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Calculadora de orçamento RF Link

Calcule o orçamento do link de RF: potência de transmissão, perda de caminho de espaço livre, ganhos de antena e nível de sinal recebido. Determine a margem do link e o alcance máximo.

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Fórmula

Pr=Pt+Gt+GrFSPLLmisc,FSPL=20log10(4πdfc)P_r = P_t + G_t + G_r - FSPL - L_{misc}, \quad FSPL = 20\log_{10}\left(\frac{4\pi d f}{c}\right)

Referência: Friis, "A Note on a Simple Transmission Formula" (1946)

dDistance (m)
λWavelength (c/f) (m)
EIRPPₜₓ + Gₜₓ − Lₜₓ (dBm)
PᵣₓEIRP − FSPL − Lmisc + Gᵣₓ − Lᵣₓ (dBm)

Como Funciona

A calculadora de orçamento de links de RF avalia a propagação do sinal de radiofrequência contabilizando a potência do transmissor, ganhos de antena, perda de caminho e perdas diversas do sistema. A equação de transmissão de Friis descreve fundamentalmente a transferência de energia entre uma antena transmissora e receptora no espaço livre. Em essência, o cálculo determina a potência do sinal recebido em relação à potência transmitida, considerando a distribuição geométrica, a perda de caminho dependente da frequência e as características direcionais da antena. Os principais parâmetros incluem potência de transmissão (Pt), ganho de antena de transmissão (Gt), ganho de antena de recepção (Gr), perda de caminho de espaço livre (FSPL) e perdas agregadas do sistema. A natureza exponencial dos cálculos de decibéis significa que pequenas mudanças nos parâmetros individuais podem impactar significativamente a recepção geral do sinal. Compreender essas interações é fundamental para projetar sistemas de comunicação sem fio, incluindo redes celulares, comunicações via satélite e links de micro-ondas ponto a ponto.

Exemplo Resolvido

Considere um link WiFi de 2,4 GHz com uma potência de transmissor de 20 dBm, ganho de antena de transmissão de 3 dBi, ganho de antena de recepção de 5 dBi e uma distância de 100 metros. Primeiro, calcule a perda de caminho de espaço livre usando FSPL = 20·log10 (4π d/λ). A 2,4 GHz, comprimento de onda λ ≈ 0,125 metros. FSPL = 20·log10 (4π · 100/0,125) = 92,45 dB. Assumindo 3 dB de perdas adicionais do sistema, a potência recebida se torna: Pr = 20 + 3 + 5 - 92,45 - 3 = -67,45 dBm. A intensidade do sinal recebido indica uma conexão WiFi marginal, mas potencialmente utilizável.

Dicas Práticas

  • Use especificações de ganho de antena de alta precisão
  • Inclua fatores de perda ambiental realistas
  • Valide cálculos teóricos com medidas empíricas

Erros Comuns

  • Negligenciando medições precisas de ganho de antena
  • Deixar de levar em conta os obstáculos ambientais e as condições de espaço não livre
  • Negligenciando os efeitos da temperatura e da absorção atmosférica

Perguntas Frequentes

dBm é uma taxa de potência referenciada a um miliwatt, comumente usada em comunicações de RF para expressar níveis absolutos de potência.
Frequências mais altas experimentam maior perda de caminho, resultando em menores alcances efetivos de comunicação.
A calculadora básica fornece uma linha de base teórica; ambientes do mundo real exigem ajustes adicionais do fator de perda.
A intensidade aceitável do sinal varia de acordo com a aplicação, mas geralmente -70 dBm a -30 dBm representam faixas de sinal utilizáveis.
Maiores ganhos de antena podem compensar a perda de caminho, ampliando efetivamente o alcance da comunicação e melhorando a recepção do sinal.

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