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Vitesse

23 Atténuation en espace libre

La diffusion se produit quand le signal RF s’élargit naturellement à la sortie de l’antenne, ce qui engendre une diminution d’amplitude et une baisse de puissance au fur et à mesure de l’éloignement de l’antenne indépendamment de l’atténuation causée par les obstacles, l’absorption, la réflexion, la diffraction, etc…. Ce comportement est connu sous le nom de « Free Space Path Loss » (FSPL), parfois appelé « Beam Divergence », ce qui est le facteur de perte le plus important dans une liaison RF. FSPL se calcule à l’aide de la formule de Friis. L’antenne réceptrice est seulement capable de recevoir une petite quantité du signal transmis du fait de la propagation dans l’air. Tout signal qui n’est pas reçu par l’équipement est considéré comme perdu. La perte de puissance n’est pas linéaire mais logarithmique. Un signal 2,4 GHz perd 80 dB après 100 mètres, mais ne perd que 6 dB les 100 mètres suivants.

Pour évaluer l’affaiblissement en espace libre en fonction de la longueur d’onde, on utilise la formule suivante, déduite de la formule de Friis, qui est plus générale :

FSPL Lambda

Avec :

  • A, l’affaiblissement en espace libre en dB
  • d, la distance entre l’émetteur et le récepteur en mètres
  • λ, la longueur d’onde du signal en mètres

Pour évaluer l’affaiblissement en espace libre en fonction de la fréquence, on utilise la formule suivante :

FSPL Fréquence

Avec :

  • A, l’affaiblissement en espace libre en dB
  • d, la distance entre l’émetteur et le récepteur en kilomètres
  • f, la fréquence du signal radio en MHz

Pour tenir compte des atténuations sur le terrain, il est convenu d’introduire une pondération dans la formule de Friis :

FSPL Pondérée

Avec :

  • A, l’affaiblissement en espace libre, en dB
  • d, la distance entre l’émetteur et le récepteur, en mètres
  • f, la fréquence du signal radio, en MHz
  • Si n = 2, alors la formule est en espace libre
  • n = 3 en intérieur, n = 4 en intérieur encombré et 2 ≤ n ≤ 3 en extérieur

Une façon simple pour estimer la perte en espace libre est d’utiliser la règle des 6 dB, qui dit que doubler la distance équivaut à une perte de 6 dB.

Atténuation-2

Chaque appareil radio possède un niveau de sensibilité en réception. Le récepteur radio peut recevoir et interpréter correctement un signal jusqu’à un certain niveau d’amplitude. Si la radio reçoit un signal supérieur à son seuil d’amplitude, le signal est assez fort pour que la radio puisse l’interpréter. Si l’amplitude du signal reçu est en dessous du seuil de sensibilité de la radio du récepteur, la radio ne peut plus recevoir et interpréter correctement le signal. Non seulement le signal reçu doit être assez puissant pour être perceptible par la radio réceptrice, mais il doit également être suffisamment puissant pour être entendu au delà du bruit de fond RF, appelé « Noise Floor ». Lors du design d’un réseau WLAN intérieur ou extérieur, non seulement il faut veiller à ce que le signal RF ne s’atténue pas en dessous du seuil de sensibilité de réception, mais il faut également être certain que le signal ne s’atténue pas au niveau ou en dessous du niveau du « Noise Floor ».

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Atténuation en espace libre by Gilbert MOÏSIO is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License, except where otherwise noted.

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