Re: Duda sobre potencias [Esta vez en RF]

Tengo una medio-apuesta con un compañero de la universidad, a ver si me podeis

>ayudar, para una frecuencia dada x ( pongamos 433 mhz ) y un 1W de potencia de >salida, se puede cubrir un km... ( es todo inventado ). Para 1 Ghz, que potencia >necesitaria para con la misma antena ( supongamos ideal, que se adapte a las >frecuencias y las perdidas en ambas sean 0 ) y la misma sensibilidad en el >receptor, pueda cubrir ese km?. El doble de potencia? daria igual?. Estoy >hablando, en teoria, osease ya se que depende mucho de las condiciones, incluso >temperaturas, pero me refiero que si al aumentar la frecuencia es necesario >mayor potencia. > >Gracias. A ver si gano las cervecitas... XD

Mírate este FAQ:

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Saludos.

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Mochuelo
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Hay dos casos:

a) en el espacio libre (se usa para tierra satélite) la potencia recibida depende de la frecuencia según (1/f)^2

Pr = PtGtGr(lamba/4PId)^2

b) en superficie, a poca altura, no depende de la frecuencia, pero depende en 1/distancia^4 y directamente de la altura de las antenas hb,hm

Pr = PtGtGr(hb hm/d^2)^2

Por lo tanto, no habrá gran diferencia entre 433MHz y 1GHz

Un saludo a todos!

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GasparV

Te confirmo que ahora no funciona, pero antes (momentos antes de poner el post), y todos estos días anteriores sí funcionaba. También es casualidad.

Hasta luego.

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Mochuelo

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Ya vuelve a funcionar.

Faq id: 232 -

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Question: What is the relationship between the link budget and the estimated range? Answer: The link budget tells us how much loss we can have between the transmitter and the receiver. The free line if sight range can be estimated based on the link budget. The link budget is given by the TX output power, RX sensitivity and the antenna gain as:

Power_TX + G_TX + G_RX - Sensitivity_RX

The rule of thumb is that:

- 120 dB link budget will give 2 km range at 433 MHz

- 6 dB increase in the link budget will increase the distance by a factor of 2

- 6 dB decrease in the link budget will reduce the range by a factor of 2

- If you double the RF frequency and the link budget is the same, then the range will be reduced by a factor of 2

Topic: Range Related topic(s): Sensitivity Product(s): All Tool(s): All

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Mochuelo

Root, ¿dónde dice el FAQ que el factor (para la potencia) sería 2?

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¿Puedes explicarnos el razonamiento mental que has seguido, hasta llegar a ese 2?

Saludos.

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Mochuelo

Correcto.

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Mochuelo

Te acabo de escribir que correcto, refiriéndome a la conclusión, pero espero que veas claro que tenías que usar 2 de aquellos cuatro puntos que enumera el FAQ. El 2º ("6 dB increase in the link budget will increase the distance by a factor of 2") y el 4º (que es el que citas). Tan sólo con el 4º no puedes deducir lo que concluyes. No sé si lo tenías claro. Me ha parecido que no estaba de más la aclaración.

Hasta luego.

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Mochuelo

"RooT" escribió en news: snipped-for-privacy@uni-berlin.de:

Briboncete.

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Franois

En tierra, cuando las alturas de las dos antenas son pequeñas comparadas con la distancia se produce un efecto espejo del suelo que produce un refuerzo. El campo en la antena receptora, en ese caso, es la suma de una onda directa y otra reflejada (en el suelo). Si te interesa el desarrollo exacto lo tengo en los apuntes (de ahí he copiado las fórmulas finales). Puedes escribirme y te enviaré una copia vía escaner.

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Gaspar Vidal

Corresto. La dependencia frecuencial está en el área efectiva de las antenas. Si la apuesta presuponía conservar el diámetro de la parabólica receptora, no hay dependencia frecuencial. Y, si, por lo que fuera, conserváramos también el diámetro de la parabólica emisora, tendríamos incluso más señal (en bornes de la antena receptora) a 1 GHz.

Es decir, sólo gana la apuesta si ambas parabólicas se reducen de tamaño, en el paso de 433 MHz a 1 GHz.

Saludos.

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Mochuelo

Esa es una explicación muy peregrina. Lo que ocurre es que a mayor frecuencia más energía se requiere para el mismo valor del campo eléctrico.

Un saludo a todos!

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GasparV

Esto también se puede ver con la relación de Plank-Einstein:

E[J] = h*f con h = cte. de Plank

Saludos Jorge

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Jorge Sánchez

Hmmm... no sé si te entiendo bien. ¿La energía de qué? Ya imagino que te refieres a energía por unidad de tiempo, pero no sé de qué. La densidad de potencia de una onda electromagnética no depende de su frecuencia.

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Mochuelo

Tampoco te entiendo muy bien (al igual que a Gaspar). Esa expresión que escribes te dice la energía de cada cuanto. Una onda electromagnética de 1 GHz estará formada por cuantos más energéticos que una onda EM de 433 MHz, pero eso no implica que la densidad de energía de una onda EM esté relacionada con su frecuencia. Si tengo una onda EM (por ejemplo, plana y uniforme) de 433 MHz, 1 W/m^2, y simplemente le aumento la frecuencia a 1 GHz, voy a tener una onda de

1 GHz, 1 W/m^2. La densidad de potencia no tiene nada que ver. El número de cuantos por unidad de tiempo que atraviesa una superficie determinada es menor para la onda {1 GHz, 1 W/m^2} que para la {433 MHz, 1 W/m^2}, puesto que, en la primera, los cuantos son más energéticos, y basta un número menor de ellos.

La razón por la que Root tuvo más o menos razón, no tiene nada que ver, directamente, con la energía de cada cuanto. La dependencia frecuencial que aparece en las fórmulas no tiene nada que ver con el campo en sí, sino con las antenas (con su área efectiva).

Un saludo.

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Mochuelo

Ahí quise escribir, como en las demás frases, "densidad de potencia".

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Mochuelo

Claro: la definición es potencia de la fuente / superficie W/m2. No tienen ningún término con f ó landa.

Un saludo a todos!

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GasparV

Aplica un símil con ondas sobre una superficie de agua. ¿Qué cuesta más: producir ondas de 1cm de altura a 2 Hz o a 20Hz? Fíjate que hablamos del valor del campo eléctrico, de la amplitud de la onda.

Un saludo a todos!

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GasparV

Por eso digo que no entendí qué querías decir con "Lo que ocurre es que a mayor frecuencia más energía se requiere para el mismo valor del campo eléctrico". Dos ondas electromagnéticas con igual amplitud de campo eléctrico, atravesando el mismo medio, tienen la misma densidad de potencia, tengan la frecuencia que tengan. Sigo sin entender.

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Mochuelo

Este ejemplo no responde a las mismas ecuaciones que el ejemplo que estamos comentando. Eso sí que sería salirse del hilo. Una cosa es electromagnetismo, y otra, dinámica de fluidos, con unas leyes muy diferentes, cada uno de ellos.

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Mochuelo

Pretendía dar una visión física de esta ecuación, la más general, que nos da la potencia en el receptor conociendo la del emisor y las ganancias de las antenas. El caso más simple, dos antenas de ganancia unidad queda lo siguiente

Pr = Pt (lambda/4·PI·R)^2

si doblo la frecuencia necesito 4 veces más potencia en el emisor para tener la misma potencia en el receptor. (+6dB)

Un saludo a todos!

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GasparV

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