稍微注意一下就會(huì)發(fā)現(xiàn)，周圍的天線塔都很高，或者干脆就在當(dāng)?shù)氐母邩巧戏乓粋€(gè)信號塔。

以前一直都不知道為什么要這么做，只認(rèn)為是理所當(dāng)然。

不過最近學(xué)習(xí)通信原理后，才明白天線塔要比較高的原因。

視距傳播了解下

視距傳播（line-of-sight propagation，LOS propagation）是指利用超短波、微波作地面通信和廣播時(shí)，其空間波在所能直達(dá)的兩點(diǎn)間的傳播。其距離同在地面上人的視線能及的距離相仿，一般不超過50km。

頻率較高(2MHz~30MHz)的電磁波稱為高頻電磁波，可以穿透最低的大氣電離層，但是會(huì)被高層的電離層反射回地面，地面會(huì)再將電磁波反射回大氣，從而產(chǎn)生天波傳播的方式。

而頻率高于30MHz的電磁波會(huì)直接穿透電離層，我們手機(jī)的信號屬于超短波，頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于30MHz

手機(jī)信號頻率

因此手機(jī)信號的傳播方式屬于視距傳播。

設(shè)天線高度均等于h，地球半徑R為6370km，由勾股定理可知：

d²+R²=(h+R)²

則

D為兩天線距離，則有

D²=(2d)²=8Rh

將R的數(shù)值帶入上式可得

式中：D為收發(fā)天線距離(km)

進(jìn)一步解釋塔高的原因

一般收發(fā)天線距離為20km~50km，之所以取這個(gè)距離，是考慮了很多因素的，比如塔太高成本高、距離太遠(yuǎn)功率大電費(fèi)高等等。

而想要視距傳輸?shù)木嚯xD為50km，由上面推導(dǎo)的公式可以得知，天線的架設(shè)高度h為50m。

因此，天線塔總是高高的。（手動(dòng)點(diǎn)頭）

知識延伸

從上文我們知道，視距傳播一般距離為50km，那么遠(yuǎn)距離的傳輸怎么辦呢？這就可以采用無線中繼的方法。

四頻制

二頻制

在視距傳播距離為50km的情況下，就可以每隔50km建一個(gè)天線塔，然后將信號每隔50km轉(zhuǎn)發(fā)一次。而且每座信號塔接收和發(fā)出的頻率都需要不一樣，否則會(huì)發(fā)生混頻的問題，導(dǎo)致信號無法恢復(fù)。

從上文的公式推導(dǎo)中可以知道，視距傳播的距離和天線架設(shè)的高度有關(guān)，如果想讓視距傳播的距離更遠(yuǎn)，就需要天線架設(shè)的更高；但是考慮到天線塔的成本問題，在地面上很難完成，所以可以考慮讓天線上天，使用衛(wèi)星作為轉(zhuǎn)發(fā)站(基站)，這種方式也被稱為衛(wèi)星通信。

但是衛(wèi)星通信的延遲比較高，而且衛(wèi)星成本也不低，畢竟上天還是不容易的，目前正在發(fā)展的平流層通信就致力于解決這個(gè)延遲問題。

這種項(xiàng)目稱作空中基站，目前有的大公司如Google和Facebook就在做這個(gè)項(xiàng)目。使用空中基站的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，可以避免人工鋪設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，成本低廉，而且不用擔(dān)心人為破壞。

但是空中基站仍然存在很多問題，比如如何保持穩(wěn)定的高帶寬、如何維持可靠性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這些都是非常大的問題，因?yàn)榭罩谢咎幵谄搅鲗?，?huì)受到天氣的影響，空中基站的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要借助微波、毫米波或者FSO(自由空間光通訊系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)，但是微波相對擁有較低的電容量;而毫米波和FSO經(jīng)常會(huì)受到天氣的影響(毫米波在陰雨天氣不能正常工作，F(xiàn)SO的性能會(huì)被塵霧影響)。而且空中基站還存在位移不固定的問題，這是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的，這是一個(gè)非常大的問題，如果兩個(gè)無線收發(fā)器間隔5英里，其中一個(gè)偏離正常位置僅僅1°，最后信號到達(dá)的目標(biāo)位置將會(huì)比初始位置偏移將近500 英尺。

進(jìn)入作者朱浩博客