自由空間伝搬損失計算

自由空間伝搬損失は、電磁波が理想的な点源から広がる際の電波の電力密度の低下を表します。空気が信号を吸収するために起こるのではありません。同じ送信エネルギーが、次第に大きくなる球面に分布するためです。この計算ツールは距離と周波数から理想的な伝搬損失を求め、その損失を送信電力から差し引き、両アンテナの利得とその他の損失がすべてゼロの場合の受信電力を推定します。 距離をメートル、周波数をヘルツで表すと、式は距離の常用対数の二十倍に周波数の常用対数の二十倍を加え、147.55 を引いたものです。結果はデシベルで表します。距離が倍になると損失は約 6.02 dB 増え、アンテナ利得が一定なら周波数を倍にしても同じだけ増えます。この簡易バジェットでは、dBm で表す受信電力は送信電力から dB で表す伝搬損失を引いた値です。デシベルは対数表現なので、この引き算は線形電力では割り算に相当します。 完全な無線リンクバジェットには、送信アンテナ利得、受信アンテナ利得、給電線損失、コネクタ損失、偏波不整合、大気吸収、降雨減衰、遮蔽損失、その他のマージンが含まれます。指向性アンテナは利得によって拡散損失の一部を補えますが、方向合わせが必要です。実際の地上回線には反射、回折、散乱、植生、建物、地形、マルチパスフェージングも影響します。そのため自由空間伝搬損失は基準値であり、現場性能を保証するものではありません。この計算の基礎となるフリスの伝達式は、遠方界での伝搬と遮蔽物のない見通しを前提にしています。 距離と周波数には正の値を使い、表示された単位で入力してください。周波数換算は重要で、一メガヘルツは百万ヘルツ、一ギガヘルツは十億ヘルツです。推定受信電力を受信感度と比較し、信頼性のため十分なフェードマージンを確保してください。衛星、マイクロ波、携帯通信、Wi-Fi、Bluetooth、センサー回線は同じ基礎式を利用できますが、用途に応じたアンテナと環境の項が必要です。近傍界結合、導波伝送路、屋内の経験的伝搬損失モデルには別の方法が必要です。実用の無線設計では法規上の電力制限を確認し、伝搬モデルと測定で最終バジェットを検証してください。