📡️ Calcolatore Perdita di Percorso Friis

L'equazione di trasmissione di Friis è il primo strumento a cui ricorre ogni ingegnere wireless. Prevede quanta potenza arriva a un ricevitore quando si conoscono la potenza del trasmittente, i guadagni di entrambe le antenne, la frequenza e la distanza. Nella sua forma in decibel la perdita in spazio libero è L₀ = 20·log₁₀(4πd/λ), e la potenza ricevuta è Pᵣ = Pₜ + Gₜ + Gᵣ − L₀ − (perdite di cavo e connettore).

La perdita in spazio libero cresce di 20 dB per decade di distanza e di 20 dB per decade di frequenza — ecco perché un collegamento a 5 GHz perde molto più di uno a 900 MHz sulla stessa distanza, e perché antenne a guadagno più alto sono obbligatorie alle frequenze a onde millimetriche. Nel mondo reale ostacoli, riflessi e pioggia aggiungono perdite extra, ma l'equazione di Friis fornisce la linea di base ideale da cui parte ogni budget.

La calcolatrice converte frequenza e distanza in un'unità comune, calcola la lunghezza d'onda λ = c/f, quindi applica la forma in decibel dell'equazione di Friis. L'uscita della perdita di percorso è sempre il valore in spazio libero; pioggia e alta umidità reali aggiungono perdita extra al chilometro, ma questa calcolatrice non modella l'attenuazione atmosferica. La potenza ricevuta è ricavata da potenza TX, guadagni delle antenne e perdita totale, ed è mostrata anche come margine di collegamento rispetto a una sensibilità impostata dall'utente.

Il margine di collegamento derivato (potenza ricevuta meno sensibilità del ricevitore) indica se il collegamento si chiude — qualsiasi valore sopra circa 10 dB dà un margine confortevole per pioggia e svanimento. Combina la perdita di percorso con la calcolatrice di visibilità ottica per verificare che la zona di Fresnel sia libera prima di acquistare l'hardware.

1. Inserisci la frequenza operativa (MHz o GHz come selezionato).
2. Inserisci la distanza del collegamento (km o miglia).
3. Inserisci la potenza TX in dBm e i guadagni delle antenne TX/RX in dBi.
4. Facoltativo: aggiungi la perdita di cavo per estremità e la sensibilità del ricevitore.
5. Clicca Calcola per vedere perdita di percorso, potenza ricevuta e margine di collegamento.

Perché la perdita in spazio libero è 20 dB/decade sia per distanza che per frequenza?

Nell'equazione di Friis il termine di diffusione (4πd/λ) è un rapporto tra distanza e lunghezza d'onda. Raddoppiare la distanza raddoppia la diffusione (6 dB); raddoppiare la frequenza dimezza la lunghezza d'onda, il che raddoppia il numero di lunghezze d'onda nel percorso e aggiunge altri 6 dB.

Qual è un buon margine di collegamento per un collegamento affidabile?

Per collegamenti fissi punto-punto, 10–20 dB di margine è lo standard per coprire pioggia, movimento della vegetazione e deriva dell'hardware. Per WiFi indoor, mira ad almeno 5–10 dB. Il margine è la differenza tra potenza ricevuta e sensibilità del ricevitore.

L'equazione di Friis funziona indoor?

Solo come limite superiore. Indoor, riflessi, pareti e arredi aggiungono 10–30 dB oltre la perdita in spazio libero. L'equazione è più utile per collegamenti outdoor in visibilità ottica; per la pianificazione indoor usa un modello come ITU-R P.1238 o un sopralluogo.

Come includo lo svanimento da pioggia?

Lo svanimento da pioggia colpisce principalmente frequenze sopra 10–12 GHz. Aggiungi una perdita extra di circa 0,1–1 dB/km a seconda della intensità di pioggia e della frequenza. Questa calcolatrice non modella l'attenuazione atmosferica; per collegamenti concessi usa il metodo completo ITU-R P.838.

Posso usarlo per collegamenti satellitari?

Sì, ma aggiungi la distanza obliqua (non la distanza di superficie), e considera che l'assorbimento atmosferico a bassi angoli di elevazione e gli effetti di polarizzazione contano. Per satelliti GEO la sola perdita di percorso è tipicamente 190–210 dB in banda C/Ku.

Che succede se le antenne non sono puntate l'una verso l'altra?

Il guadagno dell'antenna presuppone l'allineamento sull'asse. Fuori asse, il guadagno cala secondo il diagramma dell'antenna — tipicamente 3 dB alla larghezza di banda a mezza potenza. Il disallineamento, soprattutto con dischi ad alto guadagno, è una ragione comune per cui i collegamenti reali restano sotto il calcolo.

Usa la regola del 60% della zona di Fresnel prima di fidarti di un collegamento: la prima zona di Fresnel deve essere libera da alberi e tetti, altrimenti la perdita reale supererà il valore in spazio libero. Ricorda che raddoppiare la frequenza costa 6 dB di budget di collegamento — ecco perché si preferisce il sub-GHz per l'IoT a lungo raggio. La perdita di cavo conta più di quanto molti pensino: 10 m di coassiale sottile a 2,4 GHz possono assorbire 3–4 dB prima dell'antenna. Includi le perdite di connettore e paraspurio come 0,5–1 dB fissi per estremità. Come verifica rapida, la perdita in spazio libero a 1 km è circa 92 dB a 1 GHz.