Orçamento de enlace de rádio e perda no espaço livre (FSPL)
Informe potência, ganhos, perdas, sensibilidade, distância e frequência para ver a perda no espaço livre, a potência recebida, a margem e o alcance teórico.
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Perda no espaço livre e potência recebida
FSPL (dB) = 20 × log10(d) + 20 × log10(f) + 32,44 d em km, f em MHz
potência recebida = Ptx + Gtx + Grx − perdas − FSPL
margem = potência recebida − sensibilidade do receptor
alcance = 10 elevado a (orçamento − 32,44 − 20 × log10(f)) ÷ 20 com margem zero
Ptx é a potência do transmissor em dBm, Gtx e Grx são os ganhos das antenas em dBi, perdas somam cabos e conectores em dB e a sensibilidade é o menor sinal que o receptor aceita, em dBm. O orçamento é Ptx + Gtx + Grx − perdas − sensibilidade.
Nota: A fórmula vale para espaço livre ideal, sem obstáculos, reflexões nem chuva; enlaces reais perdem mais. A constante 32,44 corresponde a c = 3 × 10^8 m/s; com o valor exato de c a constante seria 32,45 (fonte consultada: Wikipedia, Free-space path loss).
Exemplo de enlace Wi-Fi
Transmissor de 20 dBm, antenas de 3 e 3 dBi, 1 dB de perdas, 0,1 km a 2.400 MHz: o FSPL é 80,04 dB, chegam −55,04 dBm e, com sensibilidade de −90 dBm, a margem é 34,96 dB. O alcance com margem zero é 5,595 km.
Exemplo de enlace de longa distância
Um enlace de 5 km a 868 MHz, com 14 dBm, antenas de 2 e 2 dBi, perdas de 0,5 dB e sensibilidade de −137 dBm, tem FSPL de 105,19 dB e margem de 49,31 dB. Margem negativa quer dizer que o sinal chega abaixo da sensibilidade.
Limites do alcance teórico
- O alcance é o teórico em espaço livre; não considera linha de visada, zona de Fresnel, curvatura da Terra nem obstáculos.
- Potência, ganho e sensibilidade não têm valor padrão: use os do manual do equipamento e respeite a regulamentação de potência do seu país.
- Siga o manual do fabricante e um profissional habilitado na instalação.
Perguntas frequentes
Como calcular a perda no espaço livre (FSPL)?
Some 20 × log10 da distância em km, 20 × log10 da frequência em MHz e 32,44. Para 0,1 km a 2400 MHz, a perda é 80,04 dB. Vale para espaço livre ideal.
Como montar o orçamento de enlace de rádio?
Some potência do transmissor e ganhos das antenas, subtraia as perdas e o FSPL. A diferença para a sensibilidade do receptor é a margem; negativa, o sinal chega abaixo do que o receptor aceita.
Como achar o alcance teórico de um enlace?
Com margem zero, o FSPL admitido é igual ao orçamento do enlace. Inverta a fórmula do FSPL para a distância em km. O resultado é teórico, em espaço livre, sem obstáculos.