Le budget du lien par radio

Le budget du lien par radio

Dans cet article, nous expliquerons le « budget » du lien radio. Vous pourrez alors comprendre la façon dont le budjet est réparti, comment le calculer et ce qui l’affecte pour le mieux ou pour le pire.  Votre budget est divisé en 3 parties: La puissance du transmetteur, la sensibilité du récepteur et le gain des antennes.

La monnaie de la radio est souvent le dB (deciBel pour un dixième de Bel). Qu’est-ce qu’un Bel? Un Bel est un ratio de 10 entre une quantité et une référence. Le Bel est rarement utilisé en faveur du déciBel, 3dB étant un ratio de 2, suivant l’échelle logarithmique de cette unité. Exemple: Nous utilisons souvent une puissance de 1mW comme référence en radio, ceci est notre point de départ ou 0dBm (dBmiliWatt), 3dBm est 2mW, 10dBm est 10mW, 20dBm 100mW etc…  La même chose peut s’appliquer aux Volts (dBV) ou aux Ampères (dBA).

Qu’est-ce que le dBi?  Nous voyons souvent cette étrange unité sur les fiches techniques des antennes.  Le « i » est pour « isotrope », une antenne impossiblement parfaite qui irradie uniformément dans toutes les directions.  Alors, 0dBi est un patron parfaitement uniforme, 2dBi est un peu aplati et 20dBi est fortement pressé dans une direction, ayant 100 fois plus de puissance dans cette direction que l’antenne parfaite. Nous avons un transmetteur de 500mW, qui est de 27dBm, si vous  installez un dipôle : ajoutez 2dBi et nous sommes à 29dB. Maintenant, sur ​​le côté récepteur, nous avons une « patch » de 8dBi avec un récepteur sensible à -85dBm. Ceci ajoute un autre 93dB à notre budget, pour un total de 122 dB. Vous pouvez alors constater que l’essentiel du budget se trouve dans le récepteur et son antenne. Maintenant que notre budget est connu, nous pouvons le dépenser par une perte en espace libre. Lorsque le transmetteur est éloigné du récepteur, des pertes se produisent dans la distance qui les séparent. Cette perte en dB est calculée comme suit :

32.44 + 20*log (F(MHz)) + 20*log(D(km))

Ne laissez pas la formule vous effrayer, si les mathématiques ne sont pas votre tasse de thé, il y a beaucoup de calculateur en ligne comme celui-ci:

http://www.qsl.net/pa2ohh/jsffield.htm

Nous voyons que « MHz » dans la formule est dans une expression similaire à « km ». Effectivement, la fréquence joue un rôle tout aussi important. Deux fois la fréquence équivaut à quatre fois la perte d’espace libre ou 6dB, même avec la distance deux fois plus grande qui équivaut à quatre fois la perte ou 6dB. Pour 1280MHz, la perte sur une distance de 1 km est de 94.6dB (c’est de l’espace libre, cela signifie qu’il n’y a pas d’air, pas d’humidité, pas de maison et pas d’extraterrestres). Déception! Un seul km et la plupart de mon budget est dépensé! Rappelez-vous que l’unité dB est logarithmique et que comme expliqué plus haut, 6dB est le double de la distance. Si nous voyageons un autre km et que nous avons 100,6 sur 122dB dépensés. Il nous reste encore 21dB à diviser par 6 et nous obtenons le nombre de fois que nous pouvons doubler notre distance: 3,5 fois. Arrondissons à 3 fois pour garder une marge. Nous sommes à 2km, doublons une fois: nous sommes à 4km, doublons deux fois: nous sommes à 8km, doublons une troisième fois: nous sommes à 16km. Voici la fin de notre voyage. Nous avons dépensé toute la liaison radio! Beaucoup d’autres facteurs peuvent taxer votre lien radio: les objets solides entre le transmetteur et le récepteur vont le compromettre considérablement, les « multipath » et le bruit  sont d’autres exemples. Comment pouvez-vous améliorer votre budget? Revoyons sa division:

  • Plus de puissance? Pour doubler votre portée, vous avez besoin de 6dBm supplémentaire. À partir du transmetteur 500mW on parle d’un monstre de 2W.
  • Plus de dBi? Au transmetteur, cela ne fera pas de sens puisque vous avez besoin d’un rayonnement uniforme pour votre avion. Au récepteur, c’est facile, optez pour une antenne de 14dBi .
  • Un récepteur plus sensible? Ceci est également correct, optez pour un récepteur de -90dBm et vous doublez presque votre portée. Cependant, la sensibilité du récepteur est rarement donné en spécification et encore moins une honnête mesure de la sensibilité.

Hugo Chamberland, TrueRC Canada inc.

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