敏度越高,通信距離也越遠(yuǎn)。電臺內(nèi)置了低噪聲放大器,使接收靈敏度得到一定提升。
4、優(yōu)質(zhì)的電壓駐波比
駐波比全稱為電壓駐波比,又名VSWR和SWR,指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比,又稱為駐波系數(shù)、駐波比。駐波比就是一個(gè)數(shù)值,用來表示天線和電波發(fā)射臺是否匹配。駐波比等于1時(shí),表示饋線和天線的阻抗完全匹配,此時(shí)高頻能量全部被天線輻射出去,沒有能量的反射損耗;駐波比為無窮大時(shí),表示全反射,能量完全沒有輻射出去。
lora無線數(shù)傳電臺具有優(yōu)秀的電壓駐波比,如圖所示,能量的發(fā)射損耗極小。
5、工作頻率在433MHz頻段
根據(jù)波速公式: V=λf
在同種介質(zhì)中,波的傳播速度相同,波長和頻率的乘積不變,λ=v/f,波長和頻率成反比,即頻率越低,波長越長;波長越長,其繞射性能越好,繞過障礙物的效果越好。
數(shù)傳電臺工作在433MHz頻段,相較于868M、915M、2.4G頻段,其波長要長,其繞射性要好,自然傳輸距離也越遠(yuǎn)。
根據(jù)上述介紹,E90-DTU(433L37)是采用軍工級LoRa擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的數(shù)傳電臺,由于其先進(jìn)的調(diào)制方式大大提升了通信距離與通信穩(wěn)定性。在原有基礎(chǔ)上內(nèi)置了功率放大器(PA)與低噪聲放大器(LNA),使得最大發(fā)射功率達(dá)到 5W 的同時(shí)接收靈敏度也得到了一定程度的提升,在整體的通信穩(wěn)定性上較沒有功率放大器與低噪聲放大器的產(chǎn)品大幅度提升。至此使得其有如此優(yōu)秀的傳輸距離。
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