Калькулятор потерь сигнала в свободном пространстве

Введите расчет

Расстояние (км)

Частота (МГц)

Результатов

Потери в свободном пространстве

100,04

дБ

Расстояние	1 km
Частота	2 400 MHz

Что такое потери в свободном пространстве?

Потери в свободном пространстве (Free Space Path Loss, FSPL) — это затухание радиосигнала при распространении в свободном пространстве, то есть по прямой линии видимости без препятствий, отражений и поглощения в атмосфере. Эти потери растут вместе с расстоянием и частотой и являются базовой составляющей любого энергетического бюджета радиолинии — для Wi-Fi, спутниковой, микроволновой, сотовой и радиолокационной связи.

Мощность сигнала рассеивается с расстоянием и ослабевает при передаче между антеннами.

Как пользоваться калькулятором

Введите длину трассы в километрах и рабочую частоту в мегагерцах, после чего вы получите потери на трассе в децибелах (дБ). Чем выше значение в дБ, тем больше сигнала теряется между передатчиком и приёмником. Чтобы оценить мощность на входе приёмника, вычтите FSPL (и прочие потери) из мощности передатчика, прибавив усиление антенн.

Разбор формулы

Калькулятор использует удобную инженерную форму записи: $$\text{FSPL}_{\text{дБ}} = 20\log_{10}\!\left(d\right) + 20\log_{10}\!\left(f\right) + 32{,}44$$ где \(d\) — расстояние в километрах, а \(f\) — частота в мегагерцах. Константа \(32{,}44\) «упаковывает» в себе скорость света и пересчёт единиц, поэтому можно работать напрямую в км и МГц. Удвоение расстояния или частоты добавляет примерно 6 дБ потерь.

Реклама

FSPL растёт как с увеличением расстояния, так и с ростом частоты.

Пример расчёта

Возьмём канал Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц (2400 МГц) и трассу длиной 1 км: \(20\log_{10}(1) = 0\), \(20\log_{10}(2400) \approx 67{,}60\), плюс \(32{,}44\) — итого около 100,04 дБ потерь в свободном пространстве.

Частые вопросы

Учитывает ли FSPL препятствия и погоду? Нет. Формула предполагает идеальную трассу без помех. В реальных условиях к этому добавляются замирания, осадки, листва и потери на дифракции.

Почему чем выше частота, тем больше потери? Формула описывает потери относительно изотропной антенны, эффективная площадь которой уменьшается с длиной волны. Поэтому на более высоких частотах антенна улавливает меньше энергии на том же расстоянии.

Можно ли использовать метры и герцы? Эта версия рассчитана на км и МГц. Сначала переведите свои значения (1000 м = 1 км, 1 000 000 Гц = 1 МГц).