Grond‑tot‑grond radiovortplanting: impact op draadloze links begrijpen

Bij het schatten van de prestaties van een draadloze link is het vrijruimtemodel – waarbij path loss groeit met het kwadraat van de afstand – vaak het uitgangspunt. Dit model tekortschiet echter wanneer één of beide antennes dicht bij de aardoppervlak werken. In dergelijke gevallen kaatsen radiogolven op de grond, wat leidt tot significante signaaldegradatie die het ontvangen signaal kan versterken of verzwakken, afhankelijk van antennehoogte en ‑afstand.

Voor links waarbij beide antennes binnen een paar meter van de grond zitten, stijgt de effectieve path‑loss exponent van 2 naar 4. Dit betekent dat de ontvangen vermogen afneemt met de vierde macht van de afstand. In een praktisch scenario – beide antennes ongeveer 1,5 m (5 ft) boven de grond – illustreert de volgende grafiek de steile daling van signaalsterkte over afstand.

Op een bereik van één mijl (1,6 km) is de extra verlies door grondreflectie ongeveer 25 dB – equivalent aan een 20‑voudige reductie in bruikbaar bereik vergeleken met de vrijruimte‑voorspelling.

Een ander gevolg van grond‑gereflecteerde golven is een snelle opeenvolging van constructieve en destructieve interferentie, wat „pieken” en „dalen” in signaalsterkte produceert. Wanneer beide antennes slechts 5 ft boven de grond zijn, wordt deze fading merkbaar op afstanden korter dan 20 m.

Deze effecten maken grond‑tot‑grond‑propagatie uitzonderlijk uitdagend. Om een betrouwbare link onder dergelijke omstandigheden te behouden, moet een ontvanger zeer gevoelig zijn. Onze lange‑afstand transceivers zijn ontworpen om aan deze eisvolle eisen te voldoen. Hieronder volgen voorbeeld link‑budgetten die haalbare bereiken tonen wanneer beide antennes 5 ft boven de grond staan.