使用方法
- 在 “频率,MHz” 和 “距离,km” 中输入射频频率,以及两根天线之间的距离。
- 输入 “发射功率,dBm”、“发射天线增益,dBi” 和 “发射线缆和接头损耗,dB”,再输入 “接收天线增益,dBi” 和 “接收线缆和接头损耗,dB”。
- 从接收机的数据手册中输入 “接收灵敏度,dBm”。
- 读取 “链路余量,dB” 和 “结论”,再展开 “逐步计算过程” 核对算式。
自由空间路径损耗
自由空间基本传输损耗是两个全向天线在自由空间中的损耗。ITU-R P.525 将其写为:32.4加上20乘以频率(MHz)的常用对数,再加上20乘以距离(km)的常用对数。距离每增大一倍,损耗约增加6 dB;频率每增大一倍,损耗也约增加6 dB。
Lbf = 32.4 + 20 × log10(f) + 20 × log10(d)
Lbf 自由空间基本传输损耗,dB
f 频率,MHz
d 距离,km
链路预算与余量
接收功率等于发射功率加上两端天线的增益,再减去线缆损耗和路径损耗。EIRP 是发射天线送往接收端的功率。链路余量是接收功率超出接收灵敏度的部分:余量为零或正数,接收机即可使用该信号。
EIRP = Pt + Gt − Lt
Pr = Pt + Gt − Lt + Gr − Lr − Lbf
余量 = Pr − 灵敏度
本计算器不包括的内容
- 天线之间的地形、建筑和树木会增加损耗,地面反射则可能增强或削弱信号。ITU-R P.525 只针对自由空间。
- 雨水和大气,自由空间公式未包括它们。
- 衰落、干扰,以及设计中在链路余量之上额外留出的安全裕量。
计算示例:2.4 GHz,距离2 km
在2400 MHz、2 km 的距离上,自由空间路径损耗为 32.4 + 20 × log10(2400) + 20 × log10(2) = 32.4 + 67.60 + 6.02 = 106.02 dB。
发射功率为20 dBm,发射天线增益为12 dBi,发射线缆损耗为1 dB,则 EIRP 为 20 + 12 − 1 = 31.00 dBm。接收天线增益为2 dBi,接收线缆损耗为1 dB,则接收功率为 31 + 2 − 1 − 106.02 = −74.02 dBm。
接收灵敏度为 −90 dBm,因此链路余量为 −74.02 −(−90)= 15.98 dB,链路成立。
| 数值 | 结果 |
|---|---|
| 自由空间路径损耗 | 106.02 dB |
| EIRP | 31.00 dBm |
| 接收功率 | −74.02 dBm |
| 链路余量 | 15.98 dB |
常见问题
距离加倍时,路径损耗为什么增加6 dB?
损耗随距离的对数增长:20 log10(2) 约为6.02,因此在自由空间中距离加倍,约增加6 dB。这与功率随距离平方衰减是同一规律,只是用分贝表示。
为什么频率要用 MHz、距离要用 km?
这是 ITU-R P.525 公式(6)的单位,其中的常数32.4就是按这两个单位写的。换用其他单位需要不同的常数,因此本计算器只接受这两种单位。
dBi 与 dBm 有什么区别?
dBi 是增益,即天线在最佳方向上的功率与全向天线功率之比,以分贝表示。dBm 是绝对功率,以1毫瓦为基准,因此0 dBm 即1 mW。
应该输入哪个接收灵敏度?
请使用接收机数据手册中,对于您所需的数据速率或质量所给出的最弱输入信号。灵敏度越负,同一条链路的余量越大。
天线高度和地形是否包括在内?
不包括。计算只使用您输入的增益和线缆损耗。自由空间的数值是该路径的参考值;有障碍物或地面反射的实际路径,损耗可能更大。
我输入的数据会被发送到服务器吗?
不会。计算在您的浏览器中完成,输入的数据不会被保存,也不会被发送给我们。您可以放心地输入实际的天线和接收机参数。
资料来源
- ITU-R P.525-5,Calculation of free-space attenuation(2024年11月),公式(5)和(6)(英文)
- Washington State University EE 432,第6讲 Link Budgets,灵敏度与接收功率之和(英文)
数据和文字最近核对于2026年11月12日星期四。