Дополнительные параметры
Готовые примеры:
Принимаемая мощность (\(P_r\)):
-25.0
dBmСхема линии передачи Фрииса
Формула передачи Фрииса
Уравнение передачи Фрииса — это фундаментальный принцип радиотехники, который связывает мощность на приемной антенне с мощностью, подводимой к передающей антенне. Оно предполагает распространение сигнала в свободном пространстве при прямой видимости.
Линейная форма
Логарифмическая форма в дБ
Это наиболее распространенная форма, используемая инженерами, поскольку она упрощает расчеты: умножение и деление заменяются сложением и вычитанием.
Определения переменных
| Переменная | Описание | Распространенные единицы |
|---|---|---|
| \(P_r\) | Принимаемая мощность | Вт, dBm, dBW |
| \(P_t\) | Мощность передачи | Вт, dBm, dBW |
| \(G_t\) | Усиление передающей антенны | dBi, dBd, безразмерная величина |
| \(G_r\) | Усиление приемной антенны | dBi, dBd, безразмерная величина |
| \(\lambda\) | Длина волны | м, см |
| \(d\) | Расстояние между антеннами | м, км, мили |
Предположения и ограничения
Хотя уравнение Фрииса является мощным инструментом, это идеализированная модель. Для точных прогнозов в реальных условиях важно понимать его основные предположения и ограничения.
- Свободное пространство: формула предполагает распространение в вакууме, без объектов, отражений и препятствий.
- Прямая видимость: антенны должны находиться в зоне прямой видимости без препятствий в зоне Френеля.
- Дальняя зона: формула применима только тогда, когда антенны расположены достаточно далеко друг от друга и находятся во взаимной дальней зоне.
- Отсутствие потерь: базовая формула не учитывает реальные факторы, такие как потери в кабелях, рассогласование поляризации, атмосферное поглощение или затухание из-за дождя.
Практический пример: Wi‑Fi-соединение
Рассчитаем ожидаемую принимаемую мощность для типичного домашнего Wi‑Fi-соединения.
Сценарий: Wi‑Fi-роутер передает сигнал мощностью 100 мВт с антенной 3 dBi на ноутбук, расположенный на расстоянии 20 метров. Ноутбук имеет антенну с усилением 2 dBi. Частота составляет 2,4 ГГц.
Калькулятор выше можно использовать, установив \(P_t\) равным 20 dBm — это 100 мВт, \(G_t\) равным 3 dBi, \(G_r\) равным 2 dBi, расстояние — 20 метров, а частоту — 2,4 ГГц.
Часто задаваемые вопросы
Это математическая формула, используемая в телекоммуникациях для расчета мощности, принимаемой одной антенной от другой антенны в условиях свободного пространства и прямой видимости.
Можно использовать формулу \(P_r = P_t + G_t + G_r - 20 \log_{10}(f) - 20 \log_{10}(d) - C\) в единицах dBm/dBi или линейное уравнение \(P_r = P_t \times G_t \times G_r \times \left(\frac{c}{4 \pi d f}\right)^2\). Калькулятор на этой странице выполняет эти вычисления автоматически.
Да, калькулятор автоматически преобразует значения, введенные в МГц или ГГц, в стандартную единицу — герцы — для выполнения расчета.
Калькулятор Фрииса: исходные данные, уравнение и ограничения
Калькулятор Фрииса оценивает мощность на входе приемной антенны при распространении между двумя антеннами в свободном пространстве без препятствий. В логарифмических единицах баланс часто записывают как Pr = Pt + Gt + Gr - Lpath - Lsystem, а длину волны получают из частоты. Уравнение передачи Фрииса предполагает дальнюю зону, прямую видимость, правильно заданные коэффициенты усиления и известные системные потери. Само по себе оно не учитывает экранирование, многолучевость, рельеф, дождь, ошибку поляризации, чувствительность приемника и нормативные ограничения.
- Приведите единицы к общим: переведите мощность в дБм или дБВт, усиление в дБи, частоту в герцы, расстояние в метры.
- Определите плоскости отсчета: различайте выход передатчика, вход кабеля, выводы антенны и вход приемника до суммирования.
- Введите реальные потери: учтите фидеры, разъемы, фильтры, несовпадение поляризации, ошибку наведения и известное атмосферное затухание.
- Проверьте применимость модели: подтвердите дальнюю зону антенн, очистку зоны Френеля, видимость и совместимую поляризацию.
- Заложите рабочий запас: сравните расчетную мощность с порогом приемника и добавьте резервы на замирания, помехи, реализацию и старение.
