Sensitivitas RF:Yang Perlu Anda Ketahui Untuk Komunikasi M2M

Jika Anda berada di ruang Internet of Things (IoT) atau nirkabel secara umum dalam hal ini, Anda mungkin pernah mendengar tentang sensitivitas RF atau sensitivitas penerima. Tetapi jika Anda bukan seorang insinyur listrik (mungkin Anda lebih pada sisi bisnis), itu bisa menjadi istilah yang membingungkan. Itulah ide di balik artikel ini - kami ingin menunjukkan kepada Anda para pebisnis IoT semua yang perlu Anda ketahui tentang sensitivitas RF, dan perannya dalam mendesain produk IoT untuk meraih kesuksesan.

Mari kita mulai dengan mencadangkan hanya satu langkah. Sensitivitas RF hanyalah bagian dari persamaan anggaran tautan, jadi kita akan mulai dari sana:

Apa itu anggaran tautan?

Daya yang Diterima (dBm) =Daya yang Ditransmisikan (dBm) + Keuntungan (dB) Kerugian (dB)

Link budget adalah penghitungan semua keuntungan dan kerugian yang terjadi pada sinyal nirkabel dari perangkat transmisi saat melewati berbagai konektor, antena, udara terbuka, dll. dalam perjalanannya ke penerima dalam sistem komunikasi nirkabel. Dalam melihat persamaan sederhana di atas, Anda dapat melihat bagaimana ini diwakili. Berikut catatan penting yang perlu diingat:dBm adalah ukuran daya yang sebenarnya (seperti watt). Karena dBm diukur pada skala logaritmik, mudah untuk memperhitungkannya dalam anggaran tautan karena semua kerugian bersifat eksponensial. “m” kecil dalam dBm menunjukkan bahwa itu direferensikan ke miliwatt (jadi 0dBm =1 mW, 10 dBm =10 mW, 20 dBm =100 mW, 30 dBm =1 W daya RF).

Di sisi lain, dB adalah istilah relatif saja. Kehilangan 3 dB adalah kehilangan 50%, tetapi tidak mutlak (50% dari 10 dBm adalah 7 dBm, 50% dari -110 dBm adalah -113 dBm).

Sekarang saya harap Anda tidak peka, karena kita akan mulai dengan membandingkan anggaran tautan dengan anggaran keluarga . Sebagai perbandingan, inilah yang akan Anda lihat:

Keluaran pemancar =pendapatan rumah tangga Anda.

Sensitivitas penerima =Apa yang Anda butuhkan untuk memiliki sisa makanan di akhir bulan.

Berikut adalah kerugian yang menghabiskan sebagian energi Anda (seperti pengeluaran keluarga yang menghabiskan sebagian dari tabungan Anda):

• Kerugian propagasi =Sewa, karena biasanya kerugian terbesar. Ini adalah penyebaran energi RF saat sinyal menghilang. Umumnya istilah ini tumbuh sebagai kuadrat jarak dalam "ruang bebas" atau sebagai jarak pangkat empat di sepanjang tanah, karena gelombang RF mengganggu dirinya sendiri saat memantul dari tanah.
• Kerugian redaman =Pembayaran mobil, karena mungkin atau mungkin bukan istilah besar dalam anggaran tautan. Ini adalah kerugian yang terkait dengan propagasi melalui bahan selain udara, seperti dinding. Saat Anda siap untuk serius tentang anggaran tautan, makalah ini adalah sumber yang bagus tentang redaman RF melalui berbagai bahan bangunan.
• Konektor hilang
• Transmisikan kehilangan Antena
• Kehilangan Antena Penerima: Seringkali antena pada perangkat IoT kecil lebih buruk dari yang Anda kira. Anda dapat dengan mudah kehilangan 10 dB atau lebih jika antena Anda "secara elektrik kecil" atau kurang dari sekitar panjang gelombang. Ada batasan fisik untuk efisiensi antena semacam itu.

Apa yang dimaksud dengan sensitivitas penerima atau RF?

Didefinisikan dalam istilah yang lebih umum, sensitivitas penerima adalah besarnya minimum sinyal input yang Anda butuhkan berdasarkan rasio signal-to-noise yang ditentukan untuk mencapai tingkat kesalahan minimum. Dalam hal anggaran keluarga, itu seperti mengatakan bahwa jika Anda tahu berapa banyak Anda perlu menganggarkan untuk makanan (sensitivitas), maka Anda dapat menghitung berapa banyak yang harus Anda hasilkan dalam pendapatan (output pemancar), mengingat kerugian jalur Anda (pengeluaran lain).

Mari kita satukan ini...

Jika Anda mentransmisikan +18 dBm dan kehilangan 150dB (pengeluaran), Anda memiliki energi -132 dBm di penerima. Jika sensitivitas penerima Anda -140 dBm, Anda adalah emas (pada dasarnya, Anda adalah DINK - penghasilan ganda, tidak ada anak-anak). Jika Anda memiliki keluarga besar untuk diberi makan (kecepatan data tinggi, atau teknologi radio yang lebih rendah) dan sensitivitas penerima Anda hanya -120 dBm, Anda kurang beruntung.

Jadi itu mungkin penyederhanaan yang berlebihan dari persamaan sensitivitas RF, tetapi penting untuk mengingat konsep yang lebih luas untuk komunikasi M2M. Jika Anda tidak dapat mengingat apa pun dari artikel ini dalam beberapa hari, tuliskan ini:semakin besar sensitivitasnya, semakin panjang jangkauannya.

Bertanya-tanya mengapa kami menulis tentang ini? Wide Area, teknologi Low Power Link Labs mencapai sensitivitas lebih besar dari -140 dBm, memberikan jangkauan berkali-kali lipat dari Zigbee, Bluetooth, atau WiFi. Pelajari lebih lanjut tentang teknologi tersebut dengan mengeklik di bawah...