周波数は、RF送信でオブジェクトを通過する機能にどのように影響しますか？

または、重金属の障害物があるパスでデータを効率的に送信する必要がある場合、どのバンド/変調を選択すればよいでしょうか？

金属製のコンテナ（空または不明なコンテンツでいっぱい）でいっぱいの大規模なストレージ施設で、短いバーストのデータを定期的に送信するいくつかのデバイスを構築する必要があります。私はZigBeeトランシーバー（例：AtmelのZigBitライン）を使用してテストを実行しており、さまざまな程度の成功を収めています。2.4 GHz帯域では非常に悪い結果があり、900 MHz帯域では非常に許容できる結果がありました。しかし、私は知り合った人から、まったく逆の経験をしたと言われました（彼らの場合、彼らは2.4GHz / 900MHz XBeeモジュールを使用していた）。433 MHzも一般的な帯域であることは知っています。もちろん5.8 GHzもあります。

したがって、問題の主な部分は、この種の送信にどの周波数が特に良いか悪いかについて、何らかのチャートまたは一般的な知識があるかどうかです。バッテリー電源を備えた小型のデバイス（電話サイズなど）で使用できるバンドに興味があります。障害物がある50〜100メートル/ヤードの範囲は非常にいいでしょう。また、デバイスのRF部分（つまり、変調、RFフロントエンド、クリアチャネル検出、プリアンブル検出など）を処理するために市販されているある種のチップセットまたはモジュールが必要です。上位レベルのプロトコルは自分で処理できます。

理想的には、大きな金属製の物体（1インチ/2.5 cmから1インチ）の非常に近くに配置された場合に、簡単にデチューンできないようなアンテナを使用できるバンドが理想的です。私は主にホイップとヘリカルアンテナでテストしてきました。私のデバイスは、克服する必要がある金属面の非常に近くに配置する必要があります。

ただし、アンテナの指向性、デバイスの位置/方向、固定トランシーバーの位置などは期待できません。すべてのデバイスは非常にランダムに配置され、ほとんど配置されません。私はできる限りベストを尽くす必要があります。私が頼りにできる唯一のことは、デバイスが常に垂直位置に立つことです。

多くの人が使用する経験則では、低い周波数は高い周波数よりも「浸透」が良くなるということです。これは一部のケースでは当てはまりますが、すべてではありません。これはおそらく、マテリアルのスキンの深さを計算することから派生しています。皮膚の深さは、特定の周波数の電磁波が侵入できる物質の深さです。材料が良導体である場合に使用される方程式は次のとおりです。

$\omega$

さまざまな材料が電波をどれだけ吸収するかについてあなたが述べたようなグラフがありますが、それらは線形または予測可能ではないため、実際に適用するのは簡単な経験則ではありません。ここに、周期表のすべての元素が光子（電磁放射）をどれだけよく吸収するかを示します。Y軸のエネルギーは周波数に比例します。

しかし、（さまざまなメカニズムによる）この鉄の吸収のグラフは、ズームインすると状況がどのように乱雑になるかを示しています。

しかし、あなたのアプリケーションでは、おそらくより大きな影響を与える別の要素が働いています。送信機が大きな施設で動き始めると、全方向に電磁波を送信します（指向性アンテナを使用していない場合）。それらの波は、コンテナ内の金属のような別の媒体に遭遇するまで空中を移動します。波がそのコンテナに当たると、エネルギーの一部はコンテナに吸収され、一部はコンテナで反射されます。反射された部分は、他の何かにぶつかるまで移動し、一部は吸収され、一部は再び反射されます。これはマルチパスと呼ばれます。受信アンテナは、最初に送信された信号のコピーを大量に受信する可能性がありますが、すべてわずかに遅延しています。ここに'

マルチパス効果により、波が互いに破壊的に干渉する可能性があるため、おそらく競合する結果が得られるのはこのためです。アンテナと送信機、コンテナの位置はパフォーマンスを大きく変化させます。施設内で物事が動き回っている場合、大きな信号が一瞬聞こえ、突然それはひどいものになるでしょう。

マルチパスの扱いは難しいですが、ここではいくつか試すことができます。受信アンテナに指向性を持たせると、反射信号に対する感度が低くなります。コンテナの上にアンテナを高くすることができれば、それも役立ちます。2.4 GHzや5.8 GHzよりもパフォーマンスが向上すると思うので、433 MHzの送信機で実験します（モジュールを製造している会社はたくさんあります）。

ナイフエッジの伝搬のように、周波数が高いほど屈折が大きくなり、鋭角に対してより劇的に応答する傾向があります。これは、信号が他の方法では到達できなかった場所に到達できるため、場合によっては有効です。金属製のコンテナはアンテナの共振に影響を与えるため、取り付け後にアンテナを変更する必要があるかもしれませんが、設置後にswrを下げるように変更することで、その多くに対処できます。放出される周波数が高すぎたり低すぎたりしないようにしてください。そうしないと、高金属環境ではうまく応答しません。150〜1000 MHzの領域のどこかでおそらくうまく動作します。
そのアンテナの極性を見つけるには、アンテナを送信機に接続して、離れた場所にある別の無線機で送信信号を聞くことができます。受信無線機のアンテナを垂直方向と水平方向の間で前後に傾けてみてください。信号が最も強いとき、それは送信アンテナの偏波です。2つのアンテナの極性が異なる場合、信号強度が最大90％低下する可能性があります。