Sensibilidade de RF:O que você precisa saber para comunicação M2M

Se você está no espaço da Internet das Coisas (IoT) ou sem fio em geral, você provavelmente já ouviu falar sobre a sensibilidade RF ou sensibilidade do receptor. Mas se você não é um engenheiro elétrico (talvez você esteja mais no lado comercial), pode ser um termo confuso. Essa é a ideia por trás deste artigo - queremos mostrar a vocês, pessoal de negócios de IoT, tudo o que você precisa saber sobre sensibilidade de RF e o papel que ela desempenha no projeto de um produto de IoT para o sucesso.

Vamos começar fazendo backup de apenas uma etapa. A sensibilidade de RF é apenas uma parte da equação do orçamento do link, então vamos começar por aí:

O que é um orçamento de link?

Potência recebida (dBm) =Potência transmitida (dBm) + Ganhos (dB) - Perdas (dB)

Um orçamento de link é a contabilidade de todos os ganhos e perdas que ocorrem no sinal sem fio do dispositivo de transmissão à medida que ele é passado por vários conectores, antenas, ao ar livre, etc. em seu caminho para o receptor em um sistema de comunicação sem fio. Olhando para a equação simples acima, você pode ver como isso é representado. Aqui está uma observação importante para ter em mente:dBm é uma verdadeira medida de potência (como um watt). Como o dBm é medido em uma escala logarítmica, é fácil contabilizar em um orçamento de link, uma vez que todas as perdas são exponenciais. O pequeno “m” em dBm denota que se refere a um miliwatt (então 0dBm =1 mW, 10 dBm =10 mW, 20 dBm =100 mW, 30 dBm =1 W de potência de RF).

Por outro lado, dB é apenas um termo relativo. Uma perda de 3 dB é uma perda de 50%, mas não é absoluta (50% de 10 dBm é 7 dBm, 50% de -110 dBm é -113 dBm).

Agora, espero que você não seja sensível, porque vamos começar comparando um orçamento de link a um orçamento familiar . Na comparação, aqui está o que você veria:

A saída do transmissor =sua renda familiar.

A sensibilidade do receptor =O que você precisa de sobra no final do mês para a alimentação.

Aqui estão as perdas que consomem um pouco de sua energia (como as despesas familiares que afetam algumas de suas economias):

• Perdas de propagação =Aluguel, já que geralmente é a maior perda. É a propagação da energia de RF à medida que o sinal se dissipa. Geralmente, este termo cresce como o quadrado da distância no “espaço livre” ou como a distância até a potência de quatro ao longo do solo, devido à onda de RF interferir em si mesma ao ricochetear no solo.
• Perdas de atenuação =Pagamentos de carros, já que pode ou não ser um grande termo no orçamento do link. Essas são perdas associadas à propagação por meio de materiais diferentes do ar, como paredes. Quando você estiver pronto para levar a sério os orçamentos de link, este artigo é um excelente recurso sobre atenuação de RF por meio de vários materiais de construção.
• Perdas de conector
• Perdas da antena de transmissão
• Perdas da antena do receptor: Freqüentemente, as antenas em pequenos dispositivos IoT são piores do que você pensa. Você pode facilmente perder 10 dB ou mais se sua antena for “eletricamente pequena” ou menor que cerca de ¼ do comprimento de onda. Existe um limite físico para a eficiência de tal antena.

O que é receptor ou sensibilidade RF?

Definida em termos mais típicos, a sensibilidade do receptor é a magnitude mínima do sinal de entrada necessária com base em uma relação sinal-ruído especificada para atingir a taxa de erro mínima. Em termos de orçamento familiar, é como dizer que se você sabe quanto precisa de um orçamento para alimentação (sensibilidade), então você pode calcular quanto vai precisar de ganhar em receita (saída do transmissor), dadas as suas perdas de caminho (outras despesas).

Vamos montar isso ...

Se você transmitir +18 dBm e tiver 150dB de perdas (despesas), ficará com -132 dBm de energia no receptor. Se a sensibilidade do seu receptor for -140 dBm, você está certo (essencialmente, você é um DINK - renda dupla, sem filhos). Se você tem uma família grande para alimentar (uma alta taxa de dados ou uma tecnologia de rádio menor) e a sensibilidade do seu receptor é de apenas -120 dBm, você está sem sorte.

Portanto, isso pode ser uma simplificação excessiva de uma equação de sensibilidade de RF, mas é importante manter o conceito mais amplo em mente para a comunicação M2M. Se você não conseguir se lembrar de nada deste artigo em alguns dias, escreva isto:quanto maior a sensibilidade, maior o alcance.

Quer saber por que estamos escrevendo sobre isso? A tecnologia de área ampla e baixa energia da Link Labs atinge uma sensibilidade superior a -140 dBm, dando-lhe muitas vezes o alcance de Zigbee, Bluetooth ou WiFi. Saiba mais sobre essa tecnologia clicando abaixo ...