📡️ Calculadora de Pérdida de Trayectoria de Friis

La ecuación de transmisión de Friis es la primera herramienta a la que acude cualquier ingeniero de radiofrecuencia cuando tiene que dimensionar un enlace. Predice cuánta potencia llega al receptor si conoces la potencia del transmisor, las ganancias de ambas antenas, la frecuencia y la distancia. En su forma en decibeles, la pérdida de espacio libre es Lₔ = 20·log₁₀(4πd/λ), y la potencia recibida es Pₘ = Pₕ + Gₕ + Gₖ − Lₔ − (pérdidas de cable y conectores).

La pérdida de espacio libre crece 20 dB por década de distancia y 20 dB por década de frecuencia: por eso un enlace a 5 GHz pierde mucho más que uno a 900 MHz sobre la misma distancia, y por eso las antenas de alta ganancia son obligatorias en frecuencias de ondas milimétricas. Es el cálculo del día a día para enlaces rurales de Colombia, microondas entre cerros de México o un simple punto a punto de WiFi. En el mundo real los obstáculos, los reflejos y la lluvia suman pérdida adicional, pero la ecuación de Friis da la línea base ideal de la que parte todo presupuesto. Antes de calcular la pérdida, confirma que ambos extremos se ven: usa la calculadora de línea de vista.

La calculadora unifica frecuencia y distancia a una misma unidad, calcula la longitud de onda λ = c/f y aplica la forma en decibeles de la ecuación de Friis. La pérdida de trayectoria mostrada es siempre la de espacio libre; en la realidad la lluvia y la humedad alta añaden pérdida extra por kilómetro, pero esta calculadora no modela la atenuación atmosférica. La potencia recibida se deriva de la potencia TX, las ganancias de antena y la pérdida total, y también se presenta como margen de enlace relativo a una sensibilidad definida por el usuario.

El margen de enlace resultante (potencia recibida menos sensibilidad del receptor) te dice si el enlace cierra: por encima de unos 10 dB hay espacio cómodo para lluvia y desvanecimiento. Combina la pérdida con la calculadora de densidad de potencia RF si además necesitas evaluar la exposición en el sitio.

1. Ingresa la frecuencia de operación (MHz o GHz según la unidad seleccionada).
2. Escribe la distancia del enlace (km o millas).
3. Ingresa la potencia TX en dBm y las ganancias de antena TX/RX en dBi.
4. Opcional: agrega la pérdida de cable por extremo y la sensibilidad del receptor.
5. Haz clic en Calcular para ver la pérdida de trayectoria, la potencia recibida y el margen de enlace.

¿Por qué la pérdida de espacio libre es de 20 dB por década en distancia y en frecuencia?

En la ecuación de Friis, el término de dispersión (4πd/λ) es un cociente entre distancia y longitud de onda. Duplicar la distancia duplica la dispersión (6 dB); duplicar la frecuencia reduce a la mitad la longitud de onda, lo que duplica el número de longitudes de onda en la trayectoria y suma otros 6 dB.

¿Cuál es un buen margen de enlace para un enlace confiable?

Para enlaces fijos punto a punto, un margen de 10 a 20 dB es lo estándar para cubrir lluvia, movimiento de vegetación y deriva de equipos. Para WiFi interior, busca al menos 5 a 10 dB. El margen es la diferencia entre la potencia recibida y la sensibilidad del receptor.

¿La ecuación de Friis funciona en interiores?

Solo como cota superior. En interiores, los reflejos, las paredes y el mobiliario suman 10 a 30 dB por encima de la pérdida de espacio libre. La ecuación es más útil para enlaces exteriores con línea de vista; para planificar interiores usa un modelo como ITU-R P.1238 o una medición en sitio.

¿Cómo incluyo el desvanecimiento por lluvia?

La lluvia afecta sobre todo a frecuencias por encima de 10 a 12 GHz. Agrega una pérdida extra de unos 0.1 a 1 dB/km según la tasa de lluvia y la frecuencia. Esta calculadora no modela la atenuación atmosférica; para enlaces con licencia usa el método completo de ITU-R P.838.

¿Puedo usarla para enlaces satelitales?

Sí, pero agrega el rango oblicuo (no la distancia en superficie) y ten en cuenta que la absorción atmosférica en ángulos de elevación bajos y los efectos de polarización importan. Para satélites GEO, solo la pérdida de trayectoria suele estar entre 190 y 210 dB en banda C/Ku.

¿Qué pasa si mis antenas no apuntan una hacia la otra?

La ganancia de antena supone alineación al eje. Fuera del eje, la ganancia cae según el patrón de la antena: típicamente 3 dB en el ancho de haz de media potencia. La desalineación, sobre todo con antenas parabólicas de alta ganancia, es una razón común por la que los enlaces reales quedan por debajo del cálculo.

Aplica la regla del 60% de Fresnel antes de confiar en cualquier enlace: la primera zona de Fresnel debe estar libre de árboles y techos, o la pérdida real superará el valor de espacio libre. Recuerda que duplicar la frecuencia cuesta 6 dB de presupuesto: por eso se prefiere sub-GHz para IoT de largo alcance. La pérdida de cable importa más de lo que se cree: 10 m de coaxial delgado a 2.4 GHz pueden comerse 3 a 4 dB antes de la antena. Incluye conectores y protectores contra rayos como un fijo de 0.5 a 1 dB por extremo. Para una verificación rápida, la regla de oro es que la pérdida de espacio libre a 1 km es de unos 92 dB a 1 GHz.