Análise do orçamento do RF Link: um guia de engenharia passo a passo
Aprenda a realizar uma análise de orçamento de links de RF do zero. Abrange perda de caminho de espaço livre, ganho de antena, perdas de cabo, sensibilidade do receptor e cálculo da margem do link com exemplos trabalhados.
O que é um orçamento de links?
Um orçamento de link é uma contabilização de todos os ganhos e perdas que um sinal experimenta do transmissor ao receptor. Se a potência recebida exceder a sensibilidade do receptor (com margem suficiente), o link funcionará. Caso contrário, você precisa obter mais ganhos, reduzir as perdas ou aproximar as antenas.
A equação fundamental
“BLOCO MATEMÁTICO_0"
Todos os valores em dBm ou dB. O resultado é a potência recebida em dBm.
Margem do link = P_rx − Sensibilidade_RxUma margem positiva significa que o link funciona. Metas padrão:
- WiFi interno: margem de 10—15 dB
- Ponto a ponto externo: margem de 15—20 dB
- Link via satélite: 3—6 dB (cada dB custa dinheiro)
Perda de caminho de espaço livre
O FSPL domina todos os links sem fio. Não é uma perda no sentido físico — é a expansão geométrica da frente de onda:
“BLOCO MATEMÁTICO_1"
Para matemática mental rápida: FSPL ≈ 20log (F_GHz) + 20log (d_km) + 92,4 dB
Exemplos:
- 2,4 GHz, 100 m: 80 dB
- 2,4 GHz, 1 km: 100 dB
- 28 GHz (5G mmWave), 100m: 101 dB — 21 dB a mais de 2,4 GHz na mesma faixa
Sensibilidade do receptor
A sensibilidade é determinada pelo nível de ruído e pelo SNR necessário:
“BLOCO MATEMÁTICO_2”
Onde:
- −174 dBm/Hz é ruído térmico à temperatura ambiente (kT)
- BW é a largura de banda do receptor em Hz
- NF é o valor do ruído do receptor em dB
- SNR_min é o SNR mínimo para demodulação (por exemplo, 10 dB para BPSK, 25 dB para 64-QAM)
Exemplo resolvido: link IoT de 900 MHz
Objetivo: alcance de 500 m, ao ar livre, sistema estilo Lora.
| Parâmetro | Valor |
|---|---|
| Potência TX | +20 dBm (100 mW) |
| Ganho da antena TX | 2 dBi (dipolo simples) |
| Perda de cabo TX | −0,5 dB |
| FSPL a 915 MHz, 500 m | −85,7 dB |
| Perda ambiental | −5 dB (árvores, edifícios) |
| Ganho da antena RX | 2 dBi |
| Perda de cabo RX | −0,5 dB |
| Potência recebida | −67,7 dBm |
| Sensibilidade RX (LoRa SF7) | −123 dBm |
| Margem de ligação | +55,3 dB |
Erros comuns
Esquecendo a perda de polarização. Antenas desalinhadas podem perder de 3 a 20 dB. Duas antenas lineares a 90° perdem ~ 20 dB. Ignorando a incompatibilidade de impedância. Um VSWR 2:1 cria uma perda de incompatibilidade de 0,5 dB. Fácil de esquecer, difícil de recuperar em um orçamento apertado. Usando o pico de ganho da antena em todas as direções. O ganho da antena é direcional. Uma antena parabólica de 10 dBi fornece apenas 10 dBi na direção da mira. Fora do eixo pode ser de −10 a −30 dB. Não contabilizando a margem de redução. Os canais sem fio reais desaparecem. Adicione uma margem de 5 a 15 dB para o desvanecimento de Rayleigh em ambientes de vários caminhos.Use nossa [Calculadora de orçamento de link de RF] (/calculators/rf/rf-link-budget) para modelar seu sistema, incluindo gráficos de potência recebida versus distância.