طريقة الاستخدام
- اكتب التردد، ميغاهرتز والمسافة، كم بين الهوائيين.
- اكتب قدرة الإرسال، dBm وكسب هوائي الإرسال، dBi وفقد الكابل والموصلات عند الإرسال، dB، ثم كسب هوائي الاستقبال، dBi وفقد الكابل والموصلات عند الاستقبال، dB.
- اكتب حساسية جهاز الاستقبال، dBm من ورقة بيانات الجهاز.
- اقرأ هامش الوصلة، dB والحكم، ثم افتح الحساب خطوة بخطوة لتتحقق من الجمع.
فقد المسار في الفضاء الحر
فقد الإرسال الأساسي في الفضاء الحر هو الفقد بين هوائيين متساويي الإشعاع في الفضاء الحر. وتعطيه التوصية ITU-R P.525 بالصيغة: 32.4 زائد 20 مضروبة في لوغاريتم التردد بالميغاهرتز، زائد 20 مضروبة في لوغاريتم المسافة بالكيلومتر. وكل مضاعفة للمسافة تضيف نحو 6 dB، وكذلك كل مضاعفة للتردد.
Lbf = 32.4 + 20 × log10(f) + 20 × log10(d)
Lbf فقد الإرسال الأساسي في الفضاء الحر، dB
f التردد، ميغاهرتز
d المسافة، كيلومتر
ميزانية الوصلة والهامش
تجمع القدرة المستقبلة قدرة الإرسال وكسب الهوائيين، وتطرح فقد الكابلات وفقد المسار. وEIRP هي القدرة التي يرسلها هوائي الإرسال نحو المستقبل. أما هامش الوصلة فهو القدرة المستقبلة فوق حساسية جهاز الاستقبال، والهامش الصفر أو الأكثر يعني أن الجهاز يستطيع استخدام الإشارة.
EIRP = Pt + Gt − Lt
Pr = Pt + Gt − Lt + Gr − Lr − Lbf
الهامش = Pr − الحساسية
ما لا تشمله الحاسبة
- التضاريس والمباني والأشجار بين الهوائيين، فهي تضيف فقداً، والانعكاسات من الأرض، فقد تضيف إشارة أو تنقصها. والتوصية ITU-R P.525 تغطي حالة الفضاء الحر وحدها.
- المطر والغلاف الجوي، وهما لا يدخلان في صيغة الفضاء الحر.
- الخبو والتداخل، وأي هامش أمان تضيفه التصاميم فوق هامش الوصلة.
مثال محلول: 2.4 غيغاهرتز على مسافة 2 كم
عند 2400 ميغاهرتز على مسافة 2 كم يكون فقد المسار في الفضاء الحر 32.4 + 20 × log10(2400) + 20 × log10(2) = 32.4 + 67.60 + 6.02 = 106.02 dB.
مع قدرة إرسال 20 dBm، وهوائي إرسال 12 dBi، وفقد كابل إرسال 1 dB، تكون EIRP = 20 + 12 − 1 = 31.00 dBm. ومع هوائي استقبال 2 dBi وفقد استقبال 1 dB، تكون القدرة المستقبلة 31 + 2 − 1 − 106.02 = -74.02 dBm.
مع حساسية جهاز استقبال قدرها -90 dBm، يكون هامش الوصلة -74.02 − (-90) = 15.98 dB، لذلك تعمل الوصلة.
| الرقم | القيمة |
|---|---|
| فقد المسار في الفضاء الحر | 106.02 dB |
| EIRP | 31.00 dBm |
| القدرة المستقبلة | -74.02 dBm |
| هامش الوصلة | 15.98 dB |
الأسئلة الشائعة
لماذا يرتفع فقد المسار 6 dB عندما تتضاعف المسافة؟
يتزايد الفقد مع لوغاريتم المسافة: 20 log10 للعدد 2 تساوي نحو 6.02، لذلك تضيف مضاعفة المسافة نحو 6 dB في الفضاء الحر. والقدرة تتناقص مع مربع المسافة، وهي القاعدة نفسها مكتوبةً بالديسيبل.
لماذا التردد بالميغاهرتز والمسافة بالكيلومتر؟
هذه وحدات المعادلة (6) في التوصية ITU-R P.525 التي يُكتب فيها الثابت 32.4. ولو أدخلت الوصلة نفسها بوحدات أخرى لاحتجت ثابتاً مختلفاً، لذلك تقبل الحاسبة هاتين الوحدتين فقط.
ما الفرق بين dBi وdBm؟
dBi كسب: نسبة قدرة الهوائي في أفضل اتجاه له إلى قدرة هوائي متساوي الإشعاع، بالديسيبل. أما dBm فقدرة مطلقة مقاسة بالنسبة إلى ميلي واط واحد، لذلك تعني 0 dBm واحد ميلي واط.
أي حساسية أدخل؟
استخدم أضعف إشارة دخل تعطيها ورقة بيانات جهاز الاستقبال للمعدل أو الجودة التي تحتاجها. فالحساسية الأكثر سلبية تترك هامشاً أكبر للوصلة نفسها.
هل تدخل ارتفاعات الهوائيات والتضاريس في الحساب؟
لا. يدخل فقط الكسب وفقد الكابلات اللذان تكتبهما. والقيمة في الفضاء الحر هي المرجع للمسار، ومسار حقيقي فيه عوائق أو انعكاسات من الأرض قد يكون فقده أكبر.
هل تُرسل أرقامي إلى خادم؟
لا. يتم الحساب في متصفحك، ولا يُرسل إلينا شيء مما تكتبه ولا يُحفظ.
المصادر
- ITU-R P.525-5 (باللغة الإنجليزية): Calculation of free-space attenuation (11/2024)، المعادلتان (5) و(6)
- جامعة ولاية واشنطن، EE 432 (باللغة الإنجليزية): Link Budgets، المحاضرة 6 (الحساسية وجمع القدرة المستقبلة)
آخر مراجعة للأرقام والنص: الخميس، 2 جمادى الآخرة 1448 بعد الهجرة.