Работоспособность системы

Этот калькулятор помогает оценить работоспособность радиолинии: считает запас по энергетике на заданном расстоянии, находит максимальную дальность с учетом фактора неидеальности SAD и подбирает усиление передающей и приемной антенн.

Для оценки используются выражения \[ P_{RX} = P_{TX} - L_{TX} + G_{TX} - FSPL + G_{RX} - L_{RX} \] и \[ M = P_{RX} - S_{RX} \]. Чувствительность приемника всегда отрицательная величина, обычно в диапазоне от -80 до -110 дБм. Параметр SAD задает дополнительный резерв на неидеальность линии.

Работоспособность радиосистемы оценивают по энергетическому балансу линии. Передатчик отдает мощность P_TX, часть энергии теряется в кабеле L_TX, часть усиливается антенной G_TX, затем сигнал ослабляется в пространстве на величину FSPL и после этого приходит на вход приемника с уровнем P_RX.

Основная формула свободнопространственных потерь имеет вид \[ FSPL = 20 \cdot \log_{10}(d_{\text{км}}) + 20 \cdot \log_{10}(f_{\text{МГц}}) + 32{,}44 \], а запас по мощности вычисляется как \[ M = P_{RX} - S_{RX} \]. Если запас положительный, связь возможна теоретически, а параметр SAD уменьшает этот запас, добавляя резерв на неидеальность линии.

Такой расчет используют при проектировании Wi-Fi мостов, LoRa и телеметрических линий, любительской радиосвязи, систем видеонаблюдения и телеметрии. Он помогает заранее понять, хватит ли чувствительности приемника, какой усилитель или антенна потребуется и на какой дальности еще можно ожидать устойчивую работу.

Чувствительность приемника почти всегда отрицательная. Например, значение -90 дБм означает, что приемник способен различить очень слабый сигнал. Чем число более отрицательное, тем чувствительнее входное устройство.

Полезный ориентир: при неизменной частоте каждое увеличение расстояния в 2 раза добавляет примерно 6 дБ потерь. Аналогично рост частоты тоже увеличивает потери, поэтому одна и та же линия на 5.8 ГГц требует более аккуратного бюджета, чем на 433 или 868 МГц.