Vensi威士丹利智能Zigbee无线通信指南
- 发布于2021.06.19
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1天线辐射知识
1.1 信号衰减曲线
2.4GHz信号的自由空间衰减是指数型的（如图1-1所示），离信号源处一米衰减接近40dBm，但是到了远传，衰减就小了；距离8dBm功率输出节点150米的位置，信号强度为-90dBm（中间无明显遮挡物）；到达500米，信号强度为-97dBm，2dBm信号在远处可以延长通讯距离将近100米的距离。
1.2 全向天线辐射图
棒状天线全向天线并不是球型辐射，只在辐射平面上360度信号都一样强，全向天线的辐射面这样确定：当天线垂直地面，最佳辐射面是水平的，且正切于棒状天线的中心。
图1-2全向天线辐射图
天线的角度会严重影响测试效果，在最佳辐射面范围里，信号会比非辐射面范围大很多，近处更为明显。
1.3 板载天线的方向图
用来表述天线在空间各个方向上所具有的发射和接收电磁波的能力。
1.4定向天线辐射图
定向天线指信号辐射面仅在某个区域，常见的定向天线包括平板天线和八目天线，其中八目天使的指向性最好，其方向图如图1-3所示。定向天线主要用于主干网的点对点定向传播。
图1-3八目天线主要信号辐射图
2.天线方向匹配
为实现最大距离通讯，测试时需要注意以下几点：
2.1 收发两者尽量水平
发送机和接收机尽量水平放置，这样两者都在对方的最佳辐射面上，如所示。
图2-1收发水平
2.2有落差时的天线调整原则
假如现场收发设备不在水平面上，有一定的落差，如果天线还是垂直地面放置，就不在最佳发射接收区域（如图2-2所示），通讯距离会达不到预期效果。
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图2-2落差时错误天线摆放
在这种情况下，应该将两个天线倾斜放置，如图2-3所示。
图2-3天线倾斜角度图示
2.3 天线安装不要紧贴金属
在某些应用中，无线设备可能会安装在避雷针等金属管的附近，如果直接将天线贴住金属管，金属管会破坏天线本身的辐射场，造成信号辐射图变形，产生不规则的是辐射场，对传输很不利，与天线平行的金属平面也会造成类似的结果建议遇到此种情况，用夹具安装设备时，要使天线距离金属管或者金属平面至少10cm。
图2-4天线安装图示
3 障碍物衰减经验值
在无线工程中，经常需要根据现场障碍物的材质，对信号衰减做大致的评估，表格1列举了常见的一些材质的衰减值，可以作为施工和故障排查的参考。
表格1常见材质的信号衰减（2.4Ghz）
