Calcolare portata teorica dispositivi radio

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In questa pagina viene spiegato il metodo teorico per calcolare la distanza di trasmissione punto-punto tra due dispositivi radio in vista ottica (LOS) senza ostacoli. In un sistema radio del tipo rappresentato in figura:

Possiamo assumere:

PRx=PTx-CL+GTx-FSLP+GRx-CL

In cui :

PRx [dBm] = Potenza ricevuta 
PTx [dBm] = Potenza trasmessa
CL [dB] = Perdita del cavo (se esiste)
GTx [dBi] = Guadagno dell'antenna trasmittente
GRx [dBi] = Guadagno dell'antenna ricevente 
FSPL [dB] = Free Space Path Loss,
ovvero attenuazione del segnale in spazio aperto 
(vedi tabella)

Si ricorda altresì che l’equazione per il calcolo del FSPL è la seguente:

FSPL = 32.4 + 20*Log F + 20*Log R

In cui:

F [MHz] = Frequenza Operativa 
R [km] = Distanza tra le antenne

Nella tabella sottostante vengono riportati alcuni valori tipici di di attenuazione FSPL in funzione delle distanze e delle frequenze.

Distanza [km] FSPL [dB]
@169MHz @434MHz @868MHz @2.4GHz @5.4GHz
0.5 70.94 79.05 85.15 93.98 101.03
1 76.96 85.07 91.17 100 107.05
2 82.98 91.09 97.19 106.02 113.07
4 89 97.11 103.21 112.05 119.09
8 95.02 103.13 109.23 118.07 125.11
10 96.96 105.07 111.17 120.00 127.05
12 98.54 106.65 112.75 121.59 128.63
16 101.04 109.15 115.25 124.09 131.13
20 102.98 111.09 117.19 126.02 133.07

La stessa equazione è rappresentata in forma grafica nella figura sottostante:

Dalla tabella e dal grafico possiamo notare che per ogni 6dB di aumento di FSPL corrisponde un raddoppio della distanza. Nel calcolo è altresì importante mantenere un margine di sicurezza di almeno 5-6dB.

Prendendo per esempio un link radio realizzato con radiomodem Maxstream XStream X24-009 equipaggiati con antenne dipolo 2.1dBi addossate potremmo ipotizzare una portata radio LOS di:

FSPL = PTx+GTx-PRx+GRx = 17+2.1+105+2.1 = 126.2dB

a questo valore devono essere tolti 6dB di margine di sicurezza:

126.2-6 = 120.2dBm Corrispondenti nella tabella e nel grafico a 10km.

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