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280 mW 真能提升 CRMX 的传输距离吗?

LumenRadio 的 Stardust 标称 280 mW,而 Cerise 最高为 100 mW。听起来传输距离差了将近三倍。其实并非如此,而背后的原因对任何无线 DMX 系统都值得了解:发射功率、天线增益和法规之间是如何相互关联的。

简短回答:280 mW 主要来自 Stardust 的天线,而不是强得多的无线电。在开阔环境中,它大约能带来 1.7 倍的传输距离,而且只有在法规允许超过 100 mW 的地方才合法。在欧盟、英国和日本,所有 CRMX 发射器(包括 Stardust)都必须保持在 100 mW 或以下。Cerise 配上更大的 6 dBi 天线也能达到同样的效果:请先查看当地法规,并询问我们哪些天线兼容。

mW、dBm、dBi 和 EIRP

  • mW(毫瓦):无线电实际输出的功率。
  • dBm:以 1 mW 为基准、用对数刻度表示的同一功率。20 dBm 即 100 mW,24.5 dBm 约为 280 mW。
  • dBi:天线增益,即与向各个方向均匀辐射的理想天线相比,天线把功率集中到某些方向上的程度。
  • EIRP(等效全向辐射功率):天线在最强方向上实际发出的功率,计算方法如下:

EIRP = 发射器功率(dBm)+ 天线增益(dBi)− 线缆和接头损耗(dB)

例如,20 dBm 的无线电配 3 dBi 天线,线缆损耗 1 dB,得到的 EIRP 为 22 dBm,约 158 mW。

功率 dBm
3 mW 5 dBm
13 mW 11 dBm
40 mW 16 dBm
100 mW 20 dBm
158 mW 22 dBm
280 mW 24.5 dBm

两条经验法则:每 +3 dB,功率翻一倍;在开阔环境中,每 +6 dB,传输距离翻一倍。

280 mW 能带来什么

从 100 mW 提高到 280 mW 是 +4.5 dB。在开阔环境中,这大约相当于 1.7 倍的传输距离,而不是 2.8 倍。在真实的片场,墙壁、人体、卡车和其他 2.4 GHz 设备的通信,影响都比这点差别更大。

Stardust 加大发射功率还有另一个原因。在 CRMX² 模式下,它在每个无线信道中容纳两个域。时任 LumenRadio 研发经理的 Michael Karlsson 在 LumenRadio 的公开用户群中解释过,接收器在该模式下的灵敏度会降低约 2.5 dB。要弥补 2.5 dB,需要增加约 78% 的功率。从这个角度看,额外的输出功率不只是为了传得更远,同样也是为了让 CRMX² 的传输距离接近 CRMX Classic。

Stardust 如何达到 280 mW

以下数据来自这些无线电模块的 FCC 认证文件:

  • TimoTwo(Cerise 和大多数 CRMX 设备中使用的 CRMX 模块):传导功率约 73 mW(18.6 dBm),FCC ID XRSTIMOMWAN201。
  • Stardust 中的模块:传导功率约 90 mW(19.5 dBm),FCC ID XRSTIMOMWAN301。

19.5 dBm 加上 5 dBi 天线,就是 24.5 dBm EIRP,也就是那 280 mW。所以无线电本身只比 TimoTwo 强约 1 dB;大部分差距来自天线。

理论上,TimoTwo 配 6 dBi 天线也能达到几乎相同的 24.6 dBm。但实际上,请不要随便安装天线:更换天线会使已认证的发射器超出其认证范围;在 Cerise 上,不合适的天线还可能损坏无线电并导致保修失效。如果您需要增益更高或体积更小的天线,请联系我们,我们会告诉您哪些天线兼容。

Cerise 的发射功率

使用随附的 2 dBi 天线时,Cerise 的每个无线电都可以在 WebUI 的 Config 选项卡中设置为 3 mW 至 100 mW(5 至 20 dBm):点击该无线电的“TX power”按钮,然后拖动滑块。使用随附天线时,Cerise 在开阔的视距条件下可达 400 米以上。

Cerise WebUI 中的 Set TX power for slot A 窗口,功率滑块位于 20 dBm / 100 mW

满功率并不总是最好的。在小型片场或影棚里,调低功率可以给 2.4 GHz 上的其他设备留出更多空间,而您的灯具也察觉不到差别。

狭小空间是一种特殊情况。在地堡、地下室或墙壁很厚的老建筑中,信号会在各个表面之间反射,这些反射波可能在接收器处相互抵消。这时即使灯具只在几米之外,接收效果也可能很差。调低功率或稍微移动一下发射器,往往比调高功率更有效。

高增益天线的取舍

天线增益不会产生功率,只是改变功率的分布。高增益天线会把更多能量送往某些方向,其他方向则更少,就像聚光灯和泛光灯的区别。天线指向的方向传得更远,其他方向的覆盖范围则变小,因此天线的摆放位置更加关键,在天线周围移动的灯具也可能掉线。

拖动滑块,看看垂直天线的辐射方向图如何随增益变化。从上方看,它始终是一个完整的圆;从侧面看,这个“甜甜圈”会变得更扁,沿水平方向延伸得更远,上方和下方的覆盖则更少。

哪些地区允许超过 100 mW

2.4 GHz 的法规因地区而异:

2.4 GHz 功率限制世界地图:美国、加拿大、澳大利亚、新西兰和印度允许超过 100 mW;欧盟、英国、挪威、冰岛、瑞士、日本和中国将发射器限制在 100 mW;其他国家标注为“请查看当地法规”
允许超过 100 mW 最高 100 mW 请查看当地法规
  • 欧盟和英国:EIRP 最高 100 mW,包含天线增益。使用高增益天线就意味着要调低发射器的功率。
  • 美国和加拿大:限值针对传导功率,天线增益另行计算,因此发射器可以合法地辐射远超 100 mW 的功率。
  • 澳大利亚和新西兰:对这类无线电同样允许超过 100 mW。
  • 印度:无需许可证,发射器输出最高 1 W,计入天线增益最高 4 W。
  • 日本、中国和亚洲大部分地区:100 mW 或更低。

请务必查看您工作所在地的现行法规:法规会变化,有些取决于室内还是室外使用,有些国家还要求特定的认证。

增加传输距离的更好方法

在加大功率之前,请先:

  • 把天线架高,并保持与灯具之间的视距无遮挡。
  • 让发射器远离金属、人体和其他发射器。
  • 用 Cerise 的频谱分析仪屏蔽其他系统使用的信道,避免 CRMX 与它们争抢信道时间。
  • 距离很远时,可以中继信号:用一台 CRMX 接收器把信号送给离灯具更近的第二台发射器。
  • 如果某个输出的传输距离比其他输出短,请按照我们的故障排除指南检查它的天线和接头。