Умови розповсюдження радіохвиль часом мають вирішальне значення в дальності і іноді навіть в самій можливості зв'язку і визначають яку антену потрібно застосувати. Будь-яка радіохвиля в процесі поширення піддається впливу наступних факторів:
- загасання
- переломлення
- відображення
- дифракція
- поглинання
- розсіювання
- інтерференція
Загасання. У процесі поширення радіохвиля зменшує свою амплітуду пропорційно квадрату відстані від джерела, тобто доволі швидко. Залежно від чутливості приймального пристрою і потужності передавального існує граничне відстань, обмежену загасанням.
Переломлення (рефракція). Будь-яка хвиля заломлюється при переході з одного середовища в іншу. Рефракція і розсіяння радіохвиль сприяють поширенню хвилі за межі видимого горизонту, ви можете розрахувати дальність прямої видимості з урахуванням рефракції на нашому сайті.
Відображення. Радіохвиля відбивається від перешкод з втратою потужності. Кут падіння дорівнює куту відбиття.
Дифракція. Дифракція це явище огинання хвилею перешкод, порівнянних з довжиною хвилі. Наприклад, для радіохвиль діапазону УКВ і СВЧ бетонна стіна будівлі є практично непереборною перешкодою.
Поглинання. Коли радіохвиля зустрічає перешкоду, то частина її енергії поглинається матеріалом, частина відбивається, частина проходить крізь матеріал. Різні матеріали мають різною силою поглинання, крім того ступінь поглинання залежить від довжини хвилі. Туман, дощ, сніг значно послаблюють сигнал при довжині хвилі менше 5 см, в діапазоні Wi Fi (довжина хвилі 10-12 см) вплив опадів вже слабке, а на більш низьких частотах практично не помітно.
Інтерференція проявляється внаслідок багатопроменевого поширення. За своєю природою, радіохвилі можуть поширюватися в декількох напрямках. У процесі багаторазового відбиття від земної поверхні, різних перешкод, сигнал досягає місця призначення різними шляхами.
На відкритій місцевості інтерференція грає не меншу роль, ніж в приміщенні. На приймальню антену ЗАВЖДИ потрапляє пряма і відбита хвиля, оскільки має місце відображення від землі. На малюнку нижче зображено схема шляхів прямої та відбитої хвиль від базової станції до приймальної антени, а на графіку праворуч рівень сигналу в залежності від висоти для хвилі довжиною 3 см. Як бачимо правило "чим вище, тим краще" на невеликій відстані від базової станції не працює. Іноді для збільшення рівня сигналу буває корисно опустити антену на кілька сантиметрів. В реальних умовах графік рівня сигналу набагато складніше, тому що відображених променів зазвичай більше.
Розсіювання на перешкодах. У процесі поширення хвиля перевідбивається і переизлучается на перешкодах, що призводить до ослаблення прямого променя. Найбільш частим випадком умов радіообміну є ситуація при прямій радиовидимости. Радіохвиля в процесі поширення в просторі займає обсяг у вигляді еліпсоїда обертання з максимальним радіусом в середині прольоту, який називають зоною Френеля. Наприклад, для радіолінії діапазону 2,4 ГГц при відстані між станціями 500 м радіус зони Френеля складе 3,9 м. Тобто уздовж лінії, що з'єднує приймач і передавач в її середній частині в радіусі 3,9 м не повинно бути предметів, що відображають або розсіюють радіовипромінювання. Тільки забезпечивши цю умову, має сенс говорити про домінування прямого променя і про ослаблення, пов'язаному лише з довжиною радиотрасс. В діапазоні 2,4 ГГц, якщо в зону Френеля потрапляє листя високих дерев, це призводить до ослаблення прямого променя до 20-40 дБ. Присутність дерев поблизу місця розташування абонента може привести до завмирання сигналу внаслідок багатопроменевого поширення. Ефекти останнього сильно залежать від вітру. Ви можете розрахувати зону Френеля за допомогою онлайн калькулятора на нашому сайті.
Варто згадати і про поляризацію хвилі. Якщо електричний вектор електромагнітної хвилі паралельний землі, то ми маємо справу з горизонтальною поляризацією, якщо перпендикулярний - поляризації вертикальна, якщо нахилений під кутом, то таку хвилю можна представити як суму двох хвиль з різною поляризацією. У процесі поширення через переотражения і інтерференції поляризація може змінюватися. Особливо це помітно на краю зони обслуговування. В результаті ми можемо зіткнутися з випадком, коли поміняв поляризацію антени ми збільшимо рівень сигналу.
Загальні рекомендації по розміщенню приймальних пристроїв і антен:
Якщо цих заходів виявиться недостатньо, то слід розглянути варіант із застосуванням спрямованих антен зі збільшеним коефіцієнтом посилення. Вони дозволять зменшити вплив загасання і перешкод.