Ground-to-Ground-Funkausbreitung: Verständnis der Auswirkungen auf Wireless Links

Bei der Abschätzung der Performance eines Wireless Links dient das Freiraum-Modell – bei dem der Pfadverlust mit dem Quadrat der Distanz wächst – oft als Ausgangspunkt. Dieses Modell greift jedoch zu kurz, wenn eine oder beide Antennen nahe der Erdoberfläche betrieben werden. In solchen Fällen reflektieren Radiowellen am Boden, was zu signifikanter Signalverschlechterung führt, die das empfangene Signal je nach Antennenhöhe und -abstand verstärken oder abschwächen kann.

Bei Links, bei denen beide Antennen nur wenige Meter über dem Boden sitzen, steigt der effektive Pfadverlust-Exponent von 2 auf 4. Das bedeutet, die empfangene Leistung fällt mit der vierten Potenz der Distanz. In einem praktischen Szenario – beide Antennen ca. 1,5 m (5 ft) über Grund – zeigt der folgende Graph den steilen Abfall der Signalstärke über die Distanz.

Bei einer Reichweite von einer Meile (1,6 km) beträgt der zusätzliche Verlust durch Bodenreflexion ca. 25 dB – äquivalent zu einer 20-fachen Reduktion der nutzbaren Reichweite im Vergleich zur Freiraum-Vorhersage.

Eine weitere Folge bodenreflektierter Wellen ist eine rasche Abfolge konstruktiver und destruktiver Interferenz, die „Peaks“ und „Valleys“ in der Signalstärke erzeugt. Wenn beide Antennen nur 5 ft über Grund sind, wird dieses Fading bereits bei Entfernungen unter 20 m spürbar.

Diese Effekte machen Ground-to-Ground-Ausbreitung außerordentlich anspruchsvoll. Um unter solchen Bedingungen einen zuverlässigen Link aufrechtzuerhalten, muss der Empfänger hochsensibel sein. Unsere Langstrecken-Transceiver sind darauf ausgelegt, diese harten Anforderungen zu erfüllen. Nachfolgend zeigen Beispiel-Link-Budgets erreichbare Reichweiten, wenn beide Antennen 5 ft über Grund positioniert sind.