Skip to content
RFrftools.io
RF

여유 공간 경로 손실 계산기

무선 링크 버짓 분석을 위한 Friis 전송 방정식을 사용하여 FSPL (여유 공간 경로 손실) 을 계산합니다.

Loading calculator...

공식

FSPL(dB)=20⋅log10(4πdf/c)FSPL(dB) = 20·log₁₀(4πdf/c)
FSPL— 여유 공간 경로 손실 (dB)
d— 안테나 간 거리 (m)
f— 신호 주파수 (Hz)
c— 빛의 속도 (3×10) (m/s)
λ— 파장 (c/f) (m)

작동 방식

FSPL (Free-Space Path Loss) 은 가시선이 막히지 않는 두 안테나 간의 신호 감쇠를 계산합니다. 이는 위성 링크, 마이크로파 백홀 및 지점 간 무선 설계에 필수적입니다.RF 엔지니어는 실제 손실을 고려하기 전에 FSPL을 사용하여 필요한 전송 전력 및 안테나 게인을 결정합니다.

이 공식은 프리스 전송 방정식 (IEEE 안테나 및 전파 협회 표준) 인 FSPL (dB) = 20·log( d) + 20·log( f) + 20·log( 4π/c) 에서 파생되며, 이는 32.44 + 20·로그( d_km) + 20·로그 (F_MHz) 로 단순화됩니다.2.4GHz 및 1km에서 FSPL은 100.0dB입니다. 거리를 두 배로 늘리면 정확히 6.02dB (역제곱 법칙) 가 추가됩니다.ITU-R P.525-4는 전 세계 스펙트럼 조정에 사용되는 이러한 계산에 대한 국제 기준을 제공합니다.

경로 손실은 주파수에 따라 증가합니다. 5.8GHz에서 FSPL은 동일한 거리의 2.4GHz보다 7.7dB 높습니다.이는 5G mmWave (28GHz) 에는 200~500m마다 셀 사이트가 필요한 반면 LTE (700MHz) 는 10km 이상에서 사용할 수 있는 이유를 설명합니다.거리가 100m 미만인 경우 대기 흡수가 미미합니다 (0.01dB 미만). 10km 이상에서는 ITU-R P.676에 따라 산소/수증기에 대해 0.01—0.02dB/km를 추가하십시오.

계산 예제

5.8GHz에서 10km 와이파이 백홀 링크 설계 (IEEE 802.11ac 실외 배포에 따름)

주어진 값: f = 5800메가헤르츠, d = 10km

FSPL = 32.44 + 20·로그( 10) + 20·로그( 5800) = 32.44 + 20 + 75.27 = 127.7dB

링크 예산 확인 (일반적인 상용 장비):

  • 전송 전력: 30dBm (1W, 안테나 사용 시 FCC 파트 15.247 제한)
  • TX 안테나 게인: 23dBi (0.6m 접시)
  • RX 안테나 게인: 23dBi
  • FSPL: −127.7 데시벨
  • 수신 전력: 30 + 23 + 23 − 127.7 = −51.7 dBm
수신기 감도가 -75dBm (64QAM, 20MHz 채널) 인 경우 페이드 마진은 23.3dB로 온대 기후에서 ITU-R P.530 레인 페이드 통계에 따른 99.99% 가용성에 충분합니다.

실용적인 팁

  • ✓99% 링크 가용성을 위해 최소 3—6dB 페이드 마진을 추가하고, ITU-R P.530 권장 사항에 따라 99.99% 의 경우 10—15dB 추가
  • ✓정밀도 계산을 위해서는 정확한 c = 299,792,458m/s (SI 정의) 를 사용하십시오. 3×10는 0.07% 의 오차를 발생시킵니다.
  • ✓10GHz 이상일 경우 대기 흡수율 추가: ITU-R P.676에 따라 22GHz (수증기) 에서 0.2dB/km, 60GHz (산소) 에서 15dB/km
  • ✓지구-우주 링크의 경우 3GHz 미만의 0.5-2dB 전리층 신틸레이션을 추가하십시오 (GPS L1은 태양 최대 시간 동안 영향을 받음)

흔한 실수

  • ✗실내/NLO에 FSPL 사용: 실제 실내 경로 손실 지수는 2.5—4.0 (2.0 아님) 이며, 50m 거리에서 FSPL에 비해 10—30dB가 추가됩니다.
  • ✗근거리장 대 원시야 혼동: FSPL은 d > 2d²/( 프라운호퍼 거리) 이후에만 유효합니다.10GHz에서 1m 디쉬의 경우 원거리 필드는 67m에서 시작합니다.
  • ✗케이블 손실 무시: 2.4GHz에서 30m의 RG-58 손실은 7.8dB를 손실합니다. 이는 여유 공간 거리를 4배로 늘리는 것과 같습니다.
  • ✗표면 반사에 FSPL 적용: 멀티패스는 ±6dB 이상의 보강/파괴 간섭을 추가합니다. 1GHz 미만의 2선 지면 반사 모델 사용

자주 묻는 질문

자유 공간 경로 손실은 공간을 통해 전파되는 전자기파의 전력 밀도 감소로, 파동 에너지가 점점 더 넓은 영역에 자연스럽게 확산되어 발생합니다.
주파수가 높을수록 경로 손실이 커집니다. 즉, 신호 강도는 낮은 주파수 신호에 비해 거리에 따라 더 빠르게 감소합니다.
아니요, 여유 공간 경로 손실은 완벽한 진공 조건을 전제로 합니다.실제 환경에서는 장애물, 대기 조건 및 지형으로 인한 추가 손실이 발생합니다.
2.4GHz에서의 여유 공간 경로 손실은 FSPL = 40 + 20·log10 (d_meter) dB (대략) 입니다.100m에서: 약 80dB의 FSPL.3dBi 안테나가 장착된 20dBm 속도의 일반적인 WiFi 송신기의 수신 전력은 -70dBm 감도 임계값보다 훨씬 높은 20+3+3−80 = -54dBm의 수신 전력을 제공합니다.실제로 벽의 경우 장벽당 3—15dB가 추가되므로 건물을 100m 관통하는 데 한계가 있는 경우가 많습니다.지향성 안테나를 사용할 경우 실외 가시선 802.11ac는 300m 이상까지 도달할 수 있습니다.
자유 공간 경로 손실은 역제곱 법칙을 따릅니다. 즉, 전력 밀도는 1/r²만큼 감소합니다.거리를 두 배로 늘리면 수신 전력이 4분의 1로 줄어들며, 이는 6dB 감소입니다 (10·log10 (4) = 6.02dB).이는 프리스 방정식에 반영되어 있습니다. 즉, 거리가 두 배로 늘어날 때마다 FSPL이 20·log10 (2) = 6dB씩 증가합니다.거리가 10배일 때 FSPL은 20dB 증가합니다.
아니요. 여유 공간 경로 손실은 장애물이 없는 것으로 가정합니다.건물 내부에서는 로그-거리 경로 손실 모델을 사용합니다. PL (d) = FSPL (d) + 10·n·log10 (d/d) + x_σ입니다. 여기서 n은 경로 손실 지수 (여유 공간의 경우 2, 실내 환경의 경우 3—4, 복잡한 영역의 경우 최대 6) 이고 X_σ는 그림자를 나타내는 0평균 가우스 랜덤 변수입니다.링크 버짓을 위해 건축 자재에 따라 15—30dB의 건물 관통 손실을 추가하십시오.

Shop Components

As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.

SMA Connectors

Standard SMA RF connectors for board-to-cable connections

Amazon →

RF Coaxial Cables

Coaxial cable assemblies for RF signal routing

Amazon →

TinySA Spectrum Analyzer

Compact handheld spectrum analyzer for RF measurement up to 960 MHz

Amazon →

관련 계산기

RF

링크 예산

RF 링크 버짓 계산: 전송 전력, 여유 공간 경로 손실, 안테나 게인 및 수신 신호 레벨.링크 마진과 최대 범위를 결정합니다.

Antenna

에어프/ERP

송신 전력, 케이블 손실 및 안테나 게인으로부터 유효 등방성 복사 전력 (EIRP) 과 ERP를 계산합니다.FCC, ETSI 및 ISM 대역 규제 제한을 준수하는지 확인하십시오.

RF

파장/주파수

자유 공간 또는 매체에서 주파수, 파장 및 파수 사이를 변환합니다.안테나 및 전송선 설계를 위한 반파 및 1/4파 길이를 계산합니다.

RF

마이크로스트립 임피던스

해머스타드-젠슨 방정식을 사용하여 마이크로스트립 전송선 임피던스를 계산합니다.PCB 트레이스 설계를 위한 Z, 유효 유전상수, 전파 지연을 구하십시오.