電波伝搬損失計算機

無線通信システムの計画と運用において、ドローンと制御局間のリンクを含む電波伝搬損失は重要な要因です。この損失を理解して計算すると、より効率的なシステムの設計と通信問題のトラブルシューティングに役立ちます。

歴史的背景

電波伝搬の研究は無線通信の開発の中心でした。伝搬損失を計算するために使用される数式は、1946 年にハラルド・フリースによって導入されたフリース伝搬方程式から導き出されました。この方程式は、送信アンテナからの距離、送信信号の周波数、およびアンテナの特性を所与として、理想化された条件下でアンテナによって受信される電力の理論的な推定値を提供します。

計算式

デシベル (dB) の伝搬損失 (L) は、次の式を使用して計算できます。

\[ L = 20 \log{10}(d) + 20 \log{10}(f) + 20 \log_{10}\left(\frac{4 \pi}{c}\right) \]

ここで、

• d は送信機と受信機の距離 (メートル単位)
• f は送信信号の周波数 (ヘルツ単位)
• c は光速 (299,792,458 m/s)

計算例

制御局から 1 km 離れたドローンが 2.4 GHz で信号を送信する場合、伝搬損失は次のように計算されます。

\[ L = 20 \log{10}(1000) + 20 \log{10}(2.4 \times 10^9) + 20 \log_{10}\left(\frac{4 \pi}{299,792,458}\right) \approx 32.45 \text{ dB} \]

重要性と使用シナリオ

電波伝搬損失の計算は、次のような場合に不可欠です。

• ドローンが使用するリンクを含む無線通信リンクを設計および最適化する。
• 希望の距離で信頼性の高い通信を確保する。
• 特定のアプリケーションに適したアンテナとトランスミッターを選択する。

よくある質問

1. 伝搬損失の計算において周波数はなぜ重要ですか?

   • 低い周波数と比較して、高い周波数は同じ距離でより大きな伝搬損失を経験します。これは、さまざまな通信サービスの周波数帯を計画する上で不可欠です。

2. 距離は伝搬損失にどのように影響しますか?

   • 伝搬損失は距離に比例して増加するため、無線通信リンクの最大範囲を決定する上で重要な要素となります。

3. これらの計算では、実際の正確なパフォーマンスを予測できますか?

   • この数式は優れた理論的基盤を提供しますが、実際の性能は、大気条件、障害物、アンテナ特性など多くの要因によって影響を受ける可能性があります。