Ich versuche, mich zwischen verschiedenen drahtlosen Transceivern zu entscheiden, wobei meine Hauptanforderung die größte Reichweite für ein bestimmtes Frequenzband ist.
Gibt es eine Möglichkeit, die Frequenz, die Datenrate, die Ausgangsleistung, den empfangenen/übertragenen Strom usw. zu einer angemessenen Schätzung der Reichweite dieser Transceiver zu verknüpfen? Ich bin ganz klar neu in der HF-Elektronik.
Als Referenz schaue ich mir Teile wie die folgenden an:
http://www.digikey.ca/product-search/en/rf-if-and-rfid/rf-transceivers/3539948?k=cc1101
Sie müssen ein Link-Budget für Ihre Anwendung entwickeln. Sie wissen, wie viel Leistung der Sender abgibt, und Sie wissen, wie viel Leistung der Empfänger benötigt. Sie müssen alle Verluste und Gewinne zwischen diesen beiden Punkten berücksichtigen.
Die meisten Punkte lassen sich leicht quantifizieren, mit Ausnahme des Freiraum-Pfadverlusts, der stark von der Entfernung, dem Frequenzband und der Betriebsumgebung (ländlich/städtisch, drinnen/draußen, Mehrweg usw.) abhängt. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Pfadverluste abzuschätzen, aber sie alle sind sehr grobe Annäherungen. Am Ende muss man es bauen und ausprobieren.
Es gibt eine Standardformel zur Berechnung, wie stark die Leistung zwischen zwei Antennen gedämpft wird. Es ist das: -
Verbindungsverlust (dB) = 32,4 + 20 (F) + 20 (D)
wobei F MHz und d der Abstand zwischen den beiden Antennen (Kilometer) ist.
Kurz gesagt, wenn Sie mit 500 MHz über eine Entfernung von 2 km senden, ist der Verbindungsverlust
32,4 dB + 54,0 dB + 6,0 dB = 92,4 dB.
Bei einer Entfernung von 200 Metern beträgt der Verbindungsverlust 32,4 dB + 54,0 dB -14,0 dB = 72,4 dB.
Dies ist der Verlust zwischen zwei Objekten, ohne dass die Erde im Weg steht. Die angenommenen Antennen sind sogenannte isotrope Antennen (die in alle Richtungen gleichermaßen senden). Sollten Sie an jedem Ende eine Antenne mit Gewinn (z. B. Dipol) haben, können Sie den Verlust um etwa 3,5 dB reduzieren. Sollten Sie Antennen mit höherem Gewinn haben, verringern sich die Verluste noch mehr, aber die Richtwirkung kann zu einem Problem werden.
Als nächstes ist zu sehen, wie viel Leistung der Empfänger benötigt, um einen mäßigen Datenerfolg einigermaßen zu gewährleisten, und auch dafür gibt es eine Formel: -
Die erforderliche Leistung in dBm beträgt -154 dBm + 10 (Datenrate) dBm
Wenn die Datenrate 1 MBit/s beträgt, beträgt die erforderliche Leistung –154 dBm + 60 dBm = –94 dBm
Daraus können Sie die von Ihrem Sender benötigte Ausgangsleistung berechnen. Aber natürlich müssen Sie die unterschiedlichen Wirkungen berücksichtigen, die durch die Anwesenheit von Erde und Atmosphäre entstehen, die ich Ihnen zum Erforschen überlasse.
Transceiver alleine haben nicht wirklich eine Reichweite. Sie würden mindestens zwei und zwei Übertragungsleitungen und zwei Antennen und eine Atmosphäre und ein Gelände und Interferenzen benötigen, und (wie Dave betont) dann kommen Sie in das Konzept des Link-Budgets, das die Sammlung von Komponenten als behandelt ein System.
Bei der Auswahl von Transceivern für ein System sind Sie möglicherweise an ihrer Ausgangsleistung und ihrer Empfindlichkeit interessiert. Dies kann tendenziell ihren Kosten folgen. Wenn die Leistung nicht ausreicht, können Sie einen HF-Verstärker hinzufügen und die Kosten dorthin verschieben.
Systeme mit niedrigeren Datenraten haben in der Regel eine größere Reichweite, bis Sie mit periodischen störenden Interferenzen konfrontiert werden, die kürzere Übertragungen vorteilhaft machen.
Transceiver können eine untere und obere Grenze ihrer Datenrate haben, und dies liegt normalerweise an internen Designentscheidungen des Herstellers.
Ich kenne keine Möglichkeit, Frequenz, Datenrate, Ausgangsleistung und Empfindlichkeit in eine Reichweitenschätzung einzubeziehen, ohne auch so viele andere Annahmen zu treffen, die das Modell unbrauchbar machen.
Der CC1101 sieht gut aus. ;-)
Optionsparty
Jippie