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Budget de liaison radio: détails et formule

Budget de liaison radio: détails et formule

Lors de la conception d'un système de radiocommunications complet, c'est-à-dire de bout en bout, il est nécessaire de calculer ce que l'on appelle le budget de liaison radio.

Le bilan de liaison est un résumé de la puissance émise longue avec tous les gains et pertes dans le système et cela permet de calculer la force du signal reçu.

En utilisant ces connaissances, il est possible de déterminer si les niveaux de puissance et de gain sont suffisants, trop élevés ou trop faibles, puis d'appliquer une action corrective pour garantir que le système fonctionnera de manière satisfaisante.

Cela garantit qu'une fois que le système est installé et prêt à fonctionner, il y aura un signal suffisant pour qu'il fonctionne correctement, ou si le signal est même trop élevé et des mesures peuvent être prises pour réduire les coûts.

Des antennes plus grandes que nécessaire, des niveaux de puissance d'émetteur élevés et similaires peuvent augmenter considérablement le coût, il est donc nécessaire de les équilibrer pour minimiser le coût du système tout en maintenant les performances.

Les budgets de liaison sont utilisés dans de nombreuses applications, des liaisons par satellite aux systèmes de téléphonie mobile, en passant par les liaisons radio HF et bien d'autres.

Les calculs de style de budget de liaison sont également utilisés dans les outils d'enquête sans fil. Ces outils d'enquête sans fil examineront non seulement la façon dont les signaux radio se propagent, mais également les niveaux de puissance, les antennes et les niveaux de sensibilité des récepteurs nécessaires pour fournir la qualité de liaison requise.

Budget de liaison radio - les bases

Comme son nom l'indique, un bilan de liaison radio est un résumé de tous les gains et pertes d'un système de transmission. Le budget de liaison radio additionne la puissance émise avec les gains et les pertes pour déterminer la force du signal arrivant à l'entrée du récepteur. Le budget de liaison peut inclure les éléments suivants:

Lorsque les pertes peuvent varier avec le temps, par ex. évanouissement, et il faut tenir compte de cela dans le budget de liaison - souvent le pire des cas peut être pris, ou bien une acceptation de périodes d'augmentation du taux d'erreur sur les bits (pour les signaux numériques) ou d'un rapport signal / bruit dégradé pour les systèmes analogiques.

En substance, le budget de liaison prendra la forme de l'équation ci-dessous:

Puissance reçue (dBm)=Puissance transmise (dBm)+Gains (dB)-Pertes (dB)

Le calcul de base pour déterminer le budget de liaison est assez simple. Il s'agit principalement de comptabiliser toutes les pertes et gains différents entre l'émetteur et le récepteur.

Une fois que le bilan de liaison a été calculé, il est alors possible de comparer le niveau de réception calculé avec les paramètres du récepteur pour découvrir s'il sera possible de répondre aux exigences de performance globale du système en termes de rapport signal sur bruit, de taux d'erreur sur les bits, etc.

Formule de budget de liaison radio

Afin de concevoir une formule de bilan de liaison radio, il est nécessaire d'étudier tous les domaines où des gains et des pertes peuvent se produire entre l'émetteur et le récepteur. Bien que des lignes directrices et des suggestions puissent être faites concernant les domaines possibles de pertes et de gains, chaque lien doit être analysé selon ses propres mérites.

Une équation de bilan de liaison typique pour un système de radiocommunications peut ressembler à ceci:

PRX=PTX+gTX+gRX-LTX-LFS-LP-LRX

Où:
PRX = puissance reçue (dBm)
PTX = puissance de sortie de l'émetteur (dBm)
gTX = gain d'antenne de l'émetteur (dBi)
gRX = gain de l'antenne du récepteur (dBi)
LTX = départ d'émission et pertes associées (départ, connecteurs, etc.) (dB)
LFS = perte d'espace libre ou perte de trajet (dB)
LP = pertes de propagation de signal diverses (celles-ci incluent la marge d'évanouissement, la discordance de polarisation, les pertes associées au milieu à travers lequel le signal circule, d'autres pertes ...) (dB)
LRX = départ récepteur et pertes associées (départ, connecteurs, etc.) (d) B

NB: par souci de visibilité, les pertes dans l'équation du bilan de liaison sont indiquées avec un signe négatif par ex. LTX ou LFS, etc. Lors de la saisie des chiffres dans la formule de budget de liaison radio, le chiffre doit être saisi comme module de perte. De cette façon, ils seront soustraits et non ajoutés à la figure.

Gain d'antenne et budget de liaison radio

L'équation de bilan de liaison de base dans laquelle aucun niveau de gain d'antenne n'est inclus suppose que la puissance se répartit également dans toutes les directions à partir de la source, c'est-à-dire à partir d'une source isotrope, une antenne qui rayonne également dans toutes les directions.

Cette hypothèse est bonne pour de nombreux calculs théoriques, mais en réalité toutes les antennes rayonnent plus dans certaines directions que dans d'autres. En plus de cela, il est souvent nécessaire d'utiliser des antennes avec gain pour permettre de réduire les interférences provenant d'autres directions au niveau du récepteur, et au niveau de l'émetteur pour focaliser la puissance d'émission disponible dans la direction requise.

Compte tenu de cela, il est nécessaire d'intégrer ces gains dans l'équation du bilan de liaison comme ils l'ont été dans l'équation ci-dessus car ils affecteront les niveaux de signal - en les augmentant des niveaux du gain d'antenne, en supposant que le gain est dans la direction du Lors de la cotation des niveaux de gain pour les antennes, il est nécessaire de s'assurer qu'il s'agit de gains par rapport à une source isotrope, c'est-à-dire le type d'antenne de base supposé dans l'équation lorsqu'aucun niveau de gain n'est incorporé. Les valeurs de gain par rapport à une source isotrope sont exprimées en dBi, c'est-à-dire en dB par rapport à une source isotrope. Souvent, les niveaux de gain donnés pour une antenne peuvent être le gain par rapport à un dipôle où les chiffres peuvent être indiqués en dBd, c'est-à-dire en dB par rapport à un dipôle. Cependant, un dipôle a un gain par rapport à une source isotrope, de sorte que le gain du dipôle de 2,1 dBi doit être pris en compte si des chiffres relatifs à un dipôle sont indiqués pour un gain d'antenne.

Le calcul du budget de liaison est une étape essentielle dans la conception d'un système de radiocommunications. Le calcul du bilan de liaison permet de voir les pertes et les gains, et la conception d'un bilan de liaison permet de répartir les pertes, les gains et les niveaux de puissance si des modifications doivent être apportées pour permettre au système de radiocommunications de répondre à ses exigences opérationnelles. Ce n'est qu'en effectuant une analyse du budget de liaison que cela est possible.


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