相信2.4G功放一直是大家津津乐道的话题,但论坛上相关信息比较杂乱,不同模友在不同的地点不同的电磁环境下所获得的效果又不一定,造成后来者不知所云,迷乱其中……正好最近自己由于不能忍受433的延迟,抛弃之,转入2.4G+1.2G的怀抱,花了一个下午时间阅读了相关资料,在这里关于控的距离和2.4G功放辐射量计算问题跟大家分享下,希望抛砖引玉,有错之处还望老鸟不吝赐教!
(懒得看计算的请直接拉到最后面好么,有直接给出建议)
一、我的控能用多远?
这个是很多新手喜欢问的问题,简而言之,控制距离由:发射功率(mw)+天线增益(dBi)+接收灵敏度(dBm)决定。下面抛出几个公式结合天地飞2.4G能用距离做例子解释。
为了计算方便,我们将统一化成同一单位:
因素1:发射功率化成Dbm:计算公式为:10lgP(功率值/1mw)
例:天地飞2.4G高频头发射功率=10lg(100mw/1mw)=20dBm
因素2:天线增益,正常我的所购买的天线都会直接标称dBi值
例:天地飞的2.4G小天线增益为2dBi
因素3:接收灵敏度,正常也是直接标称
例:天地飞的2.4G 9通接收接收灵敏度为 -97dBm
以上三个因素算完后,我们引出另外两个算距离的公式:
公式1:Pr(dBm) =Pt(dBm) - Ct(dB) + Gt(dB) - FL(dB) + Gr(dB) - Cr(dB)
Pr:接受端灵敏度
Pt: 发送端功率
Cr: 接收端接头和电缆损耗
Ct: 发送端接头和电缆损耗
Gr: 接受端天线增益
Gt: 发送端天线增益
FL: 自由空间损耗
公式2:FL(dB)=20 lg R(km) +20 lg f (GHz) + 92.44
R是两点之间的距离
f是频率=2.4
例:我们已经知道天地飞2.4G的Pr,Pt和Gt,另外接收端天线的Gr我们假设为0.5Dbi,同时假设Cr,Ct为0。这样就可以很方便地计算出FL为119.5 dB,代入公式2,可以很简单地得出R居然接近10Km,泥马,那我还上什么功放呀……等等等,其实我们完全忽略了环境各种影响距离的因素了(大气,阻挡物,多径是控距离的主要杀手),这里直接给出一些经验数值:
总增益(dBm) 最大距离(m) 实际距离(m)
91 50 43
100 100 80
109 200 149
121 500 342
125 700 463
130 1000 639
139 2000 1194
148 4000 2233
153 6000 3220
160 10000 5106
169 20000 9548
181 50000 21838
这里可以很简单地知道,我们正常的天地飞7,8,9的控制距离在有外界环境的影响下的最大值大约是500M,所当一个地方电磁环境好的时候,就可能出现极限距离的情况(上千米)。所以我们只要计算出因素1-3的总增益然后再参照上面的经验表,就可以得出大致距离。
二、2.4G功放对人体伤害多大?
在这个地方纠结了非常久,也看了很多资料,最后大致得出两种算法。
算法一:(发射ERIP)dBm = -90 + 10*log[(uV/m *meter)^2/30]
ERIP=因素1+因素2+因素3
可以很简单地算出uV/m的值,转换成V/m后参照国标GB8702-88的标准(http://www.sepa.gov.cn/image20010518/3975.pdf) 只要V/m值小于12就是OK的。
算法二:计算网址(http://www.wirelessconnections.net/calcs/rfsafety.asp)
得出估计的功率强度,还是对照GB8702-88国标,可以得出答 案。
例:我是以发射2W,频率2.4G,距离0.1M,增益10dBi,考虑地面反射为例,得出约为15W/m2 的单位面积辐射功率,超出国标(职业标准)约6.5倍,所以可以知道长时间使用对人体伤害还是非常大的。但是我们只要将距离延长至1m左右,辐射就迅速降低到0.159W/m2了。
所以,关于2.4G功放,个人几点建议:
1、近距离对人体伤害是很大的,但也不必离非常远,距离在1-2m的时候辐射已经衰减到安全值以下了,可以放心用;
2、现在功放配的天线大多是水平极化的,因此如果迫不得已需要将功放天线靠近自己,尽量让天线的辐射面不与人体重要部位交叉或使用防护服;
3、辐射量是积累的,所以不要长时间使用,适当休息。
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