什麼是射頻鏈路預算?
射頻鏈路預算(RF Link Budget)是一份完整的「增益與損耗清單」,用來記錄訊號從發射機傳到接收機沿途所經歷的所有增益與損耗。只要把發射功率、天線增益、傳播(路徑)損耗,以及各種系統損耗加總起來,工程師就能預測無線鏈路另一端的接收訊號功率。本計算器在對數的分貝(dB)域中運算,所有數值都只需要單純地相加減,讓計算既快速又直覺。
如何使用本計算器
請依序填入:發射機輸出功率(dBm)、發射天線增益(dBi)、總路徑損耗(dB,含自由空間損耗及任何額外衰減)、接收天線增益(dBi),以及纜線、接頭、饋線等其他系統損耗(dB)。計算器會回傳接收端的訊號功率(dBm),以及整條發射鏈路的 EIRP(等效全向輻射功率)。
公式說明
核心算式為:接收功率 (dBm) = 發射功率 (dBm) + 發射天線增益 (dBi) − 路徑損耗 (dB) + 接收天線增益 (dBi) − 其他損耗 (dB)。
$$P_{rx} = \text{Tx Power} + \text{Tx Gain} - \text{Path Loss} + \text{Rx Gain} - \text{Other Losses}$$
由於分貝屬於對數單位,因此每一項增益都是相加、每一項損耗都是相減。接著就能把算出的接收功率與接收機靈敏度比較,求得鏈路餘裕(Link Margin)——只要餘裕為正值,這條鏈路就能正常運作。
實例演算
假設發射機以 30 dBm 輸出到一支 10 dBi 的天線,路徑損耗為 100 dB,接收天線提供 10 dBi 增益,而纜線與接頭損耗合計 3 dB。則接收功率為 $$30 + 10 - 100 + 10 - 3 = -53 \text{ dBm}$$ EIRP 為 $$30 + 10 = 40 \text{ dBm}$$ 若接收機靈敏度為 \(-90\) dBm,您便擁有相當充裕的 \(37\) dB 鏈路餘裕。
常見問題
dBm 和 dBi 有什麼不同?dBm 是以 1 毫瓦(mW)為基準的絕對功率位準;dBi 則是以等向性輻射體(isotropic radiator)為基準的相對天線增益。兩者可在鏈路預算中直接相加運算。
哪些項目算是「其他損耗」?包括同軸纜線損耗、接頭損耗、極化失配、指向誤差、大氣吸收,以及您預留的任何衰落餘裕(fade margin)。
該如何求得路徑損耗?自由空間路徑損耗可由距離與頻率計算得出,再依實際環境追加障礙物、多重路徑與雨衰等因素造成的額外損耗。