Suy hao truyền sóng trong không gian tự do là gì?
Suy hao truyền sóng trong không gian tự do (FSPL) là mức suy giảm mà tín hiệu vô tuyến phải chịu khi lan truyền qua không gian tự do — tức là một đường truyền thẳng (line-of-sight) hoàn toàn thông thoáng, không có vật cản, không phản xạ và không bị khí quyển hấp thụ. Mức suy hao này tăng theo cả khoảng cách lẫn tần số, và là đại lượng nền tảng trong mọi bài toán cân bằng đường truyền (link budget) RF cho các hệ thống Wi-Fi, vệ tinh, vi ba, di động và radar.
Cách sử dụng công cụ
Bạn nhập khoảng cách đường truyền theo kilômét và tần số hoạt động theo megahertz, sau đó đọc kết quả suy hao tính bằng decibel (dB). Giá trị dB càng lớn nghĩa là tín hiệu mất mát càng nhiều giữa máy phát và máy thu. Để ước lượng công suất thu được, bạn lấy công suất phát cộng độ lợi ăng-ten rồi trừ đi FSPL (và các tổn hao khác).
Giải thích công thức
Công cụ này sử dụng dạng công thức kỹ thuật tiện dụng: $$\text{FSPL}_{\text{dB}} = 20\log_{10}\!\left(\text{Distance (km)}\right) + 20\log_{10}\!\left(\text{Frequency (MHz)}\right) + 32{,}44$$ trong đó \(d\) tính bằng kilômét và \(f\) tính bằng megahertz. Hằng số \(32{,}44\) đã gộp sẵn tốc độ ánh sáng và các phép quy đổi đơn vị, nhờ vậy bạn có thể tính trực tiếp với km và MHz. Khi khoảng cách hoặc tần số tăng gấp đôi, suy hao tăng thêm khoảng 6 dB.
Ví dụ minh họa
Với một đường truyền Wi-Fi 2,4 GHz (2400 MHz) trên quãng đường 1 km: $$20\log_{10}(1) = 0, \quad 20\log_{10}(2400) \approx 67{,}60$$ cộng thêm \(32{,}44\) cho ra khoảng 100,04 dB suy hao truyền sóng không gian tự do.
Câu hỏi thường gặp
FSPL có tính cả vật cản hay thời tiết không? Không. Công thức giả định một đường truyền lý tưởng, hoàn toàn thông thoáng. Trong thực tế, các đường truyền còn phát sinh thêm tổn hao do fading, mưa, cây cối và nhiễu xạ.
Vì sao tần số càng cao thì suy hao càng lớn? Công thức mô tả suy hao tương ứng với một ăng-ten đẳng hướng (isotropic) có khẩu độ hiệu dụng nhỏ dần khi bước sóng giảm, nên ở cùng một khoảng cách, tần số càng cao thì thu được càng ít năng lượng.
Tôi có thể dùng đơn vị mét và Hz không? Phiên bản này yêu cầu nhập km và MHz. Hãy quy đổi trước (1000 m = 1 km, 1.000.000 Hz = 1 MHz).
