Frekans, RF iletimlerindeki nesneleri çaprazlama yeteneğini nasıl etkiler?

Ya da, ağır metal engelleri olan bir yolda verimli bir şekilde veri iletmem gerekirse, seçilebilecek en iyi bantlar / modülasyonlar nelerdir?

Metal kaplarla dolu (boş veya bilinmeyen içeriklerle dolu) büyük bir depolama tesisinde kısa veri patlamaları periyodik olarak iletmek için birkaç cihaz oluşturmam gerekiyor. ZigBee alıcı-vericileri (örneğin Atmel'in ZigBit hattı) ile çeşitli derecelerde başarı ile testler yapıyorum. 2,4 GHz bantlarında çok kötü sonuçlar aldım ve 900 MHz bantlarında çok kabul edilebilir sonuçlar elde ettim. Ancak, bazı kişiler tarafından tam tersi bir deneyime sahip olduklarını söylediler (kendi durumlarında 2.4GHz / 900MHz XBee modülleri kullanıyorlardı). 433 MHz'in de ortak bir bant olduğunun farkındayım ve elbette 5.8 GHz de var.

Bu nedenle, sorunun ana kısmı, bu tür iletim için hangi frekansların özellikle iyi veya kötü olduğu hakkında bir tür grafik veya ortak bilgi olup olmadığıdır. Pil gücüyle küçük cihazlarda (örn. Telefon boyutunda) kullanabileceğim bantlarla ilgileniyorum. Engelleri olan 50 ~ 100 metre / metre aralığı çok güzel olurdu. Ayrıca, cihazın RF kısmı (örneğin, modülasyon, RF ön ucu, açık kanal tespiti, önsöz tespiti, vb.) İle başa çıkmak için ticari olarak temin edilebilen bir çeşit yonga seti veya modül olmalıdır; Üst düzey protokollerle kendim ilgilenebilirim.

İdeal olarak, büyük bir metal nesneye (1 inç / 2,5 cm.) Çok yakın yerleştirilirse çok kolay algılayamayacak bir tür anten kullanabileceğim bir bant olurdu. Çoğunlukla kırbaç ve sarmal antenlerle test yapıyorum. Cihazlarım üstesinden gelmesi gereken metal yüzeylere çok yakın yerleştirilmelidir!

Bununla birlikte, güvenemiyorum: anten yönlülüğü, cihazın yeri / yönü, sabit alıcı-verici konumları, vb. Tüm cihazlar çok rastgele ve nadiren yerleştirilecektir. Sadece elimden gelenin en iyisini yapmam gerek. Güvenebileceğim tek şey, cihazların her zaman dikey konumda duracağıdır.

Birçok insanın kullandığı kural, daha düşük frekansların daha yüksek frekanslardan daha iyi "penetrasyona" sahip olmasıdır. Bazı durumlarda bu doğru, ama hepsi değil. Bu muhtemelen malzemelerin cilt derinliğini hesaplamaktan kaynaklanmaktadır. Cilt derinliği, belirli bir frekanstaki elektromanyetik dalganın bir malzemeye ne kadar derinlemesine nüfuz edebileceğidir. Malzeme iyi bir iletken olduğunda kullanılan denklem:

burada ρ özdirençtir ve μ malzemenin geçirgenliğidir. Yine de dikkat etmeniz gereken şey, frekans ($\omega$) derinleşir, cilt derinliği artar. Bunun ne anlama geldiğine dair pratik bir örnek: mikrodalga fırınınız 2.4 GHz radyo dalgalarını fırlatıyor. Oraya dev bir kalın biftek koyarsanız ve bunun direnç ve geçirgenliğini ölçersek, mikrodalga fırında pişirebileceğiniz maksimum biftek kalınlığını hesaplayabiliriz. Cilt derinliğinden daha derin bir şey pişmez, çünkü mikrodalga fırının tüm enerjisi zaten emilmiş olacaktır.

Bahsettiğiniz gibi, farklı malzemelerin radyo dalgalarını ne kadar iyi absorbe ettiğine dair grafikler var, ancak doğrusal veya öngörülebilir değiller, bu yüzden uygulaması kolay bir kural değil. Dönem tablosundaki her elementin fotonları (elektromanyetik radyasyon) ne kadar iyi emdiği aşağıda açıklanmıştır. Y eksenindeki enerji frekansla orantılıdır:

Ancak bu Demir'in emilim şeması (farklı mekanizmalara göre), yakınlaştırdığınızda işlerin nasıl karıştığını gösterir:

Ancak uygulamanızda, muhtemelen daha büyük bir etkiye sahip olan başka bir faktör var. Vericiniz büyük tesisinize gitmeye başladığında, her yöne bir elektromanyetik dalga gönderir (yönlü bir anten kullanmadığınız varsayılarak). Bu dalgalar, kaplardaki metal gibi başka bir ortamla karşılaşıncaya kadar havada dolaşacaktır. Dalga bu kaba vurduğunda, enerjinin bir kısmı kaba emilir ve bazıları da kabın dışına yansır. Yansıtılan kısım başka bir şeye çarpana kadar seyahat edecek ve daha sonra bazıları emilecek ve bazıları tekrar yansıtılacaktır. Buna çoklu yol denir. Alıcı anteniniz, orijinal olarak iletilen sinyalin bir sürü kopyasını alabilir ve tümü biraz gecikebilir. Buraya'

Çok yollu efektler dalgaların birbirlerini yıkıcı bir şekilde etkilemesine neden olabileceğinden, muhtemelen bu nedenle çelişkili sonuçlar elde edersiniz. Antenin ve vericinin ve kapların konumu performansı çok değiştirir ve tesiste bir şeyler hareket ederse, bir an büyük bir sinyal alabilirsiniz ve sonra aniden korkunç olacaktır.

Çoklu yolla uğraşmak zor, ama burada deneyebileceğiniz birkaç şey var. Alıcı anteni yönlü yapın, böylece umarım yansıyan sinyallere karşı düşük bir duyarlılığa sahip olacaktır. Antenleri konteynırların üzerine çıkarırsanız, bu da yardımcı olabilir. 433 MHz'lik bir vericiyi deneyebilirim (modül üreten bir grup şirket var) çünkü 2.4 GHz veya 5.8 GHz'e göre daha iyi performans elde edeceğinizi düşünüyorum.

Yüksek frekanslar, bıçak kenarı yayılımında olduğu gibi daha fazla kırılma ve keskin açılara daha dramatik bir şekilde tepki verme eğilimindedir. Bu bazen iyi olabilir, çünkü sinyalinizin başka türlü erişemediği yerlere ulaşmasına izin verir. Anteni monte edildikten sonra değiştirmeniz gerekebilir, çünkü metal kaplar antenin rezonansını etkileyecektir, ancak yerine oturduktan sonra swr'yi düşürmek için modifiye ederek, bunun çoğuna karşı koyabilirsiniz. Yayılan frekansın çok yüksek veya çok düşük olmasını istemezsiniz veya yüksek metal bir ortamda iyi yanıt vermez. 150-1000 MHz civarında bir yerde muhtemelen iyi çalışır.
Bu antenin polaritesini bulmak için, bir vericiye bağlayabilir ve iletilen sinyali bir mesafeden başka bir radyodan dinleyebilirsiniz. Anteni alıcı telsizde dikey olarak hizalanmış ve yatay olarak hizalanmış olarak ileri geri yatırmayı deneyin. Sinyal en güçlü olduğunda, verici antenin polarizasyonu budur. İki antenin polaritesi farklı olduğunda sinyal gücünde% 90'a kadar düşüş olabilir.