自由空间路径损耗计算器

根据发射功率、距离和频率,计算理想射频路径损耗与接收功率。

计算自由空间路径损耗
请输入以 dBm 为单位的发射功率、以米为单位的间距,以及以赫兹为单位的载波频率。

关于自由空间路径损耗

自由空间路径损耗描述电磁波从理想点源向外传播时,无线电功率密度的下降。它不是由空气吸收信号造成的,而是因为相同的发射能量分布到越来越大的球面上。本计算器根据间距和频率计算理想路径损耗,再从发射功率中减去该损耗,以估算两端天线增益及所有其他损耗均为零时的接收功率。 当距离以米、频率以赫兹表示时,公式为距离的常用对数乘以二十,加上频率的常用对数乘以二十,再减去 147.55。结果以分贝表示。距离加倍会增加约 6.02 dB 的损耗;在天线增益保持不变时,频率加倍也会增加相同的损耗。在这个简化预算中,以 dBm 表示的接收功率等于发射功率减去以 dB 表示的路径损耗。分贝是对数量,因此这里的减法对应线性功率的除法。 完整的无线链路预算包括发射天线增益、接收天线增益、馈线损耗、连接器损耗、极化失配、大气吸收、雨衰、遮挡损耗及其他余量。定向天线可通过增益抵消部分扩散损耗,但需要对准。实际地面链路还会遇到反射、绕射、散射、植被、建筑物、地形和多径衰落。因此,自由空间路径损耗是基准,而非实际性能的保证。本计算所依据的弗里斯传输关系假设信号在远场传播,且视距无遮挡。 请使用正的距离与频率值,并遵循所示单位。频率换算很重要:一兆赫等于一百万赫兹,一吉赫等于十亿赫兹。将估算的接收功率与接收机灵敏度比较时,应预留足够的衰落余量以确保可靠性。卫星、微波、蜂窝、Wi-Fi、蓝牙和传感器链路都可采用同一基础公式,但各应用需加入合适的天线与环境因素。近场耦合、导波传输线及室内经验路径损耗模型需要采用其他方法。用于实际无线设计时,请核对法规规定的功率限制,并通过传播建模和实测验证最终预算。

自由空间路径损耗示例

链路输入理想结果应用
20 dBm, 50 m, 2.4 GHz74.033625 dB 损耗短距离 Wi-Fi 链路
43 dBm, 1,000 m, 900 MHz91.53485 dB 损耗蜂窝频段链路
0 dBm, 10 m, 2.4 GHz60.054225 dB 损耗蓝牙距离估算

如何计算射频路径损耗

  1. 输入以 dBm 为单位的发射机输出功率。
  2. 测量视距间距,并以米为单位输入。
  3. 将载波频率换算为赫兹,并输入正值。
  4. 选择“计算”,再将理想损耗与接收功率用于完整链路预算。

常见问题

自由空间路径损耗代表什么?

它表示无线电能量在无遮挡空间中的几何扩散,不包括障碍物、天气、硬件损耗及天线增益。

为什么频率越高,计算出的损耗越大?

对于固定的各向同性天线和距离,弗里斯关系在较高频率下给出更大的路径损耗。实际天线增益可能随频率变化,需要单独处理。

接收功率等于接收机输入功率吗?

只有在此处采用的零增益、零额外损耗的简化情况下才相等。完整链路预算需加上天线增益,并减去电缆、连接器、极化和环境损耗。

可以直接输入千米和兆赫吗?

不可以,这些输入框要求使用米和赫兹。请先换算单位,否则对数计算结果会产生很大的系统性误差。

视距无遮挡就能保证得到该结果吗?

不能,自由空间条件只是理想参考。地面反射、菲涅耳区遮挡、天气和多径仍可能改变实际链路表现。