In diesem Handbuch behandeln wir die folgenden Themen: Was ist Signalausbreitung? Welche unterschiedlichen Arten der Signalausbreitung gibt es? Was ist drahtlose Signalausbreitung?
Was ist Signalausbreitung?
Unter Signalausbreitung versteht man den Prozess, durch den elektromagnetische Signale wie Radiowellen oder Lichtwellen von einem Sender zu einem Empfänger durch ein Medium oder einen Raum wandern.
Bei der Signalausbreitung geht es um die Übertragung, Ausbreitung und den Empfang elektromagnetischer Energie, die von Faktoren wie den Eigenschaften der Sendeantenne, der Signalfrequenz, den Eigenschaften der Umgebung (z. B. Gelände und Atmosphäre) sowie Hindernissen und Hindernissen oder Objekten beeinflusst wird, die das Signal beeinflussen können Übertragung.
Das Verständnis der Signalausbreitung ist für den Entwurf und die Optimierung von Kommunikationssystemen, Radarsystemen und drahtlosen Netzwerken von entscheidender Bedeutung, um eine zuverlässige und effiziente Datenübertragung über kurze oder lange Entfernungen sicherzustellen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie sich elektromagnetische Signale von einem Sender zu einem Empfänger ausbreiten:
Ausbreitung von Erdwellen: Erdwellen breiten sich entlang der Erdoberfläche aus und werden vom Gelände und der Bodenleitfähigkeit beeinflusst.
Sie werden typischerweise in der niederfrequenten Funkkommunikation über relativ kurze Distanzen eingesetzt, wobei die Signale der Erdkrümmung folgen.
Skywave-Ausbreitung: Skywaves sind Radiowellen, die von der Ionosphäre (einer Schicht geladener Teilchen in der oberen Erdatmosphäre) reflektiert werden und zur Erde zurückkehren.
Dies ermöglicht Funkkommunikation über große Entfernungen, insbesondere im HF-Band (Hochfrequenzband), wo Signale von Schichten der Ionosphäre zur Erde zurückreflektiert werden können.
Welche unterschiedlichen Möglichkeiten der Signalausbreitung gibt es?
Sichtlinienausbreitung (LOS): LOS-Ausbreitung erfolgt, wenn sich Funksignale geradlinig zwischen Sender und Empfänger ausbreiten, ohne von der Erdoberfläche oder der Erdatmosphäre reflektiert oder gebrochen zu werden.
LOS wird häufig in Mikrowellenkommunikations- und Radarsystemen verwendet, bei denen die Antennen eine ungehinderte Sicht aufeinander haben müssen.
Was ist drahtlose Signalausbreitung?
Troposphärische Ausbreitung: Die troposphärische Ausbreitung beinhaltet die Ablenkung oder Streuung von Radiowellen in der unteren Erdatmosphäre (Troposphäre).
Dies kann zu Effekten wie Kanalisierung führen, bei der Signale atmosphärischen Schichten folgen, oder Diffusion, bei der Signale durch atmosphärische Partikel oder Turbulenzen gestreut werden.
Drahtlose Signalausbreitung bezieht sich speziell auf die Ausbreitung von Hochfrequenzsignalen (RF) durch den freien Raum oder verschiedene Medien, ohne dass physische Kabel oder Leitungen erforderlich sind.
Drahtlose Kommunikationstechnologien wie Wi-Fi, Mobilfunknetze (2G, 3G, 4G, 5G), Bluetooth und Satellitenkommunikation basieren auf der Ausbreitung von HF-Signalen, um Daten über kurze bis große Entfernungen zu übertragen. HF-Signale breiten sich nach den Prinzipien der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen aus, wobei sie sich durch Luft oder andere Medien ausbreiten und dabei auf Faktoren wie Absorption, Reflexion, Beugung und Streuung treffen, die den Widerstand, die Qualität und die Zuverlässigkeit des Signals beeinflussen können.
Das Verständnis der Ausbreitung drahtloser Signale ist entscheidend für den Entwurf drahtloser Netzwerke, die Optimierung von Abdeckungsbereichen, die Minderung von Interferenzen und die Gewährleistung einer konsistenten Kommunikationsleistung in verschiedenen Umgebungen und Nutzungsszenarien.
Die RF-Signalausbreitung (Radiofrequenz) befasst sich speziell mit dem Verhalten und den Eigenschaften von Radiowellen im RF-Spektrum (3 kHz bis 300 GHz).
HF-Signale breiten sich durch Luft oder andere Medien aus und weisen verschiedene Ausbreitungsphänomene auf, darunter Reflexion, Beugung, Absorption und Streuung. Diese Eigenschaften hängen von Faktoren wie der Frequenz des HF-Signals, den atmosphärischen Bedingungen, dem Gelände und Hindernissen im Signalweg ab. Die Ausbreitung von HF-Signalen ist für den Entwurf und Einsatz von HF-Kommunikationssystemen, einschließlich Rundfunk, Mikrowellenverbindungen, Satellitenkommunikation und drahtlosen Netzwerken, von wesentlicher Bedeutung.
Systemingenieure und -designer analysieren die HF-Ausbreitung, um die Antennenplatzierung, Sendeleistungspegel und Frequenzzuweisungen zu optimieren und so eine zuverlässige und effiziente HF-Kommunikation in Bezug auf gewünschte Abdeckungsbereiche und Betriebsbereiche zu erreichen.
Wir hoffen, dass dieser Artikel zum Thema „Was ist Signalausbreitung?“ leicht verständlich war
