Калькулятор затухания

Рассчитайте потери на пути из-за расстояния, затухание в среде и оставшийся уровень сигнала для радио, звука или оптических линий.

Параметры затухания сигнала
Моделируйте логарифмические потери расхождения и необязательные линейные потери среды между двумя расстояниями.

О затухании сигнала

Затухание — это снижение уровня сигнала при распространении энергии в пространстве или материале. Радиоволны распределяются по большей площади, звук отдаёт энергию воздуху и поверхностям, а свет поглощается или рассеивается оптическими средами. В инженерии эти отношения обычно выражают в децибелах: логарифмы заменяют многократное умножение удобным сложением. Потеря 20 dB означает уменьшение мощности в сто раз независимо от абсолютного уровня передатчика. Калькулятор определяет потери в свободном пространстве по расстоянию в метрах и частоте в мегагерцах. Внутри мегагерцы переводятся в герцы, после чего складываются 20 десятичных логарифмов расстояния и 20 десятичных логарифмов частоты в герцах, а затем вычитается 147.55 dB. Также логарифмическая модель расстояния рассчитывает изменение уровня между опорным и конечным расстояниями. Этот член равен десятикратному произведению показателя потерь на логарифм отношения расстояний. Показатель два соответствует идеальному расхождению в свободном пространстве; при наличии препятствий обычно используют более высокие эмпирические значения. Необязательный коэффициент среды добавляет фиксированное число децибел на каждый метр за опорной точкой. Установите его в ноль, если нужно учитывать только расхождение. Начальный уровень вводится в dBm — абсолютном уровне мощности относительно одного милливатта. Затухание измеряется в dB и является относительным отношением. Вычитая рассчитанные относительные потери из начального уровня dBm, получаем оценку конечного уровня dBm. Различение единиц предотвращает частую ошибку: уровень dBm может быть отрицательным, а положительное затухание означает ослабление. Абсолютные потери в свободном пространстве и относительная оценка сигнала отвечают на разные вопросы. Первые описывают идеальный путь без препятствий от теоретического изотропного источника при заданных частоте и конечном расстоянии. Расчёт конечного сигнала принимает начальный уровень за измерение на начальном расстоянии и применяет моделируемое изменение к оставшемуся пути. В относительном свободнопространственном отношении частота сокращается, но для абсолютных потерь она необходима. Результат — инженерная оценка, а не обследование места или полный энергетический бюджет линии. Влиять могут усиление антенн, потери разъёмов и кабелей, колебания передатчика, чувствительность приёмника, рельеф, погода, стены и поляризация. Используйте реалистичные опорное расстояние, частоту и показатель среды, затем сравните конечный уровень с порогом приёмника. Измерения в нескольких точках остаются лучшим способом калибровки надёжной модели распространения.

Примеры расчёта затухания

Примеры разделяют идеальное расхождение и дополнительное поглощение в среде распространения.

Путь сигналаРезультат расчётаПояснение
30 dBm, от 1 m до 10 m, 2,400 MHz, показатель 2, 0 dB/mFSPL 60.054 dB; относительные потери 20 dB; конечный уровень 10 dBmДесятикратное увеличение расстояния в свободном пространстве добавляет 20 dB относительных потерь.
-20 dBm, от 2 m до 20 m, 900 MHz, показатель 3, 0.2 dB/mFSPL 57.555 dB; относительные потери 33.6 dB; конечный уровень -53.6 dBmТридцать децибел даёт расхождение, а 3.6 dB — среда с потерями.
0 dBm, от 5 m до 50 m, 100 MHz, показатель 2.5, 0.1 dB/mFSPL 46.429 dB; относительные потери 29.5 dB; конечный уровень -29.5 dBmАбсолютные потери зависят от частоты, а изменение измеренного уровня использует отношение расстояний.

Как пользоваться калькулятором затухания

  1. Введите измеренный или заданный уровень сигнала в опорной точке.
  2. Укажите положительное опорное расстояние и конечное расстояние не меньше него.
  3. Введите частоту сигнала, выберите показатель потерь для среды и добавьте линейные потери на метр.
  4. Нажмите «Рассчитать затухание», чтобы увидеть потери расхождения, общее затухание и конечный уровень.

Вопросы о калькуляторе затухания

Чем отличаются dB и dBm?

Децибел выражает относительное усиление или ослабление, а dBm — абсолютный уровень мощности относительно одного милливатта. Из уровня dBm можно вычесть потери dB и получить новый уровень dBm.

Какой показатель потерь на пути использовать?

Для идеального свободного пространства без препятствий используйте два. Для помещений, городов или путей с препятствиями часто нужен эмпирический показатель примерно от двух до пяти, определённый измерениями.

Почему конечный уровень бывает отрицательным?

Отрицательные значения dBm лишь означают мощность ниже одного милливатта и нормальны для принимаемых сигналов. Чем более отрицательно значение, тем слабее сигнал.

Учитывается ли усиление антенны?

Нет, моделируются только расстояние и необязательное затухание среды от введённого начального уровня. Усиление антенны, потери кабелей и разъёмов и прочие составляющие бюджета линии учитывайте отдельно.

Можно ли использовать модель для звука или света?

Да, логарифмическое и линейное затухание может описывать многие волны. Убедитесь, что начальный уровень, коэффициент и трактовка конечной единицы соответствуют физической системе.