什么是射频链路预算?
射频链路预算是对信号从发射端传输到接收端过程中所经历的全部增益与损耗的统计核算。工程师通过把发射功率、天线增益、传播(路径)损耗以及各类系统损耗逐项相加减,便可预估无线链路远端的接收信号功率。本计算器在对数分贝(dB)域中运算——所有量值都只需简单的加减,因此计算既快捷又直观。
如何使用本计算器
请依次填入:以 dBm 为单位的发射机输出功率、以 dBi 为单位的发射天线增益、以 dB 为单位的总路径损耗(自由空间损耗加上任何额外衰减)、以 dBi 为单位的接收天线增益,以及以 dB 为单位的其他系统损耗,例如电缆损耗、连接器损耗或馈线损耗等。计算器会返回以 dBm 表示的接收信号功率,以及发射链路的 EIRP(等效全向辐射功率)。
公式详解
核心计算公式为:$$P_{rx} = \text{发射功率} + \text{发射天线增益} - \text{路径损耗} + \text{接收天线增益} - \text{其他损耗}$$。由于分贝是对数单位,因此每一项增益都做加法,每一项损耗都做减法。算出接收功率后,再与接收机灵敏度对比,即可得到链路余量(link margin)——余量为正,说明链路可以正常工作。
计算实例
假设某发射机输出 30 dBm,接入一副 10 dBi 的天线。路径损耗为 100 dB,接收天线提供 10 dBi 增益,电缆与连接器损耗合计 3 dB。则接收功率为 $$30 + 10 - 100 + 10 - 3 = -53 \text{ dBm}$$,EIRP 为 $$30 + 10 = 40 \text{ dBm}$$。若接收机灵敏度为 \(-90\) dBm,则可获得高达 37 dB 的充裕链路余量。
常见问题
dBm 与 dBi 有什么区别?dBm 是以 1 毫瓦(mW)为基准的绝对功率电平,而 dBi 是以各向同性(理想全向)辐射源为基准的相对天线增益。两者在链路预算中可以直接相加。
"其他损耗"都包括哪些?主要包括同轴电缆损耗、连接器损耗、极化失配损耗、天线指向误差、大气吸收,以及你为应对衰落而预留的任何衰落余量。
路径损耗该如何确定?自由空间路径损耗可根据距离和频率计算得出,再根据实际环境,加上障碍物遮挡、多径效应和雨衰等附加损耗。