稍微注意一下就會發現，周圍的天線塔都很高，或者干脆就在當地的高樓上放一個信號塔。

以前一直都不知道為什么要這么做，只認為是理所當然。

不過最近學習通信原理后，才明白天線塔要比較高的原因。

視距傳播了解下

視距傳播（line-of-sight propagation，LOS propagation）是指利用超短波、微波作地面通信和廣播時，其空間波在所能直達的兩點間的傳播。其距離同在地面上人的視線能及的距離相仿，一般不超過50km。

頻率較高(2MHz~30MHz)的電磁波稱為高頻電磁波，可以穿透最低的大氣電離層，但是會被高層的電離層反射回地面，地面會再將電磁波反射回大氣，從而產生天波傳播的方式。

而頻率高于30MHz的電磁波會直接穿透電離層，我們手機的信號屬于超短波，頻率遠遠高于30MHz

手機信號頻率

因此手機信號的傳播方式屬于視距傳播。

設天線高度均等于h，地球半徑R為6370km，由勾股定理可知：

d²+R²=(h+R)²

則

D為兩天線距離，則有

D²=(2d)²=8Rh

將R的數值帶入上式可得

式中：D為收發天線距離(km)

進一步解釋塔高的原因

一般收發天線距離為20km~50km，之所以取這個距離，是考慮了很多因素的，比如塔太高成本高、距離太遠功率大電費高等等。

而想要視距傳輸的距離D為50km，由上面推導的公式可以得知，天線的架設高度h為50m。

因此，天線塔總是高高的。（手動點頭）

知識延伸

從上文我們知道，視距傳播一般距離為50km，那么遠距離的傳輸怎么辦呢？這就可以采用無線中繼的方法。

四頻制

二頻制

在視距傳播距離為50km的情況下，就可以每隔50km建一個天線塔，然后將信號每隔50km轉發一次。而且每座信號塔接收和發出的頻率都需要不一樣，否則會發生混頻的問題，導致信號無法恢復。

從上文的公式推導中可以知道，視距傳播的距離和天線架設的高度有關，如果想讓視距傳播的距離更遠，就需要天線架設的更高；但是考慮到天線塔的成本問題，在地面上很難完成，所以可以考慮讓天線上天，使用衛星作為轉發站(基站)，這種方式也被稱為衛星通信。

但是衛星通信的延遲比較高，而且衛星成本也不低，畢竟上天還是不容易的，目前正在發展的平流層通信就致力于解決這個延遲問題。

這種項目稱作空中基站，目前有的大公司如Google和Facebook就在做這個項目。使用空中基站的優點是非常明顯的，可以避免人工鋪設光纖網絡等基礎設施，成本低廉，而且不用擔心人為破壞。

但是空中基站仍然存在很多問題，比如如何保持穩定的高帶寬、如何維持可靠性強的網絡環境，這些都是非常大的問題，因為空中基站處在平流層，會受到天氣的影響，空中基站的無線網絡技術需要借助微波、毫米波或者FSO(自由空間光通訊系統)實現，但是微波相對擁有較低的電容量;而毫米波和FSO經常會受到天氣的影響(毫米波在陰雨天氣不能正常工作，FSO的性能會被塵霧影響)。而且空中基站還存在位移不固定的問題，這是地球自轉導致的，這是一個非常大的問題，如果兩個無線收發器間隔5英里，其中一個偏離正常位置僅僅1°，最后信號到達的目標位置將會比初始位置偏移將近500 英尺。

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