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フリースペースパス損失計算ツール

ワイヤレスリンクバジェット分析用のフリース伝送方程式を使用して自由空間経路損失 (FSPL) を計算

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公式

FSPL(dB) = 20·log₁₀(4πdf/c)

FSPL — Free-space path loss (dB)
d — Distance between antennas (m)
f — Signal frequency (Hz)
c — Speed of light (3×10⁸) (m/s)
λ — Wavelength (c/f) (m)

仕組み

自由空間伝搬損失 (FSPL) は無線周波数 (RF) 伝搬における基本的な概念で、電磁信号が自由空間を通過する際にどのように電力が失われるかを表しています。この現象は、電波が球状に広がることによって発生します。電波は、距離が長くなるにつれて、信号エネルギーが表面積の拡大に伴って分散します。経路損失は、逆二乗則の関係に従い、信号の距離と周波数の二乗に正比例します。

計算例

指定値: 周波数 = 2.4 GHz、距離 = 10 キロメートル
フリースペースパス損失の式: FSPL (dB) = 20 log10 (d) + 20 log10 (f) + 32.44
計算ステップ:
1.20 log10 (距離) の計算: 20 * log10 (10) = 20 * 1 = 20 dB
2.20 log10 (周波数) の計算: 20 * log10 (2400) = 20 * 3.38 = 67.6 dB
3.定数を追加: 20 dB + 67.6 dB + 32.44 = 120.04 dB
結果: フリースペースによるパスロス = 120.04 dB

実践的なヒント

  • ✓総信号損失を計算するときは、必ずアンテナゲインを考慮してください
  • ✓正確な周波数と距離の測定値を使用して正確な計算を行います
  • ✓実際の環境では、自由空間の損失以外にも減衰が増えることを覚えておいてください。
  • ✓RF 通信システムを設計する際は、地形と障害物を考慮してください

よくある間違い

  • ✗一部の計算バリアントで周波数をMHzに変換するのを忘れている
  • ✗追加の伝播損失は考慮されていません
  • ✗距離と周波数の測定に誤った単位を使用する
  • ✗包括的な信号バジェット解析におけるアンテナ特性の軽視

よくある質問

自由空間経路損失とは、電磁波が空間を伝播する際に電磁波の電力密度が低下することです。これは、増加する領域にわたって波のエネルギーが自然に広がることによって引き起こされます。
周波数が高いほど経路損失が大きくなります。つまり、信号強度は、周波数の低い信号と比較して、距離とともに急速に低下します。
いいえ、自由空間の経路損失は完全な真空状態を前提としています。現実世界の環境では、障害物、大気条件、地形によってさらに損失が発生します。

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