教程 · 图传频率和功率的物理理论简要分析

      图传频率和功率的物理理论简要分析

衍射的定义

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本文为转载，作者：zhanyiduo
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首先，我们说的“穿透”能力其实是指的无线电波“绕”过障碍物继续传播的能力，另称为“衍射”。衍射是波传播的特有性质，满足衍射发生的条件是：障碍物的尺寸不大于波长。

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图传频率 波长与衍射的关系

图传的各频率的波长是多少呢？根据波长计算公式 λ= c/f, 其中c 为光速，f为频率。可以得出市面上常见的四种频率（900mhz, 1.2ghz, 2.4ghz, 5.8ghz)的波长分别为： 33.31cm, 24.98cm, 12.49cm, 5.17cm。 知道波长了，对比飞行中有可能出现的障碍物的尺寸，其穿透能力就一目了然。：无论哪个频率各种建筑肯定挡住信号。对于2.4ghz和5.8ghz，树枝树叶也会对其构成不小的威胁，所以飞到树的后面也很危险。

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功率和有效距离的关系

对于全向天线（棒状天线/蘑菇头天线等）有效距离的平方跟功率成正比，比如一个1w的图传，有效距离是1000米；那么2w的图传有效距离就是1414米。为什么？因为图传发射的信号能量从天线一点向空间传播，其无线信号就会以球面向四周扩散，发射能量均匀分布在空间的球面上。球心就是图传发射端，接收端处在球面上的任意一点。发射与接受端的距离就是球的半径。球面的面积s就跟球的半径平方成正比。所以图传有效距离跟发射功率平方成正比。

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如何才能有效增加通讯距离呢

可见一味提高图传的发射功率不是增加距离最有效的方式。最有效的方式就是把分散在球面上的能量都集中在接收端方向，这就是定向天线的优势。下面介绍一个概念：增益。增益的单位是db分贝，分贝=输出能量数量级/输入能量数量级X10。输出/输入的倍数与分贝的换算：1倍=0分贝，10倍=10分贝，100倍=20分贝，1000倍=30分贝. 简而言之，增益代表的是天线对于发射能量“塑造”的能力，增益越大说明天线发射的能量在某个方向越集中。 所以增加图传距离最有效的方法就是改变接收端的天线，可以让一个有效距离1km的图传，瞬间变成20km的马拉松fpv图传。一句话，嗓门大不如对的准。

多一句解释，有网友注意到市面上的定向天线只是对于接收端而言，发射端依然是全向天线是否无异于改变信号6的有效距离呢？
这里先介绍一个“等效”的概念。对于一对发射接收天线，其互换角色而不影响传播质量的。就是说，全向发射定向接收的配置“等效”于定向发射全向接收。 由于在飞机上安装天线跟踪太重，所以市面上的配置是发射端全向“喊”，接收端定向“听”。当然，最好的办法是发射接收端都是定向天线，典型的就是卫星的通讯，卫星上一个“锅”，地面上一个“锅”。

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